İkili-Mod Gereksinimi
Bir kimyasal proses reaktörü, bir ısıtma fazı (95 derecede endotermik reaksiyon) ve bir soğutma fazı (ürün stabilizasyonu için 25 dereceye kadar hızlı söndürme) arasında dönüşümlü olarak çalışır. Yan reaksiyonların önlenmesi için fazlar arası geçişin 15 dakika içerisinde gerçekleşmesi gerekmektedir. Tek bir-servis ısı eşanjörü-yalnızca buhar veya yalnızca soğutma suyu-bunu başaramaz. İki ayrı eşanjör reaktörü dolduracak ve kontrolü zorlaştıracaktır.
Çift devreli ({0}}tek bir destek çerçevesine entegre edilmiş iki bağımsız boru demeti- olan bir PTFE ısı eşanjörü sorunu çözer. Bir devre ısıtma için buhar kaynağına bağlanır. Diğeri soğutma için soğutulmuş su kaynağına bağlanır. Her iki devre de aynı proses-yan akış yolunu paylaşır, aynı reaktör hacmini kaplar, ancak hizmet tarafında hidrolik olarak bağımsızdır.
Isıtma gerektiğinde, Devre B izole edilirken Devre A'dan buhar akar. Soğutma gerektiğinde, Devre A boşaltılır ve izole edilirken soğutulmuş su Devre B'den akar. Geçiş, bir devredeki vanaların kapatılmasını ve diğerindeki vanaların açılmasını ve ayrıca karşıt ortamın verilmesinden önce kalan ısıtma veya soğutma ortamının uzaklaştırılması için kısa bir temizleme işlemini içerir.
İkili-Devre Tasarım Düzeni
İki devre tüp demetinin içine yerleştirilmiştir: Devre A ve Devre B'den gelen tüpler her sırada dönüşümlü olarak yer alır. Bu aralıklı düzenleme, hangi devrenin aktif olduğuna bakılmaksızın, ısı transferinin paket kesiti- boyunca eşit olmasını sağlar. Eğer Devre A tüpleri bir tarafta ve Devre B diğer tarafta kümelenmiş olsaydı, tek-devre çalışması sırasında proses akışkanında eşit olmayan sıcaklıklar yaşanırdı.
Her devrenin kendi giriş ve çıkış başlıkları, buhar kapanı (ısıtma devresi için) ve yoğuşma suyu tahliyesi vardır. Başlıklar, kurulum ve bakım sırasında net bir şekilde tanımlanabilmeleri için renk-kodludur veya etiketlenmiştir. Devreler teslimattan önce bağımsız olarak-basınç testine tabi tutulur.
Boru malzemeleri aynıdır-her iki devre de aynı PTFE kalitesini ve duvar kalınlığını kullanır-böylece her ikisi de aynı hizmet ömrüne ve kimyasal dirence sahiptir. Tek fark, şebeke bağlantılarıdır: Devre A başlıkları buhar akışına göre boyutlandırılmıştır; Devre B başlıkları, daha yüksek hacimsel oranda soğutulmuş su akışı için boyutlandırılmıştır.
Tablo 1: Çift-Devreli PTFE Isı Eşanjörü Teknik Özellikleri (50 kW Isıtma / 40 kW Soğutma)
| Şartname Parametresi | Devre A (Isıtma) | Devre B (Soğutma) |
|---|---|---|
| Servis sıvısı | Doymuş buhar, 3 barg | Soğutulmuş su, 7 derece besleme |
| Tasarım ısıl görevi (kW) | 50 | 40 (soğutma) |
| Tüp sayısı | 32 | 32 |
| Borunun dış çapı × duvar (mm) | 10 × 1.0 | 10 × 1.0 |
| Tüp düzenlemesi | Devre B ile Alternatif | Devre A ile Alternatif |
| Başlık malzemesi | PTFE | PTFE |
| Başlık bağlantıları | DN25 flanşlı, buhar-sınıflı | DN32 flanşlı, su-onaylı |
| Buhar kapanı tipi | Şamandıra ve termostatik | N/A |
| Soğutulmuş su süzgeci | N/A | 40 gözenekli, PTFE gövde |
| Tahliye/havalandırma vanaları | Yoğuşma suyu başlığında PTFE küresel vana | Havalandırma için yüksek noktada PTFE küresel vana |
| Kontrol vanası tipi | Modülasyonlu pnömatik, buhar servisi | Modülasyonlu pnömatik, su servisi |
| Geçiş temizliği | Soğutmadan önce buhar blöfü | Isıtmadan önce hava üfleme |
Geçiş Sırası ve Kontrolleri
Isıtmadan soğutmaya geçiş, soğutulmuş su verilmeden önce Devre A'daki buharın ve yoğuşmanın boşaltılmasını gerektirir. Reaktörün PLC veya DCS'si tarafından kontrol edilen tahliye sırası şu adımları takip eder: buhar besleme vanasını kapatın, yoğuşma tahliye vanasını açın, devrenin basıncının düşmesine ve 60 saniye boyunca tahliye olmasına izin verin, tahliye vanasını kapatın, soğutulmuş su besleme ve dönüş vanalarını açın.
Soğutmadan ısıtmaya geçiş benzerdir: soğutulmuş su vanalarını kapatın, devreyi boşaltmak için tahliye vanasını açın, drenaja 60 saniye izin verin, tahliyeyi kapatın ve termal şoku önlemek için buhar vanalarını yavaşça açın.
Tahliye adımları, buharın soğutulmuş su sistemine girmesini (bu durum su darbesine neden olabilir) ve soğutulmuş suyun buhar sistemine girmesini (yoğuşma kirliliğine neden olabilir) önler. Her iki devredeki çek valfler, valf sızıntısı sırasında çapraz-kirlenmeye karşı ek koruma sağlar.
Alan ve Maliyet Verimliliği
İkili-devre tasarımı, iki ayrı eşanjörün ihtiyaç duyacağı reaktör hacminin yaklaşık %60'ını kaplar. Paylaşılan destek çerçevesi, paylaşılan kurulum işçiliği ve tek işlem bağlantıları seti, iki bağımsız eşanjörün kurulumuyla karşılaştırıldığında toplam kurulum maliyetini yaklaşık %30-40 oranında azaltır.
Aralıklı tüp düzenlemesi, tek-devre çalışması sırasında tekdüze proses-yan sıcaklığının ek faydasını sağlar. Pakette bir devrenin fiziksel konumuna karşılık gelen sıcak veya soğuk noktalar yoktur.
Özet
Çift-devre özelliğine sahip bir PTFE ısı eşanjörü, iki bağımsız boru demetini aralıklı boru düzeniyle tek bir çerçevede birleştirerek ısıtma ve soğutma modları arasında hızlı geçişe olanak tanır. Her devre bağımsız başlıklar, valfler ve kontrollerle ilgili yardımcı programa bağlanır. Otomatik temizleme dizileri, yardımcı programların çapraz-bulaşması olmadan modlar arasında güvenli geçiş sağlar.
Çift-devre tasarımı, tek-devre çalışması sırasında tekdüze proses-yan sıcaklığı sağlarken, ayrı eşanjörlere kıyasla reaktör alanından tasarruf sağlar ve kurulum maliyetini azaltır.
Çift-devreli PTFE ısı eşanjörü spesifikasyonu için mühendislik desteği, ısıtma ve soğutma görevleri, proses sıcaklığı gereksinimleri, geçiş süresi hedefleri ve mevcut hizmet spesifikasyonlarının sunulması üzerine sağlanır.
