Die Herausforderung des Kapazitätswachstums
Eine chemische Verarbeitungsanlage erwartet innerhalb von drei Jahren eine Steigerung der Produktionskapazität um 40 %. Die Wärmetauscher in den Prozesstanks sind auf die aktuelle Produktion ausgelegt. Wenn sie heute auf die künftige Kapazität ausgelegt wären, würden sie drei Jahre lang im Teillastbetrieb laufen-, was Kapital verschwendet und möglicherweise zu Steuerungsproblemen beim Herunterfahren führen würde. Wenn sie für die laufende Produktion ausgelegt sind, müssen sie innerhalb von drei Jahren ersetzt werden-wodurch der Restwert der Erstinstallation verschwendet wird.
Ein für die Feldmodifikation konzipierter PTFE-Wärmetauscher löst dieses Dilemma. Die Erstinstallation entspricht dem aktuellen Heizbedarf. Das Design umfasst Vorkehrungen-Ersatzverteileranschlüsse, Kapazität des Stützrahmens, Dampf- und Kondensatverteilerkapazität-, die das Hinzufügen zusätzlicher Rohrmodule vor Ort- ermöglichen, wenn die Produktionssteigerung erfolgt. Die Kapazitätssteigerung wird erreicht, ohne dass der vorhandene Wärmetauscher entfernt oder ausgetauscht werden muss.
Das Feld-Erweiterbares Design
Der Wärmetauscher ist als Rahmen mit fester, erweiterbarer Kapazität konzipiert. Der Rahmen umfasst ein primäres Rohrbündel in der Größe für den aktuellen Einsatz sowie freie Positionen für zusätzliche Rohre. Die Dampf- und Kondensatsammler werden an den Stellen, an denen zukünftige Rohre hinzugefügt werden, mit verschlossenen Abzweiganschlüssen hergestellt.
Wenn eine Kapazitätserhöhung erforderlich ist, werden zusätzliche PTFE-Schläuche an den Ersatzpositionen installiert. Der Stecker wird vom Hauptabzweiganschluss entfernt. Der Schlauch wird über die Standard-Klemmverschraubung mit dem Sammelrohr verbunden. Das Rohr wird durch die vorhandenen Stützplatten geschraubt, die zum Zeitpunkt der ursprünglichen Herstellung mit Ersatzlöchern versehen waren. Das Rohr wird am anderen Ende auf die gleiche Weise am gegenüberliegenden Sammelrohr befestigt.
Die Installation zusätzlicher Rohre wird mit installiertem Wärmetauscher abgeschlossen{0}}entweder mit entleertem Tank, um den Zugang zu ermöglichen, oder mit entferntem, an der Tankoberseite modifiziertem und wieder installiertem Wärmetauscher. Es ist kein Schweißen erforderlich. Es ist keine Werksrückgabe erforderlich. Die Modifikation wird vom Wartungsteam der Anlage oder einem örtlichen Dienstleister unter Verwendung von Standard-PTFE-Schlauchmontagewerkzeugen durchgeführt.
| Feldänderungsparameter | Spezifikation |
|---|---|
| Anfangskapazität (aktuelle Produktion) | 60 kW (Beispiel) |
| Entwerfen Sie ultimative Kapazität | 85 kW (+40%) |
| Anzahl der Ersatzrohrpositionen | 30 % der ursprünglichen Röhrchenzahl |
| Ersatz-Header-Anschlüsse | Verstopfte Äste; Stecker abnehmbar ohne Demontage des Headers |
| Ersatzlöcher für die Stützplatte | Vor-gebohrt; vorübergehend verstopft |
| Änderungszeit (Tank entleert) | 4-8 Stunden |
| Modifikationswerkzeuge erforderlich | Rohrschneider, Drehmomentschlüssel, PTFE-Ferrulen-Einführwerkzeug |
| Kapazität des Dampf-/Kondensatsammlers | Ab der Erstinstallation für optimalen Durchfluss dimensioniert |
| Stützrahmenkapazität | Ab der Erstinstallation auf das ultimative Rohrgewicht ausgelegt |
Die Header- und Frame-Pre-Investition
Die Kopfstücke und der Stützrahmen sind zum Zeitpunkt der Erstinstallation auf die maximale Kapazität ausgelegt. Diese Vor--Investition stellt bescheidene Zusatzkosten dar,-typischerweise 15-20 % der anfänglichen Wärmetauscherkosten, vermeidet jedoch die viel höheren Kosten für den Austausch des gesamten Wärmetauschers zum Zeitpunkt der Kapazitätserhöhung.
Die Dampfversorgungs- und Kondensatrücklaufleitungen von der Tankdurchführung bis zu den Wärmetauschersammlern sind ebenfalls auf die maximale Kapazität ausgelegt. Die Rohrleitungen werden einmal installiert; Es wird während der Kapazitätserhöhung nicht geändert. Das Steuerventil ist für die maximale Kapazität dimensioniert, wobei der anfängliche Betrieb bei einem Teilhub des Ventils erfolgt.
Die Vor-Investition in Header, Rahmen und Rohrleitungen ist der finanzielle Kompromiss-. Sie ist gerechtfertigt, wenn die Wahrscheinlichkeit und der Zeitpunkt der Kapazitätserhöhung hinreichend sicher sind. Wenn die Kapazitätserhöhung nicht zustande kommt, sind die Vor-Investitionen versunkene Kosten-, allerdings geringere versunkene Kosten als der Austausch des gesamten Wärmetauschers.
Die thermische Leistung nach der Expansion
Das erweiterte Rohrbündel hat eine höhere Rohranzahl und eine größere Gesamtoberfläche. Der Dampfdurchsatz erhöht sich entsprechend der höheren Heizleistung. Die für den ultimativen Durchfluss dimensionierten Dampf- und Kondensatverteiler bewältigen den Anstieg ohne übermäßigen Druckabfall oder Kondensatrückstau.
Das Temperaturregelsystem muss nach der Erweiterung möglicherweise neu eingestellt werden. Durch die größere Oberfläche verändern sich die Prozesszeitkonstante und die Regelkreisdynamik. Die PID-Parameter werden basierend auf der neuen Systemreaktion angepasst, die durch einen Stufentest nach Abschluss der Erweiterung ermittelt wird.
Zusammenfassung
Vor Ort-modifizierbare PTFE-Wärmetauscher ermöglichen eine Kapazitätserhöhung vor-durch die Hinzufügung zusätzlicher Rohrmodule zu einem vor-investierten Rahmen- und Kopfsystem. Ersatzrohrpositionen, verstopfte Kopfanschlüsse und vor-gebohrte Stützplatten ermöglichen eine Kapazitätserweiterung ohne Werkseinsendung oder Austausch des Wärmetauschers. Das Design eliminiert die Kosten für den Austausch eines unterdimensionierten Wärmetauschers und die Teillastineffizienz eines vorzeitig überdimensionierten Wärmetauschers. Der Ansatz ist ideal für Einrichtungen mit geplantem, schrittweisem Kapazitätswachstum.
Technische Unterstützung für den Entwurf eines vor Ort erweiterbaren PTFE-Wärmetauschers ist nach Vorlage der aktuellen und geplanten Heizlasten, des erwarteten Zeitplans für die Kapazitätssteigerung, der Tankabmessungen und des verfügbaren Dampfdrucks verfügbar.
