Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

kataloginzyniera.pl » Artykuły » Przewodnik Projektanta

Współczesne trendy stosowania wymienników ciepła w instalacjach przemysłu rafineryjnego

  • Drukuj
  • Drukuj
  • Powiadom znajomego
  • Podziel się w internecie

FLUOR S.A.

Data wprowadzenia: 22.09.2017 r.

Od lat firma Fluor w zakresie swoich usług oferuje między innymi wykonanie analiz procesów technologicznych pod kątem optymalizacji wydajności, jak i obniżenia energochłonności pracujących instalacji. Przeprowadzone przez inżynierów firmy symulacje technologiczne oraz analizy kosztów z użyciem nowoczesnego oprogramowania pozwalają na znalezienie w krótkim czasie najlepszego wariantu modernizacji pracującej instalacji.

W zakładach przemysłu petrochemicznego stosuje się wiele procesów technologicznych wymagających dużego nakładu energii. Zwykle zachodzą one w aparatach takich jak kolumny destylacyjne, reaktory, czy instalacje strippingu. Odzysk ciepła i jego powtórne użycie nie było powszechnie stosowaną metodą oszczędzania energii w starych instalacjach. Obecnie coraz większą wagę przywiązuje się do takich aspektów jak: ograniczenie emisji NOx, SOx i CO2, zmniejszenie zużycia gazu opałowego i pary energetycznej, co powoduje obniżenie kosztów produkcji.

fluor wymienniki ciepła, Przewodnik projektanta

 

Najczęściej eksploatowanym urządzeniem do wymiany ciepła jest wymiennik płaszczowo-rurowy, którego jedną z zalet jest powszechna znajomość budowy i zasad eksploatacji wśród personelu technicznego. Niestety ma on niską sprawność cieplną w porównaniu z nowymi konstrukcjami i tendencję do powstawania osadów w „strefach martwych”. Czasami osady powstają także w rurkach wymiennikowych, co jest zależne od rodzaju medium oraz jego prędkości przepływu. W przeciwieństwie do wymiennika ciepła płaszczowo-rurowego, kompaktowy płytowy wymiennik ciepła pozwala na dużo efektywniejsze wykorzystanie różnicy temperatur. Charakteryzuje się on mniejszymi gabarytami przy zachowaniu tej samej wydajności cieplnej i po niewielkich przeróbkach istniejących instalacji może być wbudowany w miejsce wymiennika ciepła płaszczowo-rurowego. Zmniejszenie częstotliwości czy szczenia oraz jego łatwość są kolejnymi zaletami tej konstrukcji, które przekładają się na dłuższe okresy nieprzerwanej eksploatacji i niższe koszty remontowe. Do czyszczenia mechanicznego wystarczy woda pod wysokim ciśnieniem, po którym wymiennik odzyskuje pełną wydajność cieplną.

Flior, wymiennik ciepła, Przewodnik projektanta

Rys. Szkic poglądowy kompaktowego płytowego wymiennika ciepła

 

W jednej z instalacji przerobu ropy ciężkiej, zdecydowano o jej kompleksowej modernizacji. Celem było obniżenie zużycia pary energetycznej i gazu opałowego. Inżynierowie Fluor wykonali wiele symulacji technologicznych dążąc do m.in. poprawienia bilansu energetycznego. Dla każdej z tych symulacji dział szacowania kosztów Fluor przygotował analizę ekonomiczną, tak aby klient mógł wybrać optymalne rozwiązanie. Wybrany wariant obejmował odzysk ciepła ze strumienia węglowodorów oraz zastąpienie pary wodnej w wyparce kolumny gorącymi węglowodorami. Odzysk ciepła dał oszczędności około 3% (500 tys. euro/rok) na gazie potrzebnym do opalania pieców i został zrealizowany dzięki optymalizacji procesu z wykorzystaniem kompaktowych wymienników płytowych. Takie wymienniki, dzięki małym gabarytom, można było zamontować na istniejącej instalacji, gdzie do tej pory był problem z miejscem pod zabudowę. Dodatkowym atutem tych wymienników jest niska tendencja do zabrudzania się, co nie jest bez znaczenia przy przerobie ropy ciężkiej. Zaproponowane przez Fluor zastosowanie kompaktowej konstrukcji wymienników płytowych pozwoliło na modernizację instalacji z zachowaniem dotychczasowych granic instalacji. Odzysk ciepła jest prowadzony z dużą sprawnością, co dało uzyskanie wymiernych oszczędności w zużyciu mediów energetycznych.

Włączanie wymienników do portfolio producentów wymienników ciepła, odpowiada rosnącemu zainteresowaniu klientów. Inżynierowie Fluor zdają sobie sprawę, że każdy przypadek należy rozważać indywidualnie, ponieważ wymienniki te są wrażliwe na układy, w których dochodzi do nagłych i dużych zmian temperatur, a przepływające przez nie media nie mogą zawierać włókien, dużych cząstek stałych oraz materiałów powodujących erozję. W takich przypadkach sprawdza się solidna wiedza, długoletnie doświadczenie, stabilna współpraca i dobre relacje z klientami, które są kluczem do sukcesu.

 

Fluor, wymiennik ciepła, Przewodnik Projektanta

Fot. Model wymiennika ciepła

 
PODSTAWOWE DANE O WYMIENNIKACH CIEPŁA
Współczesne metody wytwarzania, a szczególnie wykorzystanie robotyki podczas spawania pozwalają na produkcję wymienników ciepła z nietypowych materiałów. Nie są to już jedynie ASME 304L, ASME 316L, które są stosowane powszechnie, ale można pokusić się o zastosowanie monelu, tytanu czy stopu 254 SMO. Współpracując z wysokiej klasy dostawcami firma Fluor jest w stanie zaproponować nowe rozwiązania techniczne problemów, które dotychczas prowadziły do konieczności systematycznej wymiany aparatu na nowy, gdyż budowane były z materiałów mniej odpornych na agresywne działanie mediów. Kompaktowe płytowe wymienniki ciepła można stosować nawet tam, gdzie mamy do czynienia z małą różnicą temperatur przepływających strumieni. Najniższa osiągalna różnica temperatur wynosi 3°C i jej dalsze obniżanie nie jest zalecane, ponieważ prowadzi do rozrostu powierzchni wymiany ciepła i gabarytów wymiennika ciepła. Ciśnienie obliczeniowe zamyka się w przedziale od pełnej próżni do 40 bar(g). Jest to parametr dość istotny pozwalający na potencjalnie szerokie zastosowanie aparatu. Istotna jest także temperatura obliczeniowa. Maksymalna temperatura obliczeniowa wynosi 350°C. Minimalna temperatura obliczeniowa uzależniona jest od przepisów projektowych stosowanych w konkretnym przypadku. Jeżeli projekt wykonywany jest wg przepisów ASME, które są zwykle stosowane poza Europą, minimalna temperatura obliczeniowa wynosi -29°C. Dla projektów realizowanych w Europie, gdzie muszą być spełnione wymagania dyrektywy ciśnieniowej (PED) minimalna temperatura obliczeniowa dla tych wymienników wynosi -40°C.

Typowe procesy, dla których stosuje się te wymienniki to:
■ schładzanie lub ogrzewanie w zależności od tego, co chcemy osiągnąć ze strumieniem procesowym
■ odzysk ciepła, jeżeli wymiennik będzie zastosowany jako rekuperator
■ skraplanie, jeżeli mamy do czynienia z koniecznością kondensacji oparów
■ częściowe odparowanie, jeżeli chcemy ciecz przeprowadzić w strumień dwufazowy lub część par po prostu odparować.

 

Wojciech Staniczek,
Bernard Marcinkiewicz
Branża Mechaniczna, FLUOR S.A. 

 

FLUOR S.A.

Skanowanie laserowe instalacji

Wśród narzędzi projektanta rosnącą popularność zdobywa laserowe skanowanie instalacji lub obiektów, jako szybka i bezinwazyjna metoda, pozwalająca uzyskać dokładny model 3D istniejących

więcej »

Współczesne trendy stosowania wymienników ciepła w instalacjach przemysłu rafineryjnego

Od lat firma Fluor w zakresie swoich usług oferuje między innymi wykonanie analiz procesów technologicznych pod kątem optymalizacji wydajności, jak i obniżenia energochłonności pracujących

więcej »

W celu wysłania wiadomości przepisz hasło z obrazka:

Wyślij kopię wiadomości również do mnie