Zahtjev za dvo-način rada
Reaktor kemijskog procesa izmjenjuje se između faze zagrijavanja (endotermna reakcija na 95 stupnjeva) i faze hlađenja (brzo gašenje na 25 stupnjeva radi stabilizacije proizvoda). Prijelaz između faza mora se dogoditi unutar 15 minuta kako bi se spriječile nuspojave. Jedan-uslužni izmjenjivač topline-samo para ili samo rashladna voda-ne može to postići. Dva odvojena izmjenjivača bi prepunila reaktor i zakomplicirala kontrolu.
PTFE izmjenjivač topline s dvostrukim krugovima-dva neovisna snopa cijevi integrirana u jedan potporni okvir-rješava problem. Jedan krug se spaja na dovod pare za grijanje. Drugi se spaja na dovod hladne vode za hlađenje. Oba kruga dijele istu stazu protoka-na procesnoj strani, zauzimajući isti volumen reaktora, ali su hidraulički neovisni na strani pogona.
Kada je potrebno grijanje, para teče kroz krug A dok je krug B izoliran. Kada je potrebno hlađenje, ohlađena voda teče kroz krug B dok je krug A ispušten i izoliran. Prijelaz uključuje zatvaranje ventila na jednom krugu i otvaranje ventila na drugom, plus kratko pročišćavanje radi uklanjanja zaostalog medija za grijanje ili hlađenje prije uvođenja suprotnog medija.
Dvo-izgled dizajna kruga
Dva kruga su isprepletena unutar snopa cijevi: cijevi iz kruga A i kruga B izmjenjuju se u svakom redu. Ovaj isprepleteni raspored osigurava da je prijenos topline ravnomjeran po presjeku snopa-bez obzira na to koji je krug aktivan. Ako su cijevi kruga A grupirane s jedne strane, a kruga B s druge strane, procesna tekućina bi imala nejednaku temperaturu tijekom rada jednog-kruga.
Svaki krug ima svoje ulazne i izlazne kolektore, odvajač pare (za krug grijanja) i odvod kondenzata. Zaglavlja su -kodirana bojama ili označena radi nedvosmislene identifikacije tijekom instalacije i održavanja. Krugovi su-nezavisno testirani prije isporuke.
Materijali cijevi su identični-oba kruga koriste isti PTFE stupanj i debljinu stijenke-tako da oba imaju isti radni vijek i kemijsku otpornost. Jedina razlika su komunalni priključci: sabirnici kruga A dimenzionirani su za protok pare; Sabirnici kruga B dimenzionirani su za protok ohlađene vode pri višoj volumetrijskoj brzini.
Tablica 1: Specifikacije PTFE izmjenjivača topline s dva- kruga (50 kW grijanje / 40 kW hlađenje)
| Parametar specifikacije | Krug A (grijanje) | Krug B (hlađenje) |
|---|---|---|
| Servisna tekućina | Zasićena para, 3 bara | Ohlađena voda, opskrba 7 stupnjeva |
| Projektirana toplinska snaga (kW) | 50 | 40 (hlađenje) |
| Broj cijevi | 32 | 32 |
| OD × stijenka cijevi (mm) | 10 × 1.0 | 10 × 1.0 |
| Raspored cijevi | Naizmjenično s krugom B | Naizmjenično s krugom A |
| Materijal zaglavlja | PTFE | PTFE |
| Priključci zaglavlja | DN25 s prirubnicom, parna-označena | DN32 s prirubnicom, vodo-naziv |
| Tip parnog odvajača | Plovak i termostat | N/A |
| Cjedilo za hladnu vodu | N/A | 40 mesh, PTFE tijelo |
| Odvodni/odušni ventili | PTFE kuglasti ventil na kolektoru kondenzata | PTFE kuglasti ventil na visokoj točki za ventilacijski otvor |
| Vrsta kontrolnog ventila | Modulirajući pneumatski, parni servis | Modulirajuća pneumatika, servis vode |
| Prijelazno čišćenje | Ispuštanje pare prije hlađenja | Ispuštanje zraka prije zagrijavanja |
Redoslijed prijelaza i kontrole
Prijelaz s grijanja na hlađenje zahtijeva pročišćavanje pare i kondenzata iz kruga A prije uvođenja ohlađene vode. Redoslijed pročišćavanja, kojim upravlja PLC ili DCS reaktora, slijedi ove korake: zatvorite ventil za dovod pare, otvorite ventil za odvod kondenzata, ostavite da se tlak u krugu smanji i isprazni 60 sekundi, zatvorite ventil za odvod, otvorite ventile za dovod i povrat ohlađene vode.
Prijelaz s hlađenja na grijanje je sličan: zatvorite ventile za hlađenu vodu, otvorite odvodni ventil da ispraznite krug, ostavite odvod 60 sekundi, zatvorite odvod i polako otvorite ventile za paru kako biste spriječili toplinski šok.
Koraci pročišćavanja sprječavaju ulazak pare u sustav ohlađene vode (što bi moglo uzrokovati vodeni udar) i sprječavaju ulazak ohlađene vode u sustav pare (što bi moglo uzrokovati kontaminaciju kondenzatom). Nepovratni ventili na oba kruga pružaju dodatnu zaštitu od unakrsne-kontaminacije tijekom propuštanja ventila.
Prostor i isplativost
Dvo-konstrukcija kruga zauzima približno 60% volumena reaktora koji bi zahtijevala dva odvojena izmjenjivača. Zajednički potporni okvir, zajednički instalacijski rad i jedan set procesnih priključaka smanjuju ukupne instalirane troškove za otprilike 30-40% u usporedbi s instaliranjem dva neovisna izmjenjivača.
Raspored isprepletenih cijevi pruža dodatnu prednost jednolike procesne-temperature tijekom rada u jednom-krugu. Ne postoje tople ili hladne točke koje odgovaraju fizičkoj lokaciji jednog kruga u paketu.
Sažetak
PTFE izmjenjivač topline s mogućnošću dvostrukog -kruga integrira dva neovisna snopa cijevi u jednom okviru s isprepletenim rasporedom cijevi, što omogućuje brz prijelaz između načina grijanja i hlađenja. Svaki krug povezuje se sa svojom odgovarajućom mrežom s neovisnim zaglavljima, ventilima i kontrolama. Automatizirane sekvence čišćenja osiguravaju siguran prijelaz između načina rada bez unakrsne-kontaminacije komunalnih usluga.
Dvo-dizajn kruga štedi prostor reaktora i smanjuje instalirane troškove u usporedbi s odvojenim izmjenjivačima, dok istovremeno osigurava ujednačenu temperaturu procesne-strane tijekom rada s jednim-krugom.
Tehnička podrška za specifikacije dvokružnog PTFE izmjenjivača topline dostupna je nakon podnošenja zadataka grijanja i hlađenja, zahtjeva za temperaturu procesa, ciljnog vremena prijelaza i dostupnih specifikacija komunalnih usluga.
