Како одредити величину измењивача топлоте од гаса до гаса за индустријски поврат топлоте димних гасова

Индустријски димни гас често носи велику количину повратне топлоте, посебно у пећима, котловима, пећима, системима за сушење, хемијским процесима и операцијама нафте и гаса. А одговарајуће величине Платуларни измењивач топлоте гас на гас може пренети ову отпадну топлоту из врућег издувног гаса у хладнији ток гаса без мешања два медија. Исправно димензионисање се не односи само на израчунавање површине преноса топлоте; такође захтева проверу састава димних гасова, протока, корозије тачке росе, тенденције зарастања, пада притиска, чврстоће материјала, термичке експанзије и ограничења инсталације.

Кеи Такеаваис

●  А Платуларни измењивач топлоте гас на гас треба да буде димензионисан на основу стварног протока, температуре, пада притиска, састава гаса и циља повратка топлоте.

●  Дужност топлоте, ЛМТД, укупан коефицијент преноса топлоте и потребна површина преноса топлоте су основне вредности за димензионисање.

●  Загађивање димних гасова, таложење пепела, корозија тачке росе и напрезање при високим температурама морају бити укључени у фазу пројектовања.

●  Противток и оптимизоване структуре са више пролаза могу побољшати ефикасност поврата топлоте у компактној опреми.

●  Прилагођено гас-гас платуларни измењивач топлоте је често потребно за услове високе температуре, корозивне, прашњаве или велике запремине димних гасова.

 

Шта је платнасти измењивач топлоте гас-гас?

Основни принцип рада

А гас-гас плочасти измењивач топлоте је изграђен са завареним металним плочама које формирају уске правоугаоне гасне канале. Врући гас и хладни гас теку кроз одвојене канале, а топлота пролази кроз зид плоче из топлијег тока у хладнији ток. Два тока гаса остају изолована, што је важно када издувни гас садржи прашину, мирис, корозивне компоненте или нуспроизводе сагоревања.

Разлика од конвенционалних гасних измењивача топлоте

Платуларни измењивач топлоте гас на гас обично нуди компактнију структуру од многих традиционалних гасних измењивача топлоте са шкољком и цевима. Његови проточни канали типа плоча пружају велику површину унутар ограничене запремине опреме, што побољшава густину поврата топлоте. Заварена конструкција такође подржава апликације где су контрола цурења и интегритет структуре критични.

Зашто Платулар дизајн одговара поврату топлоте димних гасова

Платуларни измењивач топлоте гас на гас је погодан за рекуперацију топлоте димних гасова јер индустријски издувни гасови често имају велики проток и умерену до високу температуру. Распоред плоча се може прилагодити различитим путевима протока како би се ускладио са каналима на локацији, брзином гаса и границама пада притиска. Ова флексибилност омогућава измењивачу да буде прилагођен за издувне гасове котлова, издувне гасове из пећи, издувне гасове за сушење, хемијски отпадни гас и процесне токове нафте или гаса.

Кључни подаци потребни пре одређивања величине

Брзина протока димних гасова

Први улаз за димензионисање за гас-гасни плочасти измењивач топлоте је стварни или нормализовани проток димних гасова. Брзина протока одређује расположиви топлотни капацитет и снажно утиче на величину канала, брзину гаса, пад притиска и укупну површину преноса топлоте. За индустријске системе, проток треба потврдити под нормалним, минималним и максималним радним условима, а не само у једној тачки пројектовања.

Улазне и излазне температуре

Подаци о температури дефинишу циљ рекуперације топлоте од гасно-гасног плочастог измењивача топлоте . Улазне и излазне температуре топлог гаса показују колико топлоте може да се одвоји, док улазне и излазне температуре хладног гаса показују колико се корисног предгревања може постићи. Циљана излазна температура мора бити реалистична, јер прекомерно хлађење може изазвати кондензацију или корозију киселе тачке росе.

Састав гаса и тачка росе

Састав гаса је од суштинског значаја када се димензионира гасно-гасни плочасти измењивач топлоте за сервис димних гасова. Оксиди сумпора, оксиди азота, хлориди, флуориди, влага и киселе паре утичу на ризик од корозије и избор материјала. Тачка росе мора се пажљиво проценити јер ниска температура зида може изазвати стварање агресивног кондензата на површини преноса топлоте.

Дозвољени пад притиска

Пад притиска је кључна граница дизајна за сваки гасно-гасни плочасти измењивач топлоте . Већа површина за пренос топлоте може повећати поврат топлоте, али уски канали и велика брзина гаса могу повећати потрошњу енергије вентилатора. Коначни дизајн мора уравнотежити ефикасност поврата топлоте са прихватљивим радним отпором.

 

Основни кораци за димензионисање гасно-гасног плочастог измењивача топлоте

Корак 1: Израчунајте топлотну дужност

Топлотна обавеза између гаса и гаса плочастог измењивача топлоте може се проценити једначином К = м × Цп × ΔТ. У овој једначини, К је топлотно оптерећење, м је масовни проток, Цп је специфични топлотни капацитет, а ΔТ је промена температуре гаса. Пошто се проток индустријског гаса често даје у Нм⊃3;/х, конверзија у масени проток је обично потребна пре коначног прорачуна.

Корак 2: Одредите температурну разлику

Ефективна температурна разлика контролише покретачку силу преноса топлоте унутар плочастог измењивача топлоте од гаса до гаса . Инжењери често користе логаритамску средњу температурну разлику, или ЛМТД, јер се температуре гаса непрекидно мењају кроз измењивач. Противток или оптимизовани проток са више пролаза може да одржи јачу просечну температурну разлику од једноставног паралелног протока.

Корак 3: Процените укупан коефицијент преноса топлоте

Укупни коефицијент преноса топлоте између гасног и гасног плочастог измењивача топлоте зависи од брзине гаса, дебљине плоче, проводљивости материјала, стања површине, количине загађивања и распореда протока. У многим индустријским случајевима гас-гас, практични коефицијент може бити у опсегу од 30–40 В/(м⊃2;·℃), у зависности од радног окружења. Прљави, прашњави или гасови мале брзине обично захтевају конзервативнији коефицијент да би се избегло смањење величине.

Корак 4: Израчунајте потребну површину за пренос топлоте

Подручје преноса топлоте измењивача топлоте од гаса до гаса може се проценити преко А = К / У × ЛМТД када су јединице правилно распоређене. Веће топлотно оптерећење, нижи коефицијент преноса топлоте или мања температурна разлика ће повећати потребну површину. Коначни избор подручја треба да укључи маргину загађивања, производна ограничења, дистрибуцију протока и будуће оперативне варијације.

 

Фактори дизајна за индустријске апликације димних гасова

Прљање и таложење пепела

Платуларни измењивач топлоте гас-гас који се користи у сервису димних гасова мора узети у обзир пепео, прашину, чађ и лепљиве честице. Прљање ствара топлотни отпор на површини плоче и смањује стварни учинак преноса топлоте током времена. Ако су размак канала или брзина гаса неприкладни, запрљавање може такође повећати пад притиска и узроковати нестабилан рад.

Корозија тачке росе

Корозија тачке росе је један од најозбиљнијих ризика за плочасти измењивач топлоте гас на гас који рукује индустријским издувним гасовима. Када температура металног зида падне испод киселе тачке росе, може се формирати кисели кондензат и напасти површину за пренос топлоте. Излазна температура, материјал плоче и путања протока морају бити одабрани да би измењивач био унутар безбедне границе корозије.

Термичко ширење и напрезање при високим температурама

Високотемпературни димни гас ствара топлотну експанзију унутар плочастог измењивача топлоте од гаса до гаса . Ако је структура превише крута, поновљени циклуси загревања и хлађења могу створити замор, деформацију или напрезање завара. Еластични конструкцијски дизајн и одговарајућа могућност проширења важни су за дуготрајан стабилан рад.

Спречавање цурења

Платуларни измењивач топлоте између гаса и гаса мора да држи топли и хладни ток гаса одвојеним током непрекидног рада. Цурење може смањити квалитет поврата топлоте, контаминирати чисту страну гаса или створити безбедносне проблеме у посебним условима процеса. Потпуно заваривање, испитивање притиска и правилан конструкцијски дизајн су стога од суштинског значаја за поуздане перформансе заптивања.

Уређење тока и избор структуре

Противточни аранжман

Платуларни измењивач топлоте против струјања гаса на гас шаље врући и хладни гас у супротним смеровима. Овај аранжман обично обезбеђује већу просечну температурну разлику и бољу ефикасност поврата топлоте. Често се даје предност када процес захтева максималан опоравак енергије у оквиру компактног отиска.

Цроссфлов Аррангемент

Платуларни измењивач топлоте са попречним протоком гаса на гас омогућава да се две струје гаса крећу једна преко друге под углом. Овај аранжман може поједноставити повезивање канала и уградити места са ограниченим простором за инсталацију. Може се изабрати када је флексибилност распореда важнија од постизања највише могуће температуре.

Платуларне структуре са више пролаза

Платуларни измењивач топлоте са више пролаза гас-гас може да користи У-тип, В-тип, С-тип, И-тип, Л-тип или друге прилагођене распореде канала. Дизајн са више пролаза може побољшати дистрибуцију гаса, повећати ефективно време боравка и ускладити постојеће правце цеви. Најбоља структура зависи од топлотног оптерећења, пада притиска, величине опреме, приступа за одржавање и услова инсталације на терену.

 

Уобичајене грешке при димензионисању измењивача топлоте од гаса до гаса

Игнорисање састава гаса

Димензионисање гасно-гасног плочастог измењивача топлоте само на основу протока и температуре је ризично. Састав гаса утиче на корозију, прљање, тачку росе, компатибилност материјала и век трајања. Без података о саставу, измењивач може да постигне израчунати топлотни рад, али прерано поквари у стварном раду.

Предимензионирање без контроле пада притиска

Предимензионирани плинско-гасни плочасти измјењивач топлоте није увијек боље рјешење. Прекомерна површина може повећати цену опреме, потешкоће у инсталацији и структурну тежину. Мала брзина гаса такође може подстаћи таложење прашине, што постепено смањује термичку ефикасност.

Постављање прениске излазне температуре

Превише агресивно смањење излазне температуре димних гасова може оштетити плочасти измењивач топлоте гас на гас . Ниска излазна температура може снизити температуру металног зида испод тачке росе и створити киселу кондензацију. Безбедан дизајн често одржава температуру издувних гасова изнад прага корозије уместо да јури максимални теоретски опоравак.

Коришћење стандардне опреме за сложене димне гасове

Сложени услови димних гасова често захтевају прилагођени измењивач топлоте за гас на гас . Висока температура, корозивни гас, велико оптерећење прашине и велики запремински проток не могу се увек носити са стандардним дизајном. Прилагођено димензионисање омогућава да се површина преноса топлоте, размак канала, материјал, структура и пад притиска усклади са стварним процесом.

 

Када користити прилагођени измењивач топлоте од гаса до гаса

Високотемпературни димни гас

прилагођени измењивач топлоте за гас и гас . Када је температура димних гасова веома висока, препоручује се Високотемпературни сервис захтева одговарајућу чврстоћу материјала, дизајн топлотног ширења, изолацију и квалитет завара. Опсег радне температуре се мора проценити заједно са саставом гаса јер се ризик од корозије може повећати на повишеним температурама.

Велика запремина протока гаса

Примене велике запремине димних гасова често захтевају прилагођени измењивач топлоте за гас и гас, уместо мале стандардне јединице. Велики проток захтева пажљиву дистрибуцију канала како би се избегла неуједначена брзина, локално прегревање и велики пад притиска. Модуларне или увећане структуре могу се користити када проток димних гасова достигне запремине индустријске размере.

Корозиван гас или гас пун прашине

Корозивни или прашњави процеси захтевају плочасти измењивач топлоте гас-гас са одговарајућим материјалом и дизајном канала за проток. Запрашен гас захтева адекватан размак канала, контролисану брзину и одржавање. Корозивни гас захтева процену тачке росе и избор материјала на основу стварне хемије гаса.

 

Контролна листа практичне величине пре понуде

Процесни параметри

Пре избора гасно-гасног плочастог измењивача топлоте , потребно је припремити комплетне параметре процеса. То укључује проток топлог гаса, проток хладног гаса, улазне температуре, циљне излазне температуре, радни притисак и границе пада притиска. Недостатак података процеса често доводи до поновљених ревизија и нетачне величине опреме.

Параметри квалитета гаса

Подаци о квалитету гаса су једнако важни као и термални подаци за плочасти измењивач топлоте гас-гас . Влага, сумпор, хлор, концентрација прашине, својства пепела и корозивна једињења утичу и на избор материјала и на структуру. Ако постоје кондензабилне или лепљиве супстанце, дизајн треба да укључи додатна разматрања запрљавања и чишћења.

Услови локације и инсталације

Платуларни измењивач топлоте гас на гас мора одговарати стварном месту инсталације, а не само термичком прорачуну. Правац канала, облик прирубнице, простор за одржавање, подршка опреме, услови подизања и захтеви за изолацијом утичу на коначни дизајн. Округли или квадратни интерфејси се могу изабрати у складу са постојећим системом димних гасова.

 

Закључак

Димензионисање плочастог измењивача топлоте гас на гас за индустријску рекуперацију топлоте димних гасова захтева више од једноставног прорачуна површине преноса топлоте. Брзина протока, топлотна обавеза, ЛМТД, коефицијент преноса топлоте, фактор зарастања, пад притиска, састав гаса, корозија тачке росе, избор материјала и структурални распоред морају се узети у обзир заједно. За захтевне пројекте који укључују високу температуру, велику запремину гаса, корозивне компоненте или издувне гасове препуне прашине, Нањинг Прандтл Хеат Екцханге Екуипмент Цо., Лтд може да обезбеди прилагођена решења за платуларне измењиваче топлоте за гас на гас заснована на стварним условима рада и циљевима поврата топлоте.

 

ФАК

Које информације су потребне за димензионисање измењивача топлоте од гаса до гаса?

Платуларни измењивач топлоте гас на гас захтева проток топлог и хладног гаса, улазне температуре, циљне излазне температуре, радни притисак и границе пада притиска. Информације о саставу гаса, садржају влаге, концентрацији прашине и тачки росе такође су неопходне за сигуран дизајн. Подаци о инсталацији као што су правац канала, величина прирубнице и расположиви простор треба да буду потврђени пре коначног избора.

Како се израчунава површина преноса топлоте?

Подручје преноса топлоте измењивача топлоте од гаса до гаса се обично процењује на основу топлотног оптерећења, укупног коефицијента преноса топлоте и ЛМТД. Поједностављена једначина је А = К / У × ЛМТД када су све јединице конзистентне. Коначна димензионисање треба да укључи додатак за загађивање, верификацију пада притиска, ограничења материјала и корекцију расподеле протока.

Може ли плочасти измењивач топлоте гас на гас да поднесе високотемпературни димни гас?

Правилно дизајнирани гас-гасни плочасти измењивач топлоте може да поднесе високотемпературни димни гас када се користе одговарајући материјали и структуре. Високотемпературни сервис захтева пажњу на топлотну експанзију, чврстоћу завара, изолацију и дугорочну стабилност метала. Коначна дозвољена температура зависи од састава гаса, потенцијала корозије и одабраног материјала за размену топлоте.