La realitat de l'acumulació de fangs
El tractament d'aigües residuals, els purins miners i determinats processos de precipitació química generen fangs pesats que s'acumulen a totes les superfícies immerses. Fins i tot el PTFE, amb la seva baixa energia superficial, no pot resistir completament l'acumulació de fangs quan la càrrega de sòlids és alta i el procés funciona contínuament durant mesos. Finalment, la capa de fang aïlla la superfície de transferència de calor i s'ha de netejar l'intercanviador.
En un intercanviador de calor de PTFE estàndard, la neteja requereix drenar el dipòsit, desconnectar totes les canonades, aixecar tot l'intercanviador i rentar-lo a pressió-o substituir les seccions del tub. Aquesta és una operació de diversos-dies. Per als processos on l'acumulació de fangs es produeix cada 4-6 setmanes, el temps d'inactivitat és inacceptable.
Un disseny de-secció desmuntable permet la-neteja del dipòsit: les seccions individuals del tub es desconnecten, s'aixequen a través de l'obertura del dipòsit per netejar-les i es tornen a instal·lar- tot mentre que la resta de l'intercanviador es manté al seu lloc i el dipòsit roman en gran part ple, minimitzant la interrupció de la producció.
El Disseny de la Secció Modular
L'intercanviador de calor es divideix en seccions desmuntables independentment. Cada secció consta d'un subconjunt de tubs (normalment 8-12 tubs) connectats a una sub-capçalera comuna a cada extrem. Els sub-capçaleres es connecten als capçals principals de vapor i condensat mitjançant juntes amb brides de desconnexió ràpida o unions de compressió que es poden accionar des de dalt del dipòsit.
Quan cal netejar, el subministrament de vapor a la secció s'aïlla i es despresuritza. Els connectors de-desconnexió ràpida s'han afluixat. La secció s'aixeca fora del dipòsit mitjançant un polipast lleuger o manualment, segons la mida. La secció es porta a una àrea de neteja, es renta-a pressió o es neteja mecànicament, s'inspecciona i es retorna al dipòsit. La reconnexió és el contrari de la desconnexió. La secció es prova a pressió-amb aire comprimit per verificar la integritat de la junta abans que es recuperi el vapor.
Tot el cicle de neteja-i-de substitució d'una secció es completa en 2-3 hores. Es poden netejar seqüencialment diverses seccions durant un torn de manteniment programat. El dipòsit continua en servei i les seccions restants continuen escalfant-se.
Taula 1: Paràmetres de disseny de l'intercanviador de calor de PTFE-desmuntable (50 kW de servei total, servei de fangs pesats)
| Paràmetre de disseny | Disseny estàndard | Disseny de secció-desmuntable | Benefici operatiu |
|---|---|---|---|
| Nombre de seccions independents | 1 (paquet sencer) | 4-6 | Neteja parcial sense parada total |
| Tubs per secció | 60-80 | 10-15 | Pes manejable per a l'aixecament manual |
| Pes sec de la secció (kg) | 45-60 | 8-12 | Ascensor d'una-persona |
| Tipus de connexió de capçalera | Accessoris de compressió permanents | Unions de-desconnexió ràpida amb brides | Desconnexió d'eina-gratuïta o única-eina |
| Vàlvules d'aïllament per tram | Cap (circuit únic) | Entrada de vapor i sortida de condensats | Aïllament independent per a la neteja |
| Temps d'eliminació de la secció (minuts) | N/A (només eliminació completa del paquet) | 15-20 | Rendiment ràpid de neteja |
| Temps de neteja de la secció (minuts) | N/A | 30-45 (rentat a pressió) | Completat dins de la finestra de manteniment |
| Temps de reinstal·lació i prova de la secció (minuts) | N/A | 30-40 | Cicle total inferior a 2 hores |
| Cal drenatge del dipòsit | Sí (eliminació completa del paquet) | No (seccions eliminades de la part superior) | Manté el nivell del tanc i la química |
El disseny de la-desconnexió ràpida de la junta
La junta-de desconnexió ràpida entre la sub-capçalera de la secció i la capçalera principal s'ha de segellar de manera fiable contra la pressió del vapor, mentre que un tècnic la pot fer servir fàcilment des de dalt. Una unió amb brides amb una junta de PTFE captiva i cargols oscil·lants ofereix aquesta funcionalitat.
Les meitats de la brida estan alineades per un diàmetre pilot, assegurant una correcta compressió de la junta sense un posicionament precís per part de l'operador. Els cargols oscil·lants es capturen al costat del capçal principal; quan es presenta una secció a la capçalera principal, els cargols s'ajusten a les ranures de la brida de la secció i es tensen a mà-. No es requereix cap eina en el disseny estàndard; s'utilitza una clau de parell-limitadora per a l'ajust final per garantir una compressió constant de la junta.
L'articulació està dissenyada per a centenars de cicles de ruptura-sense degradació. La junta de PTFE és reemplaçable i s'inspecciona a cada interval de neteja. Les superfícies de segellat de la brida estan protegides de danys mecànics per un disseny encastat que evita que la junta es desenganxi durant la manipulació de la secció.
El protocol d'aïllament i purga
Abans de desconnectar una secció, cal aïllar-la del vapor i despresuritzar-la. Cada secció està equipada amb vàlvules d'aïllament dedicades a les connexions d'entrada de vapor i de sortida de condensats. Es tracta de petites vàlvules de bola de PTFE o PVDF, accionades manualment des de la vora del dipòsit mitjançant tiges esteses.
Després de l'aïllament, la secció es ventila a l'atmosfera mitjançant una vàlvula de ventilació per confirmar la despresurització. La ventilació també serveix com a punt de connexió per a la prova d'aire comprimit després de la reinstal·lació. Les vàlvules d'aïllament i de ventilació estan integrades a la sub-capçalera de la secció, de manera que s'eliminen amb la secció per a la inspecció i el manteniment.
Resum
Un disseny d'intercanviador de calor de PTFE de-secció desmuntable divideix el feix de tubs en mòduls extraïbles de manera independent connectats a les capçaleres principals mitjançant juntes amb brides de desconnexió ràpida-. Les seccions es poden aïllar, treure per netejar i tornar a instal·lar-se en un termini de 2-3 hores sense drenar el dipòsit ni treure tot l'intercanviador.
El disseny permet una neteja mecànica freqüent en processos-intensius de fangs sense el temps d'inactivitat de diversos-dia de l'eliminació de l'intercanviador convencional. Les vàlvules d'aïllament i les connexions de ventilació de cada secció garanteixen una despresurització segura abans de la desconnexió.
El suport d'enginyeria per al disseny d'intercanviador de calor de PTFE de secció desmuntable- està disponible quan s'envien les dimensions del dipòsit, les característiques del fang i la taxa d'acumulació, els requisits de freqüència de neteja i l'accés d'elevació disponible per sobre del dipòsit.
