מציאות הטנק העמוס
מיכלי תהליך במפעלי הפעלה צוברים ציוד פנימי לאורך שנים של שינויים. פיר מערבל עובר אנכית דרך מרכז המיכל. תרמי חיישן טמפרטורה בולטות מהקיר. בארות השקה של חיישן מפלס תופסות פינה אחת. קווי דגימה וצינורות טבילה לתוספת כימית נכנסים מלמעלה. מחליף החום-לעתים קרובות הרכיב הפנימי העיקרי האחרון שצוין- חייב להתאים לכל מקום שנותר.
מחליף חום סטנדרטי מסוג PTFE עם אורכי צינור אחידים אינו יכול להתאים לנפח זמין לא סדיר זה. צינורות ארוכים שיתפסו את המיקומים המועילים ביותר מבחינה תרמית חסומים על ידי חסימות. צינורות קצרים שמתאימים למרווחים הזמינים משאירים אזורים מתים לא מחוממים במקומות אחרים.
הסטת אורך צינור מותאם אישית-שינוי באורך של צינורות בודדים בתוך החבילה כדי להתאים לשטח הפנוי בכל מיקום צינור-ממקסם את משטח העברת החום שניתן להתקין במיכל עמוס. כל צינור ארוך ככל שהמיקום הספציפי שלו מאפשר, וממלא את הנפח הזמין במשטח חימום עד למגבלות מרווח החסימה.
תהליך מיפוי החסימות
לפני תכנון צרור הצינורות המדורגים, נוצרת מפה מרחבית מפורטת של כל חלקי הטנק הפנימיים. המפה מגדירה אזורי אי הכללה סביב כל חסימה-את הנפח הפיזי שאסור לצינורות מחליף החום להיכנס אליו. אזורי אי הכללה כוללים את החסימה עצמה בתוספת מרווח מרווח להתפשטות תרמית, רטט וסובלנות התקנה.
מרווח המרווח למכשולים נעים (ציר עורר, אימפלר) כולל את כל טווח התנועה בתוספת תוספת לסטייה של הציר תחת עומס. מרווח השחרור למכשולים נייחים (ארמבולות, משטחים) הוא בדרך כלל 25-50 מ"מ.
הנפח הנותר-פנים המיכל פחות כל אזורי ההחרגה-הוא המעטפה הזמינה עבור מחליף החום. בתוך מעטפה זו, לכל צינור מוקצה אורך הממקסם את משטח העברת החום שלו תוך כיבוד כל גבולות אזור ההדרה. הצינורות העוברים ליד פיר המערבל קצרים יותר. צינורות באזורים ללא הפרעה ארוכים יותר.
טבלה 1: פרמטרים מזעזעים של אורך צינור עבור מיכל עמוס (קוטר 3 מ', עומק 2.5 מ', מפעיל מרכזי)
| מיקום צינור | קרבת חסימה | אורך מרבי מותר (מ"מ) | אורך שצוין בפועל (מ"מ) | שטח פנים לעומת עיצוב אחיד (%) |
|---|---|---|---|---|
| שורה 1, שפופרות 1-5 (ליד קיר) | אין חסימות | 2,400 | 2,350 | +18% (ארוך מהמינימום האחיד) |
| שורה 2, צינורות 6-10 | תא חום חיישן בצינור 8 | 2,400 (צינורות 6,7,9,10); 1,800 (Tube 8) | 2,350; 1,750 | משתנה לפי תפקיד |
| שורה 3, צינורות 11-15 | אזור פיר המערבל | 1,200-1,600 | 1,150-1,550 | +40% (קצר יותר מאחיד אבל ארוך ממה שההכללה תאפשר אם אחיד) |
| שורה 4, שפופרות 16-20 (הקיר הנגדי) | אין חסימות | 2,400 | 2,350 | +18% |
| משטח העברת חום כולל | – | – | – | +12% יותר משטח מאשר עיצוב באורך- אחיד המתאים לאותו מיכל |
יתרון הביצועים התרמיים
חבילה אחידה באורך -שנועדה להתאים למיקום המוגבל ביותר-הצינורות ליד פיר המערבל-יחתכו את כל הצינורות לאורך הקצר ביותר הנדרש. זה ישאיר נפח משמעותי בלתי מנוצל באזורים ללא הפרעה. משטח העברת החום הכולל יהיה נמוך משמעותית מהעיצוב המדורג.
העיצוב המדורג משחזר את שטח הפנים האבוד על ידי כך שהוא מאפשר לכל צינור להתרחב ככל שהמיקום הספציפי שלו מאפשר. שטח הפנים הנוסף משפר ישירות את יכולת החימום או מפחית את לחץ הקיטור הנדרש, ומספק יתרון ביצועים תרמיים מבלי להגדיל את טביעת הרגל של המחליף.
אורכי הצינור המדורגים גם מפזרים חום בצורה יעילה יותר בכל המיכל. צינורות ארוכים יותר באזורים החיצוניים ללא הפרעה מפצים על אורך הצינור המופחת ליד המערבל המרכזי, ושומרים על חלוקת קלט חום אחידה יותר מאשר עיצוב צינור קצר- אחיד.
דרישות הייצור וההרכבה
חבילת צינורות באורך- מדורגת מחייבת לחתוך כל צינור לאורכה הספציפי ולזהות אותו לפי המיקום בחבילה. מפת צינור-שרטוט המציג כל מיקום צינור עם האורך המוקצה לו-מנחה את הייצור וההרכבה. כל צינור מסומן במזהה המיקום שלו בשיטת סימון קבוע התואמת לכימיה של התהליך.
במהלך ההרכבה, הצינורות המסומנים מוכנסים ללוחות התמיכה במיקומים המיועדים להם. הכותרות נועדו להכיל את אורכי הצינור המשתנים, עם חיבורי הצינור הממוקמים כך שיתאימו לנקודות הקצה של כל צינור. האורכים המדורגים אינם מסבכים את עיצוב הכותרת; אביזרי דחיסה סטנדרטיים מקבלים כל אורך צינור.
תַקצִיר
הסטת אורך צינור מותאם אישית ממקסמת את משטח העברת החום במיכלים עם חסימות פנימיות מורכבות על ידי שינוי אורכי צינור בודדים כדי להתאים את החלל הפנוי הפנוי בכל עמדה. העיצוב המדורג משחזר שטח פנים שעיצוב באורך- אחיד יקריב, בדרך כלל משפר את השטח הכולל ב-10-20% במיכלים צפופים בינוני.
מיפוי חסימות מפורט עם שולי מרווח מתאימים מגדיר את המעטפה הזמינה. מפת צינור מנחה את הייצור וההרכבה, כאשר כל צינור חתוך למיקומו- לאורך הספציפי ומזוהה לצורך מיקום נכון.
תמיכה הנדסית עבור עיצוב מחליף חום PTFE באורך-מדורג זמין עם הגשת שרטוטי סידור פנימי של מיכל, ממדים ומיקומים של חסימות, דרישות מרווח ומפרטי חובת חימום.
