Реальность перегруженного танка
Технологические резервуары на действующих предприятиях накапливают внутреннее оборудование в течение многих лет модификаций. Вал мешалки проходит вертикально через центр резервуара. Защитные гильзы датчика температуры выступают из стены. Успокоительные колодцы с датчиком уровня занимают один угол. Линии отбора проб и погружные трубки для добавления химикатов входят сверху. Теплообменник-часто является последним указанным основным внутренним компонентом-должен вписываться в оставшееся пространство.
Стандартный теплообменник из ПТФЭ с трубками одинаковой длины не может соответствовать такому неравномерному доступному объему. Длинные трубы, которые могли бы занять наиболее выгодные с точки зрения термической точки зрения положения, блокируются препятствиями. Короткие трубки, соответствующие имеющимся зазорам, оставляют непрогреваемые мертвые зоны в других местах.
Нестандартное изменение длины труб-изменение длины отдельных трубок в пакете в соответствии с доступным свободным пространством в каждом положении трубок-максимизирует поверхность теплопередачи, которую можно установить в перегруженном резервуаре. Каждая трубка имеет длину настолько, насколько позволяет ее конкретное расположение, заполняя имеющийся объем поверхностью нагрева вплоть до пределов зазора между препятствиями.
Процесс картирования препятствий
Перед проектированием шахматного пучка труб создается подробная пространственная карта всех внутренних устройств резервуара. На карте определены запретные зоны вокруг каждого препятствия-физический объем, в который не должны проникать трубы теплообменника. Зоны исключения включают в себя само препятствие, а также запас на тепловое расширение, вибрацию и допуски при установке.
Зазор для движущихся препятствий (вал мешалки, рабочее колесо) включает полный диапазон движения плюс допуск на прогиб вала под нагрузкой. Зазор для стационарных препятствий (термогильз, перегородок) обычно составляет 25–50 мм.
Оставшийся объем-внутренности резервуара за вычетом всех запретных зон- представляет собой доступную оболочку для теплообменника. Внутри этой оболочки каждой трубке присваивается длина, которая максимизирует ее поверхность теплопередачи при соблюдении всех границ запретной зоны. Трубки, проходящие возле вала мешалки, короче. Трубки в свободных зонах длиннее.
Таблица 1. Параметры смещения длины трубы для перегруженного резервуара (диаметр 3 м, глубина 2,5 м, центральная мешалка)
| Положение трубки | Препятствие Близость | Максимально допустимая длина (мм) | Фактическая указанная длина (мм) | Площадь поверхности и унифицированный дизайн (%) |
|---|---|---|---|---|
| Ряд 1, Трубы 1–5 (у стены) | Нет препятствий | 2,400 | 2,350 | +18% (длиннее единого минимума) |
| Ряд 2, трубочки 6-10 | Защитная гильза датчика на трубке 8 | 2400 (Трубы 6,7,9,10); 1800 (Труба 8) | 2,350; 1,750 | Зависит от позиции |
| Ряд 3, трубочки 11-15 | Зона вала мешалки | 1,200-1,600 | 1,150-1,550 | +40% (меньше, чем единообразный, но длиннее, чем позволяет исключение, если бы он был равномерным) |
| Ряд 4, трубочки 16-20 (противоположная стена) | Нет препятствий | 2,400 | 2,350 | +18% |
| Общая поверхность теплопередачи | – | – | – | +12% больше поверхности, чем конструкция одинаковой-длины, подходящая для одного и того же резервуара |
Преимущество тепловых характеристик
В пакете одинаковой-длины, предназначенном для наиболее ограниченного места-трубок рядом с валом мешалки-, все трубки будут обрезаны до минимально необходимой длины. Это оставит значительный неиспользованный объем в свободных зонах. Общая поверхность теплопередачи будет значительно меньше, чем при шахматной конструкции.
Ступенчатая конструкция восстанавливает эту потерянную площадь поверхности, позволяя каждой трубке выдвигаться настолько, насколько позволяет ее конкретное расположение. Дополнительная площадь поверхности напрямую повышает теплопроизводительность или снижает необходимое давление пара, обеспечивая улучшение тепловых характеристик без увеличения занимаемой площади теплообменника.
Расположенные в шахматном порядке длины трубок также более эффективно распределяют тепло по резервуару. Более длинные трубки в беспрепятственных внешних зонах компенсируют уменьшенную длину трубок возле центральной мешалки, обеспечивая более равномерное распределение подвода тепла, чем однородная конструкция с короткими-трубками.
Требования к изготовлению и сборке
Для пучка труб разной-длины каждая трубка должна быть обрезана до определенной длины и обозначена по положению в пучке. Схема труб-чертеж, показывающий положение каждой трубы с назначенной ей длиной-указан при изготовлении и сборке. Каждая пробирка маркируется идентификатором своего положения с использованием метода постоянной маркировки, совместимого с химическим составом процесса.
Во время сборки маркированные трубки вставляются в опорные пластины в предусмотренных местах. Коллекторы предназначены для работы с трубками различной длины, при этом соединения трубок расположены так, чтобы соответствовать конечным точкам каждой трубки. Размещенная в шахматном порядке длина не усложняет конструкцию заголовка; Стандартные компрессионные фитинги подходят для труб любой длины.
Краткое содержание
Нестандартное расположение трубок в шахматном порядке увеличивает поверхность теплопередачи в резервуарах со сложными внутренними препятствиями за счет изменения длины отдельных трубок в соответствии с доступным свободным пространством в каждом положении. Ступенчатая конструкция восстанавливает площадь поверхности, которой пришлось бы пожертвовать при конструкции с одинаковой-длиной, обычно улучшая общую поверхность на 10–20 % в умеренно перегруженных резервуарах.
Подробное картографирование препятствий с соответствующими запасами просвета определяет доступный диапазон. Схема трубок помогает при изготовлении и сборке: каждая трубка обрезается до нужного положения-определенной длины и маркируется для правильного размещения.
Техническая поддержка для конструкции теплообменника из ПТФЭ с шахматной-длиной доступна после предоставления чертежей внутренней компоновки резервуара, размеров и местоположений препятствий, требований к зазорам и технических характеристик режима обогрева.
