مبدل های حرارتی

توضیحات

 

قطعات فریم

قطعات و اجزاء فریم در مبدل حرارتی صفحه‌ای واشردار شرایط لازم را برای قرارگیری صفحات انتقال دما و مقاومت مکانیکی مبدل را تامین می نماید.
فریم از بخش های مختلفی مانند فریم ثابت، فریم متحرک ، ریل های راهنمای بالا و پایین ، پیچ های محکم کننده و … تشکیل شده و با توجه به اهمیت آنها در عملکرد مبدل حرارتی صفحه ای یکی از فعالیت های مهم این شرکت طراحی و ساخت این گونه قطعات است.
بسته به شرایط کاری از مواد گوناگونی برای ساخت اجزاء فریم استفاده می شود که می توان از فولادهای کربنی ، فولادهای ضد زنگ و آلیاژهای تیانیوم و نیکل و انواعی از پلیمرها نام برد.

مشخصات فنی فریم مبدل حرارتی صفحه ای واشردار :

اجزاء اصلی تشکیل دهنده مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار:

فریم ثابت
فریم متحرک
مجموعه پیچ های محکم کننده
ریل راهنمای بالا
ریل راهنمای پایین
پایه نگهدارنده جلو

 

شرایط کاری فریم مبدل های حرارتی صفحه ای واشر دار:

حداکثر فشار کاری: ۲۵bar
حداکثر دمای کاری: ۲۰۰ ᵒC
مواد اولیه : فولادهای کربنی ، انواع استیل ضدزنگ ، آلیاژهای تیتانیوم ، الیاژهای نیکل

 

استانداردهای طراحی و ساخت مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار:

API 662 که توسط انجمن نفت امریکا تدوین شده است و برای طراحی و ساخت مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار استفاده می گردند.
ASME Sec VIII که برای طراحی مکانیکی تجهییزات تحت فشار استفاده می گردد.

کاربرد انواع مبدل حرارتی در صنایع

کاربرد و اهمیت مبدل های حرارتی در صنایع پتروشیمی:

استفاده از مبدل های حرارتی در پتروشیمی دارای سابقه ای بسیار قدیمی است. مبدل های حرارتی، مهم ترین تجهیزات صنعتی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند. انواع مبدل های حرارتی پوسته و لوله، مبدل های حرارتی صفحه ای، مبدل حرارتی صفحه ای واشردار و سایر انواع این تجهیزات در پتروشیمی ها به کار می روند. آنچه در مورد مبدل های حرارتی در پتروشیمی اهمیت دارد، نقش آنها در ایجاد یک شرایط ایده آل برای انجام واکنش های شیمیایی است. انتخاب یک نوع خاص از مبدل حرارتی برای نصب در یکی از قسمت های پتروشیمی به مواد شیمیایی، واکنش ها و فرآیندها و شرایط عملیاتی آن قسمت بستگی دارد.

با توجه به اهمیت تولید مستمر و بدون وقفه در صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی ، کیفیت تجهیزات و قطعات بسیار مهم بوده و از طرف دیگر به دلیل ظرفیت بالای تولید در این صنایع نسبت به سایر صنایع ، مبدل های حرارتی خاص از لحاظ ابعاد و ظرفیت مورد نیاز این صنایع می باشد.
کاربرد مبدل های حرارتی در پتروشیمی شامل چه مواردی است؟

یکی از مهم ترین کاربردهای مبدل های حرارتی در پتروشیمی و صنایع مرتبط با آن می باشد. برخی از مبدل های حرارتی در پتروشیمی و صنایع نفت و گاز دارای کاربردهای بیشتری می باشند که از جمله آنها می توان به مبدل حرارتی پوسته و لوله و همچنین مبدل حرارتی صفحه ای اشاره کرد. همانطور که می دانید مراکز و واحدهای پتروشیمی، کارخانه هایی هستند که بیش از ۹۰ درصد مواد اولیه و محصولات آن ها مواد شیمیایی می باشند. همین عامل به معنای آن است که برای تولید محصولات، نیاز به فراهم کردن شرایط و مکان مناسب برای انجام واکنش های شیمیایی است. مبدل های حرارتی در پتروشیمی نیز با همین اهداف طراحی شده اند. در ادامه قصد داریم تا برخی از مهم ترین کاربردهای این نوع مبدل ها را در صنایع پتروشیمی و نفت و گاز مورد بررسی قرار دهیم.
عمده کاربردهایی که می توان برای مبدل های حرارتی در پتروشیمی بیان نمود به صورت زیر فهرست می شوند:

مبدل های حرارتی در پتروشیمی برای متراکم کردن حلال ها و مخلوط های چند جزئی در فرآیندهای شیمیایی (تقطیر حلال ها و مخلوط های چند ماده ای)
مبدل های حرارتی در رآکتورها و مخازن تولید محصولات با مکانیسم تولید حرارت یا فرآیند خنک سازی (گرمادهی و خنک کاری راکتورها و نگهدارنده محصولات)
استفاده از مبدل های حرارتی در پتروشیمی برای حرارت دهی یا خنک سازی تولید محصولات حد واسط در واکنش ها
کاربرد مبدل های حرارتی برای خنک سازی هیدروکربن ها
مبدل های حرارتی برای خنک سازی آب در چرخه های آب در قسمت های مختلف واحدهای پتروشیمی
مبدل های حرارتی در پتروشیمی برای بازیابی حرارت در واحدهای تولید بنزن
استفاده از انواع مبدل های حرارتی برای بازیابی حرارت در تمام فرآیندهای پتروشیمیایی
استفاده به عنوان اوپراتور و کندانسور
تامین آب داغ به عنوان گرمکن آب تغذیه بویلر
خنک کاری سدیم هیدروکسید
استفاده به عنوان گرم کننده نفت خام
استفاده به عنوان پیش گرمکن آب و خنک کاری آن

با وجود اینکه در صنایع پتروشیمی به طور معمول مایعات گرم نمی شوند اما در برخی موارد خاص و همچنین برای خنک کاری آنها از مبدل های حرارتی پتروشیمی استفاده می شود که دارای قابلیت گرمادهی و همچنین خنک کاری به انواع سیال ها می باشند. از جمله گازها و مایعاتی که به طور معمول نیاز به فرآیند خنک کاری دارند باید به پروپیلن، اتیلن، بنزن، پروپان، بوتان و غیره اشاره کرد.

اهمیت مبدل های حرارتی در پتروشیمی به عنوان مثال، زمانی بیشتر آشکار می شود که یک سیال بسیار داغ برای ورود به قسمت تولید یا شرکت در یک واکنش شیمیایی دیگر باید دمای آن به شدت کاهش پیدا کند؛ اگر این سیال بخواهد به تدریج، دمای خود را از دست بدهد، به زمان زیادی نیاز دارد و این کار قطعاً بر روی مراحل فرآیندهای شیمیایی تأثیر خواهد گذاشت. برای کاهش سریع دمای یک سیال بسیار داغ در واحدهای پتروشیمی، آن را از درون مبدل های حرارتی عبور می دهند تا به واسطه انتقال حرارت، دمای سیال کاهش پیدا کرده و از طرفی دیگر، حرارت مبادله شده را بتوانند به راحتی بازیابی کرده و در قسمت های دیگری مورد استفاده قرار دهند.

انتخاب مبدل های حرارتی در پتروشیمی

برای انتخاب یک مبدل حرارتی برای استفاده در صنعت پتروشیمی و یا هر نوع کاربرد دیگری باید به یک سری از موارد توجه کرد که مهم ترین آنها در ادامه می آید.

خواص یا ویسکوزیته سیالی که قرار است گرم یا خنک شود دارای اهمیت می باشد
دبی جریان مهم است
فشار و دمای سیالات ورودی و خروجی به مبدل حرارتی مهم است
تغییر کردن یا نکردن فاز سیال های مختلف دارای اهمیت می باشد

دقت داشته باشید در شرایطی که دما و فشار سیال ها خیلی بالا باشد از نوعی مبدل حرارتی خاص استفاده می شود که از یک لوله مارپیچ بلند تشکیل می گردد. ضمن اینکه مواد اولیه نیز بر اساس نوع کاربرد تفاوت خواهد داشت.

همچنین در انتخاب و خرید مبدل های حرارتی در پتروشیمی باید به نکاتی از جمله ابعاد مبدل حرارتی، قیمت مبدل حرارتی، کیفیت ساخت مبدل حرارتی و همچنین شیوه نصب آن دقت کنید.

کاربرد و اهمیت مبدل های حرارتی در صنایع غذایی:

مبدل های حرارتی بخصوص مبدل های حرارتی صفحه ای با توجه به گستردگی موارد کاربرد و ویژگی های ساختاری آنها ، از پر مصرفترین تجهیزات اصلی و جانبی در خطوط تولید صنایع غذایی محسوب می شوند و به عنوان مثال می توان از صنایع لبنیات ، آبمیوه ، نوشابه ، عسل ، تخم مرغ ، سس ، روغن نباتی ، آب معدنی و … نام برد که تقریبا در تمامی قسمت های خط تولید آنها می توان یک یا چند نوع از مبدل های حرارتی را مشاهده نمود

کاربرد مبدل های حرارتی در صنایع داروسازی:

از موارد کاربرد مبدل های حرارتی در صنعت داروسازی می توان به فرآیندهای استخراج ماده موثر، تولید آب مقطر و … اشاره نمود. با توجه به حساسیت و اهمیت این صنایع، طراحی مبدل های حرارتی و مواد اولیه مورد استفاده می بایست بصورت ویژه و با در نظر گرفتن شرایط کاری خاص خطوط تولید از قبیل دما، ویسکوزیته، فشار و خلاء بالای موجود انجام شود.

مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار و جوشی با توجه به ویژگی های ذیل از مناسب ترین مبدل های حرارتی برای صنعت داروسازی محسوب می شوند :

حجم کم سیالهای موجود در مبدل حرارتی
خودشور بودن مبدل حرارتی
قابلیت نصب عمودی و افقی
سهولت سرویس و نگهداری

طراحی و ساخت انواع مبدل های حرارتی مانند مبدل های حرارتی صفحه ای واشردار ، مبدل های حرارتی صفحه ای جوشی ، مبدل های حرارتی پوسته لوله ، مبدل های حرارتی هوا خنک و قطعات یدکی آنها ، با قابلیت کاربرد در این صنایع از عمده فعالیت های این شرکت است.
کاربرد مبدل های حرارتی در صنایع کاغذسازی:

تولید کاغذ و پالپ شامل فرآیند هایی انرژی بر می شود و این یکی از دلایلی است که مبدل های حرارتی را تبدیل به یک المان مهم برای شمار زیادی از کاربرد ها در این صنعت کرده است. فرآیند های تولید پالپ و کاغذ به منظور کاهش هزینه ها و اثرات زیست محیطی بسیار نیازمند بازیافت حرارت و کاهش مصرف آب است. هم چنین استفاده از مبدل های حرارتی در این صنعت به افزایش راندمان کمک شایانی می کند. در صنعت تولید پالپ و کاغذ، مبدل های حرارتی در کارخانه های شیمیایی و مکانیکی تولید پالپ و کارخانه های تولید کاغذ استفاده می شوند. کاربرد های معمول مبدل های حرارتی در صنعت پالپ و کاغذ شامل این موارد می شود: تبخیر فاضلاب، گرم کردن آب فیلتر شده، خنک کردن فاضلاب، خنک کردن روغن هیدرولیک موتور ها و گیربکس ها، گرم کردن آب فرآیند با بخار، استفاده از مایع کندانس برای بازیافت حرارت، خنک کردن آب شستشو و بک واش.
کاربرد مبدل های حرارتی در صنایع فولاد و ریخته گری:

صنایع فولاد و ریخته گری، از صنایع با مقیاس بزرگ محسوب می شوند. مبدل های حرارتی بخصوص مبدل های حرارتی صفحه ای در بخش های گوناگونی مانند خطوط اصلی تولید یا تجهییزات جانبی این کارخانجات کاربرد دارند. در مرحله شکل دهی محصولات و همچنین در سرمایش روغن ها و مواد روانکاری ماشین آلات از سیال های گوناگونی مانند آب ، هوا و … استفاده می شود و کنترل دمای سیال ها و فرآیندها از عوامل مهم در میزان بازدهی و سود دهی کارخانجات فولاد و ریخته گری محسوب می گردد. در چنین مواردی با توجه به شرایط کاری فرآیندها و پروسه ها ، مبدل های حرارتی صفحه ای بهترین انتخاب بوده .

کاربرد مبدل های حرارتی در صنایع نیروگاهی:

در هنگام کارکرد موتورها و توربین های موجود در نیروگاه ها ، انرژی حرارتی قابل توجهی تولید می گردد . بازیافت این انرژی تولید شده و برگرداندن آن به چرخه تولید ، موجب افزایش راندمان اقتصادی و کاهش مشکلات زیست محیطی نیروگاه می شود . استفاده توامان از مبدل های حرارتی پوسته لوله و مبدل های حرارتی صفحه ای در دستیابی به این هدف ، بسیار کارآمد بوده و امکان کاهش ابعاد و کاهش هزینه های سرمایه گذاری در نیروگاه ها را فراهم می نماید .