Задать вопрос экспертам: теплообмен
В. Мой теплообменное оборудование выполняет плохо. Как я могу определить, является ли причиной является загрязнение или изменение условий процесса?
Загрязнение является первым виновником которые необходимо учитывать при теплообменное оборудование (ГТГ) не соответствует его дизайн долг. В поисках причин HTE снижения производительности, можно рассматривать эти вопросы: Есть ли значительное загрязнение происходит в определенной части процесса (например, запуск, или в нештатных или расстроены, условия)? Когда обрастания начать и какие основные изменения произошли процесса (например, изменения в качестве исходного сырья или оборудования, конструктивных изменений)? Были ли изменения, вверх по течению от загрязненной HTE? Это загрязнение документально наблюдения или тестирование образцов депозит? У загрязнения образцов составляют химических веществ, присутствующих в процесс жидкости?
Снижение производительности зачастую является результатом интерактивных эффектов гидродинамики, переноса тепла и загрязнения. Вот эти эффекты рассматриваются по типу HTE, основанный на свои услуги.
С водо-водяными теплообменниками (WCHEs), снижение производительности за счет изменения расхода воды или накопление неконденсирующихся газов на процесс стороны конденсаторов может быть истолковано как загрязнение. Проверьте температуру воды на выходе, и сравнить повышение температуры по всей ВКВО с расчетное значение для определения изменения расхода воды. Мера наращивание неконденсирующихся газов путем контроля температуры выход газа при постоянном давлении конденсации. Если температура близка к охлаждающей жидкости, увеличивают скорость выход.
Производительность кормов / сбросы теплообменники (FEHEs), как правило, контролируется измерения температуры подаваемого потока выхода FEHE и въезда в процессе нагревателя. Для однофазных потоков, влияние условий процесса можно легко определить по известным Расходы, приведенные процесса стороне и температур. Загрязнение могут быть обнаружены путем наблюдения за давлением в капли, которые вызваны грубой отложений на поверхности трубки. В две фазы потока, изучить структуру загрязнения отложений на трубах, поскольку разделение фаз может привести к значительным загрязнения на местном уровне. Для улучшения паров и жидкой фазы распространения, использования трубки вставки и альтернативные конструкции перегородки.
В испарителей, таких, как ребойлеры и кристаллизаторов, неравномерное распределение пара и жидкой фаз должны быть расследованы в первую очередь. Использования пара высокого давления увеличение испарения (что также вызывает пленочного кипения) может привести к fouling.With кристаллизаторов, задача состоит в том, чтобы найти канал поток отвечает за неоднородного распределения жидкости, явление, которое будет еще хуже местных, две фазы потоков.
Менее оптимальной производительности в нагреватели могут быть вызваны к неожиданным изменениям в двухфазных режим течения жидкости или Расходы, приведенные в критической области трубчатых температуры металла (TMT) измерений. Если в нормальных условиях эксплуатации, двухфазного потока лежит между двумя режимами (например, пули потока переход на кольцевую потока, или кольцевых потока тумана), слегка изменив условия процесса (например, расход, качество пара или давления) можно изменить местных осевой и окружной коэффициент теплопередачи, который влияет на TMT.
Когда загрязнения является причиной деградации HTE, как правило, классифицируются в соответствии с механизмом прекурсоров образования: обрастания, химические реакции, осаждения частиц коррозии, или кристаллизации. Несмотря на отсутствие единого подхода будет способствовать уменьшению загрязнения всех проблем, следующие принципы должны быть полезными:
1. Оценка причин и последствий загрязнения. Например, во время запуска, низким Расходы, приведенные может привести к высокой температуры стены (TW), что может быть исправлена путем пытается альтернативные процедуры запуска. В ребойлеры, обрастания иногда вызывается с помощью давления выше, чем дизайн пара и пленочного кипения может привести к высоким уровнем загрязнения на местном уровне. Если паровых reboiler или испарителя требует частичного затопления использования конденсата на паровой стороне (что указывает на значительную по-дизайн), снижение давления пара должна быть использована.
В WCHEs, охлаждение горячей (> 125 ° C) технологических потоков может привести к накипи на стенках трубки. В дополнение к использованию химических добавок, воды выше скоростей (> 2 м / с), рекомендуется держать T ^ W ^ югу низким, несмотря на возможное наказание за перепада давления. В FEHEs с высокой паро-качество корма потоков, закрученного потока, вызванных расширения трубы или трубы вставки, могут уменьшить загрязнение, особенно в области течения переход от кольцевой в тумане.
2. Выявление механизма управления. Устранение некоторых видов коррозии (например, нафтеновых кислот коррозии), может уменьшить загрязнение при сведении к минимуму загрязнение может уменьшить некоторые виды коррозии (например, сульфид коррозии в гидро лечения). Загрязнение вследствие осаждения нерастворимых частиц может быть ограничено путем применения диспергаторов класс химических добавок. Загрязнение за счет растворимых продуктов коррозии может быть остановлен путем перехвата химической реакции, которая является загрязнение прекурсоров. Если отложения содержат> 5% металла, регулирующие механизм может быть коррозией оборудования или наличие растворенных металлоорганических соединений, полученных из катализаторов или из других источников (например, нафтеновых кислот при> 175 ° C в нефтеперерабатывающей, выше теплообменника обрастания (ВВ).
Сырой нефти в обрастания подогрева поезд дистилляции можно управлять отображением обрастания склонность индивидуальных ВВ в поезде. ВВ операционной выше порога условиях загрязнения может быть определено с завода данных. Скорость обрастания больше зависит от T ^ W ^ к югу, чем на температуры воды. Высокая степень загрязнения происходит на 25-35 ° C. Избежать этого можно, диапазон температур при изменении расхода воды летом и зимой.
3. Разработка afouling-стратегии смягчения последствий. Это должна быть основана на вышеизложенных рекомендаций и анализа затрат и выгод. В краткосрочной перспективе, оптимизировать расписание дежурств; альтернативных смешивания сырья, ликвидировать загрязнение прекурсоров с добавками, а также изменения условий эксплуатации. Промежуточное решение может включать принятие альтернативной конструкции трубки-расслоение с или без изменения числа проходов; изменения перегородка дизайн корпуса уменьшить загрязнение стороне и, используя трубки вставок и добавок. В долгосрочной перспективе, изменение технологических условий или tiy альтернативных ВВ (например, использование weldedplate против дизайн корпуса и трубы) или изменить сети трубопроводов, чтобы изменить условия работы для отдельных ВВ.
CB Panchal, является инженер-исследователь в Департамент США по энергетике (DOE) Аргоннской национальной лаборатории (9700 С. Касс проспект, Аргон, IL 60439, телефон: (630) 252-8070; Email: <A HREF = "Посылка : cpanchal@anl.gov "> <cpanchal@anl.gov />) и консультант энергии Концепции Ко Он имеет более чем 25 лет исследований
работы автора при поддержке Министерства энергетики США помощник госсекретаря по обеспечению энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, а также IndustrialTechnology Программа по контракту W-31-109-Eng-38.
