يبدأ اختيار المبادلات الحرارية الصناعية بتحديد طبيعة العملية: ما الذي يجب تسخينه أو تبريده، وما هي السوائل التي ينقلها، وكيف ستتم صيانة المعدات. يربط هذا العرض التطبيقي بين عائلات المبادلات الحرارية اللوحية من SHPHE وخدمات العمليات، والمرافق، والبحرية، واستعادة الحرارة، مع توضيح الفروقات بينها.
| القيد الأساسي | مجموعة منتجات للتقييم | المعلومات التي تحدد مدى الملاءمة |
|---|---|---|
| قنوات معالجة ملحومة بأغطية يسهل الوصول إليها | مبادل حراري ذو صفائح ملحومة من نوع HT-Bloc | تركيب السوائل، والتلوث، وسهولة الوصول للصيانة |
| مواد صلبة أو ألياف أو ملاط لزج | مبادل حراري ذو صفائح ملحومة ذات فجوة واسعة | توزيع الجسيمات، والريولوجيا، والترسيب، والتآكل |
| معدات معالجة الألواح والأغلفة الملحومة | مبادل حراري ذو صفائح ملحومة TP | القدرة الحرارية، غلاف الضغط، وترتيب الغلاف |
| جهاز صغير الحجم عالي الضغط مناسب للسوائل النظيفة | مبادل حراري ذو دائرة مطبوعة (PCHE) | نظافة القناة، وفرق الضغط، والدورات الحرارية |
| متوافق مع السوائل مع ألواح قابلة للإزالة | مبادلات حرارية ذات صفائح محكمة الإغلاق | توافق الصفيحة والحشية، ومتطلبات التدفق والتنظيف |
| استعادة حرارة غازات العادم أو غازات العمليات | سخان هواء لوحي | تركيبة الغاز، والغبار، ونقطة الندى، وهامش المروحة |
هذه إرشادات أولية، وليست تصنيفات قابلة للتبديل للمعدات. تحدد بيانات الوحدة المقترحة وموادها وتكوينها حدود التشغيل الفعلية.
تُعتبر معدات الألواح الملحومة المدمجة مناسبة لاستعادة الحرارة السائلة، والتبريد، وبعض مهام التكثيف أو إعادة الغليان. عند إجراء أي عملية تحديث، يجب أن تشمل المراجعة مصدر الحرارة القابلة للاستعادة، والتيار المستقبل، والنهج الحراري، وإمكانية الوصول للتنظيف.
في أنظمة معالجة الغاز، يستعيد مبادل حراري ذو تركيز منخفض/عالي الطاقة بين محلول منخفض مُجدد ومحلول عالي مُحمّل. يجب أن يراعي اختيار المواد التركيب الكيميائي الكامل للمحلول ومستوى التلوث. كما يجب مقارنة نسبة الطاقة القابلة للاسترداد وفقدان الضغط على كلا الجانبين في ظل ظروف التشغيل نفسها.
قد تعمل مبردات الغاز بعد الضغط أو ضمن عمليات التنقية. يُعد احتواء الضغط، وتركيب السائل، وتكوّن المكثفات، والفصل في المراحل الأولية من أهم عوامل الاختيار. لا ينبغي تخصيص نظام تبريد الغاز لنظام تبريد السوائل لمجرد استخدام كلا المنتجين للألواح.
يُحدد التركيب الخام، وسلوك الشمع والأسفلتين، والتركيب الكيميائي للماء، والمواد الصلبة العالقة، تقييم التلوث والتآكل. ويمكن للأغطية التي يسهل الوصول إليها أن تدعم عمليات الفحص والتنظيف عندما لا يتجاوز التصميم المُثبَّت مساحة الخدمة المطلوبة.
يتطلب استعادة الحرارة من المياه المالحة الساخنة مراجعة مشتركة لتوافق السبيكة، والتركيز، والترسبات، ودرجة حرارة جدار التشغيل. يتم اختيار سبيكة مقاومة للتآكل للوسط المحدد؛ ولا يُعد أي تصنيف للسبيكة ضمانًا عامًا ضد جميع أنواع المحاليل الملحية أو الأحماض المختلطة.
تُقيّم المبادلات الحرارية ذات الألواح الملحومة ذات الفجوة الواسعة عندما تجعل المواد الصلبة أو الألياف الممرات الضيقة العادية غير مناسبة. يجب اختيار فجوة القناة، وتوزيع المدخل، والاتجاه، وطريقة التنظيف معًا. لا تُحدد الفجوة الأكبر وحدها الحد الأدنى للسرعة اللازمة للحفاظ على حركة التعليق الفعلي.
يجب أن يحافظ نظام التبريد بالترسيب على درجة الحرارة المطلوبة أثناء التعامل مع المحلول القلوي، والبلورات الأولية، وتكوّن الرواسب. تتم مراجعة الترتيبات الرأسية والأفقية وفقًا لتصميم الموقع، والتوزيع، ومسار التنظيف المخطط له.
قد تختلف ظروف المواد الصلبة والتركيب الكيميائي لهذه العمليات عن تلك الخاصة بالترسيب المُحفَّز. لذا، حدد نوع التيار في موقع العملية الفعلي، بما في ذلك تركيزه ونطاق درجة حرارته ومتطلبات تنظيفه، بدلاً من التعامل مع جميع مبادلات الألومينا كخدمة واحدة متطابقة من الملاط.
تزداد لزوجة الشراب مع زيادة تركيزه أو انخفاض درجة حرارته. لذا، ينبغي أن يشمل التصميم الحراري أدنى درجة حرارة مناسبة ومتطلبات الضخ المسموح بها في المطحنة. كما تتأثر هندسة الممرات وسهولة الوصول للتنظيف بانتقال الألياف من المنبع.
قد تحتوي العجينة المهروسة على مواد صلبة عالقة وألياف بيولوجية ولزوجة تتغير أثناء المعالجة. يجب أن يحافظ اختيار المعدات على درجة حرارة المعالجة المطلوبة مع ضمان سهولة الوصول إلى طريقة التنظيف المختارة وتوافقها مع مادة اللوح.
تتطلب معالجة مخلفات معالجة اللب السائلة، والمياه الناتجة عن عملية اللب، وغيرها من تيارات الجسيمات، بيانات خاصة بحجم الجسيمات وخصائصها الريولوجية. وينبغي فصلها عن مهام استعادة العادم الساخن في جدول المعدات. ويظل الفرز الأولي وتصميم التوزيع الذي يحد من التآكل الموضعي مهمين حتى مع القنوات الواسعة.
تختلف معدات PCHE وTP في تصميمها الأساسي وطرق صيانتها. تستخدم معدات PCHE قنوات ملحومة بالانتشار لمهام محددة تتعلق بالسوائل النظيفة. أما معدات TP فتعتمد على ترتيب ألواح ملحومة داخل غلاف محدد. ينبغي مقارنة النوعين بناءً على متطلبات العملية، بدلاً من تصنيفهما تحت معيار واحد للضغط أو سهولة التنظيف.
بالنسبة لمبرد غاز صغير الحجم، يجب مراجعة التركيب، وضغط التصميم، ودورات الضغط، والحد الأدنى لدرجة الحرارة، ونظافة القنوات. أما توافق الهيدروجين وتقييم الإجهاد فيندرجان ضمن تصميم المواد والمعدات المحددة.
تتطلب خدمة حمض الأكريليك مراعاة التآكل، وميل البلمرة، وتوزيع زمن الإقامة، وحدود التشغيل الخاصة بالجهة المرخصة للعملية. وتُعدّ حالة المدخل الكاملة وملف التكثيف مدخلات تصميم أكثر فائدة من درجة حرارة المخرج الاسمية الواحدة.
يجب أن تتناسب مبردات التنقية مع كيمياء العملية ومتطلبات التشغيل المستمر. يمكن استخدام المساحة المتاحة في العمود لتسخين الألواح الداخلية، ولكن يجب مراعاة ترتيبات التركيب والدعم والفحص والإزالة بالتزامن مع تصميم العمود.
تُعدّ مجموعات الألواح القابلة للإزالة ذات قيمة كبيرة في الحالات التي يكون فيها الوصول للفحص والتنظيف أمرًا بالغ الأهمية، وعندما تتناسب مواد الألواح والحشيات المختارة مع السوائل. تتطلب المرافق الكيميائية، ودعم عمليات POE، ودوائر تبريد مواد البطاريات، بيانات فنية منفصلة لحدود درجة الحرارة والضغط والتوافق الخاصة بها.
يُعزل نظام مياه التبريد المغلق عادةً عن مصدر التبريد الخارجي لضمان التحكم في التركيب الكيميائي للمياه. وينبغي أن تشمل أسس التصميم درجات حرارة مياه التبريد الموسمية، والحد الأدنى للتدفق، وأنظمة النسخ الاحتياطي، وسهولة الوصول للصيانة.
يمكن للمبادل الحراري نقل الحرارة مع فصل حدود الضغط لشبكات التدفئة الأولية والثانوية. يجب مراجعة المضخات والصمامات وأجهزة التحكم والحماية كجزء من المحطة، مع تحديد الحمل الحراري المطلوب والحدود الهيدروليكية لكل دائرة.
تجمع أنظمة التبريد المركزي للسفن، ومياه التبريد، والتشحيم، ودعم إزالة الكبريت بين المساحة المحدودة ومتطلبات التركيب الكيميائي للمياه وظروف الوصول الصعبة. قد يتطلب استخدام مياه البحر التيتانيوم أو مادة أخرى معتمدة للمشروع؛ ويعتمد الاختيار على الوسط الكامل وظروف التصميم.
ينبغي تحديد متطلبات التصنيف، والاهتزازات، والطلاءات، ووزن التشغيل، ومسافات الصيانة، إلى جانب متطلبات التشغيل. ولا يمكن تقييم المبادل الحراري الصغير بمعزل عن أنابيبه ودعاماته ونظام العزل الخاص به.
يجب أن يراعي نظام استعادة الحرارة بالغاز الغبار، وتركيب الغاز، ودرجات حرارة الجدران المحلية، وضغط المروحة المتاح. تشمل فائدة الطاقة الصافية الحرارة المستعادة والطلب الإضافي على الكهرباء. يتم اختيار نظام مكافحة التآكل في الطرف البارد وفقًا لظروف نقطة الندى الفعلية.
يمكن مطابقة ترتيبات الألواح المزدوجة والوحدات النمطية مع استراتيجية نقل وتركيب واستبدال المعدات. وينبغي مراعاة سهولة الوصول للتنظيف وإزالة الغبار المتراكم قبل وضع التصميم النهائي للقنوات.
يمكن دمج المبادل الحراري مع الأنابيب والصمامات والأجهزة والمضخات وأنظمة التحكم في وحدة التجميع وفقًا لحدود الحزمة المتفق عليها. يتيح التجميع في المصنع نقل أعمال الفحص والربط من موقع محدود المساحة، ولكن لا تزال الحزمة تتطلب تخطيطًا مسبقًا للتوصيل والتشغيل والاستلام.
يجب أن يميز نظام استعادة الطاقة الباردة من الغاز الطبيعي المسال بين حلقة التبريد الوسيطة ودائرة المعالجة المبردة. ويتطلب استعادة الحرارة من خلايا الوقود وجود طلب على الحرارة عند درجة حرارة مناسبة. ولا ينبغي التعامل مع أي من هذين النظامين كمصدر تلقائي للطاقة القابلة للاستخدام دون التحقق من مستويات درجة الحرارة وساعات التشغيل وأنظمة التحكم.
ابدأ بجدول المبادل الحراري، وحدد كل زوج من السوائل، ووفر الظروف العادية والدنيا والقصوى. أضف المواد الصلبة، والتركيب الكيميائي، وانخفاض الضغط المسموح به، والمتطلبات الميكانيكية، وقيود الوصول. يُمكّن هذا شركة SHPHE من تقييم مجموعة المنتجات ذات الصلة، وتحديد ما ينتمي إلى إمداد المبادل الحراري، وما ينتمي إلى حزمة المحطة الأوسع.
إنجليزيالإنجليزية
