Дилемма оформления
На дне технологического резервуара оседают твердые частицы. На дне резервуара скапливаются гидроксиды металлов, образующиеся в результате предварительной обработки-, анодный шлам, переносимая по воздуху пыль и осажденные соли. Теплообменник, расположенный возле дна резервуара для максимального погружения и лучшей эффективности нагрева, находится в этой зоне осаждения.
Если трубы расположены слишком близко к полу, между трубками и под ними скапливается ил. Шлам изолирует трубы от технологической жидкости, уменьшая теплопередачу. Это создает застойные зоны, в которых могут развиваться коррозионные условия. Его сложно снять, не сливая бак и не поднимая теплообменник.
Если трубки расположены слишком далеко от пола, глубина погружения уменьшается. Поверхность нагрева сосредоточена в верхней части резервуара, что способствует термическому расслоению. Ценный объем резервуара теряется в необогреваемой нижней зоне.
Оптимальный зазор позволяет сбалансировать удаление осадка и эффективность нагрева. Он обеспечивает достаточно места для накопления ила, не забивая его в трубах, сохраняя при этом трубы как можно глубже для максимальной эффективности нагрева.
Динамика шламоаккумуляции
Ил оседает постоянно во время работы резервуара. Скорость накопления зависит от процесса: в ванне для твердого хромирования может образовываться 2-5 мм осадка в месяц; в более чистой никелевой ванне может образовываться менее 1 мм в месяц. Ил не представляет собой однородное одеяло. Он накапливается в сугробах и насыпях под влиянием схемы циркуляции резервуара и наличия самого теплообменника, что создает зоны с низкой скоростью, где преимущественно откладывается ил.
Если зазор между трубами-до-полом меньше ожидаемого накопления осадка между чистками резервуара, осадок попадет в трубки перед следующей плановой очисткой. Как только осадок касается трубок, он под действием капиллярных сил поднимается вверх в зазоры между трубками. Изолирующий эффект снижает теплопередачу, и осадок при контакте с поверхностью горячей трубки запекается в твердую, липкую окалину, которую трудно удалить.
Оптимальный зазор составляет: C=S × T + M, где S — скорость накопления ила (мм/месяц), T — интервал между очистками резервуара (месяцы), а M — запас прочности (обычно 25–50 мм).
| Параметр зазора | Легкий шлам (никелевая ванна) | Умеренный шлам (кислый цинк) | Тяжелый осадок (твердый хром) |
|---|---|---|---|
| Скорость накопления осадка (мм/мес) | 0.5-1.0 | 1.5-3.0 | 3.0-6.0 |
| Типичный интервал очистки (месяцы) | 6-12 | 3-6 | 2-4 |
| Расчетная глубина осадка при очистке (мм) | 3-12 | 5-18 | 6-24 |
| Запас прочности (мм) | 30 | 40 | 50 |
| Рекомендуемый дорожный просвет (мм) | 50-75 | 75-100 | 100-150 |
Влияние зазора на теплопередачу
Увеличение просвета поднимает весь пучок труб, уменьшая глубину погружения. Самые верхние трубки перемещаются ближе к поверхности жидкости, где они могут обнажаться при колебаниях уровня. Уменьшенная глубина погружения также сокращает путь естественной конвекции-вертикальное расстояние, на которое нагретая жидкость поднимается и создает циркуляцию.
Для резервуара глубиной 2-метра увеличение просвета до пола с 50 мм до 150 мм уменьшает глубину погружения с 1950 мм до 1850 мм — сокращение на 5 %. Влияние на общую теплопередачу невелико при условии, что трубки остаются значительно ниже поверхности жидкости.
Потеря тепла в нижней зоне частично компенсируется улучшением теплоотдачи от чистых трубок. Трубы, которые не закопаны в осадке, более эффективно передают тепло. Общий тепловой эффект увеличения зазора часто бывает нейтральным или слегка положительным.
Доступ для удаления осадка
Клиренс до пола также определяет возможность удаления шлама, не поднимая теплообменник. Зазор 100 мм и более позволяет проходить под трубками вакуумной палочке для удаления шлама или скребку. Резервуары, оборудованные нижними сливными кранами, можно промывать путем подачи чистой воды или технологического раствора на поверхность и слива снизу, выводя осадок через дренаж. Зазор должен быть достаточным, чтобы промывочный поток мог проходить под трубки.
Для резервуаров без нижнего дренажа теплообменник должен быть рассчитан на периодический подъем -либо навесных секций, либо рамы, которую можно поднимать на тросах-, чтобы обеспечить удаление осадка снизу.
Краткое содержание
Оптимальный зазор между трубами-и-бачком-полом для теплообменника из ПТФЭ рассчитывается на основе скорости накопления осадка, интервала очистки резервуара и запаса прочности. Для процессов с легким илом достаточно 50-75 мм. Для процессов с тяжелыми отходами, таких как твердое хромирование, рекомендуется толщина 100–150 мм. Зазор предотвращает контакт осадка и изолирует трубки между чистками, сводя к минимуму потерю глубины погружения. Достаточный зазор также позволяет удалять шлам, не поднимая теплообменник.
Техническая поддержка по оптимизации размещения теплообменника из ПТФЭ доступна после предоставления данных о скорости накопления осадка, частоте очистки резервуара, размерах резервуара и режиме обогрева.
