nasimadmin بدون دیدگاه

پروسه های انجام تعمیرات مبدل حرارتی پوسته و لوله

تعمیرات و نگهداری مبدل حرارتی پوسته و لوله شامل تمیز کردن باندل تیوب های داخلی و تمیز کردن پوسته خارجی می باشد که این امر به صورت پروسه ای چهار مرحله ای و به شرح زیر انجام می شود:

خارج کردن تیوب باندل

انتقال تیوب باندل

تمیز کردن تیوب باندل

جا زدن تیوب باندل

یکی از رایج‌ترین ایرادات در عملکرد مبدل حرارتی رسوب گذاری بیش از حد می باشد. رسوب گذاری به ته نشین شدن رسوبات جامد محلول در سیال داخل لوله که به صورت پوسته پوسته شکل می‌گیرد اطلاق می‌شود. این موضوع به کاهش ضریب انتقال حرارت و در نتیجه عملکرد بدتر مبدل حرارتی میشود.عملیات نگهداری مبدل حرارتی دارای پروسه های زیر می باشد: 

۱- پروسه بیرون کشیدن تیوب باندل

دستگاه بیرون کشنده تیوب باندل یا bundle Puller برای جدا کردن تیوب باندل از پوسته آن انجام می‌پذیرد و نیاز به ماشین آلات مخصوصی به نام Aerial tube bundle extractor وجود دارد که تیوب باندل را در هوا به صورت معلق از داخل پوسته بیرون می کشد. معمولاً این دستگاه ها توسط جرثقیل سقفی قابل حمل هستند و کوچکترین سایز آن ها تا وزن ۵ تن توانایی حمل بار را دارد و وزن خود آن نیز ۱۶۰۰ کیلوگرم می باشد و بزرگترین آنها می‌تواند تا ۱۰۰ تن وزن را تحمل کند و برای تیوب باندل های بزرگ مناسب می باشد. قدرت کشش این دستگاه ها بسته به سایز مبدل حرارتی متفاوت می باشد.

۲- پروسه انتقال تیوب باندل

پروسه انتقال تیوب باندل توسط دو متد متفاوت قابل انجام است که بستگی به ارتفاع محلی که مبدل حرارتی در آنجا قرارداده شده دارد. برای ارتفاع های زیاد انتقال باید ابتدا توسط جرثقیل هایی انجام پذیرد و سپس با استفاده از دستگاههای straddle carrier از محل خارج شود. این دستگاه عمل انتقال تیوب باندل را راحت تر می نماید زیرا دیگر نیازی به جرثقیل های محوری برای تنظیم موقعیت تیوب باندل و گیر نکردن آن به پوسته وجود ندارد. این دستگاه ها قابلیت انتقال بار تا وزن بیستون را دارا می باشد همچنین از قوانین جاده‌ای نیز پیروی می کند.برای ارتفاع های پایین تر بهتر است که تیوب باندل بر روی کامیون قرار داده شود.

۳-پروسه تمیز کاری تیوب باندل

فرایند تمیز کاری تیوب باندل شامل تمیزکاری مکانیکی با استفاده از دستگاه های رسوب زدا با فشار بالا و سپس متدهای تمیزکاری شیمیایی با استفاده از محلول های رسوب زدا انجام می پذیرد. 

۴- فرایند جاگذاری تیوب باندل در داخل پوسته

پس از انجام مراحل تمیز کاری بر روی تیوب باندل ، باید دوباره به داخل پوسته برگردانده شود. این کار باز هم توسط دستگاه‌های aerial bundle extractor انجام می پذیرد. آخرین مرحله جازدن تیوب باندل در داخل پوسته را میتوانید در کلیپ زیر مشاهده فرمایید. 

nasimadmin بدون دیدگاه

نکات بازرسی مبدل حرارتی هواخنک

مبدل های حرارتی هوا خنک که گاهی اوقات از آنها به عنوان کولرهای هوایی هم یاد می شود. در پالایشگاه ها،پلنت های پتروشیمیایی پلنت های پالایش گاز کمپرسور خانه ها نیروگاه های برق و دیگر تاسیسات مورد استفاده قرار می گیرد. مبدل های حرارتی هوا خنک برای فرایندهای خنک کاری و یا کندانس کردن مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فرآیندها اغلب بسیار حیاتی برای فعالیت پلنت هستند. عدم کارکرد درست مبدل هوا خنک می‌تواند باعث از کار افتادن و یا کار کردن در پایینترین ظرفیت ممکن پلنت شود و این امر به معنی هزینه های بسیار زیاد و ضرر مالی می باشد.

در این مقاله به عملکرد مبدل های هوا خنک می پردازیم و اجزای حیاتی آنرا که در صورت خراب شدن باعث کم شدن ظرفیت خنک‌کاری میشوند به همراه روش هایی برای افزایش عمر این نوع مبدل ها ارائه می‌کنیم.اصول عملکرد یک مبدل هوا خنک بسیار ساده است. سیال داغ به یکی از ورودی‌های مبدل حرارتی وارد شده و در داخل تیوب ها جریان پیدا می کند در حالیکه هوای محیط دور تا دور و در میان جریان دارد که معمولاً این نوع تیوب ها دارای سطح فین دار می باشد. گرما در طی این فرآیند به هوا منتقل می‌شود که باعث خنک شدن سیال داغ می گردد و هوای داغ نیز به درون فضای بیرون تخلیه می شود که این امر معمولاً توسط فن های مکش انجام میپذیرد. 

images

با وجود اینکه چنین مفهوم عملکردی بسیار ساده است، حفظ عملکرد بهینه مبدل حرارتی هوا خنک به دقت بسیار زیادی نیاز دارد.اندازه این واحدها بسیار متنوع هستند. از واحدهای خیلی کوچک نظیر رادیاتور خودرو یا رادیاتور کامیون گرفته تا اندازه های بسیار بزرگ نظیر کندانسورهای وکیوم بخارتایپ A . به همین جهت بهینه سازی مبدل های هوا خنک موجود می تواند با رویکردهای متفاوتی انجام پذیرد.

در موارد مطرح شده در این مطلب بهینه سازی محدود به آن مبدل های حرارتی هوا خنکی می شود که در پالایشگاه ها، پلنت های شیمیایی یا نیروگاه های برق و تحت استاندارد api661 کار میکنند.دو نوع اصلی مبدل های حرارتی هوا خنک در پلنت های پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد: 

۱- جریان دمشی (Forced draft) :  که در آن یک فن در زیر باندل فرآیندی قرار دارد و هوا به صورت اجباری در میان تیوب ها دمیده می شود.

۲- جریان مکشی (Induced draft) که در آن فن در بالای باندل فرآیندی قرار دارد و هوا از میان تیوب ها مکیده میشود.

images

یک مبدل هواخنک رایج از اجزای زیر تشکیل شده است: یک یا تعدادی از باندل های سطح انتقال حرارت که شامل تیوبهای فین دار یا تیوب های معمولی می شود توسط هدر ها به یکدیگر متصل شدند. یک تجهیز به حرکت دراورنده هوا نظیر فن آکسیال یا یک بلوئر یا یک دودکش به جز در مواردی که جریان طبیعی است، یک موتور الکتریکی محرک فن و همچنین یک تجهیز انتقال قدرت نظیر تسمه یا گیربکس برای به چرخش درآوردن تجهیز دمنده هوا نیاز است. مقداری فضا بین باندل ها و تجهیز به حرکت در آورنده هوا یک سازه حمایتی که به اندازه کافی بلند باشد تا اجازه دهد هوا با سرعت مناسبی وارد قسمت زیرین مبدل هوا خنک شود یک فضای جداگانه برای تعمیرات یک خروجی اضافی جهت کنترل دمای سیال خروجی داکت هایی جهت به چرخش درآوردن و جلوگیری از یخ زدن یا جامد شدن سیالات در هوای سرد. استفاده از یک فن با محرک فرکانس متغیر جهت کاهش مصرف برق و کنترل دما هدرها سیال را از پایپینگ منبع به سمت تیوبهای فین دار هدایت می‌کند. برای اغلب کاربردها یک هدر با طراحی پلاک باکس برای باندل تیوب درنظر گرفته میشود.  در صورتی که قسمت داخلی هدر قابل دسترس باشد، نیاز است که طراحی کاور پلیت مدنظر قرار گیرد. با اینکه این روش گران‌تر است اما به طور کامل اجازه دسترسی به داخل هدرها را برای تمیزکاری و بازرسی می دهد.

images

تعمیرات و نگهداری روتین قابلیت اعتماد و عملکرد گرمایی هر مبدل حرارتی هواخنک بستگی به این موضوع دارد که اجزای مکانیکی آن با چه کیفیتی مورد تعمیرات و نگهداری قرار گرفته‌اند. شکل شماره ۵ نحوه قرارگیری بخش‌های مختلف مکانیکال یک مبدل حرارتی هوا خنک را نشان میدهد اجزای مبدل هوا خنک بسیار رایج هستند معمولاً هر مجموعه مبدل دارای ۱ تا ۳ فن برقی هستند. بیشتر مبدل های هوا خنک دارای یک کاهش دهنده سرعت هستند که معمولاً شامل یک تسمه V شکل یا یک گیربکس زاویه دار می باشد.یک سیستم رانش تسمه ای دارای ۴ بیرینگ می باشد که نیاز به روغن کاری دارند دو عدد بیرینگ موتور و دو عدد بیرینگ فن. جهت خنک کاری این برینگ ها معمولاً مداری از روغن به آنها متصل است که عملیات خنک کاری روغن را انجام میدهد سازندگان معمولاً پیشنهاد می دهند که بیرینگ ها توسط گریس یک بار در ماه و درحالیکه مجموعه در حال کار است روانکاری شوند. جهت بررسی عملکرد صحیح مبدل هوا خنک نیاز است که کشش تسمه به صورت ماهانه و با دقت چک شود که این فاصله معمولاً هر شش هفته می باشد. مواردی که باید در تسمه بررسی شود شامل کشش مناسب خوردگی فرسودگی و یا خلل و فرج در داخل ان میباشد. مورد بعدی که باید بررسی شود فن ها هستند که در مراحل زیر به آنها می پردازیم: ۱.  به صورت دیداری هرکدام از پره ها و دایره داخلی فن را چک کنید و به دنبال اثری از ترک ،ساییده شدن و یا فرسودگی بیش از حد باشید. ۲. تمامی پیچ و مهره ها و بولت هایی که روی مجموعه بسته شده بخصوص بولتهای نگهدارنده تیغه ها را از نظر گشتاور مناسب چک کنید. ۳. تیغه ها را از نظر فاصله مناسب که در دیتاشیت مبدل هوا خنک ذکر شده است چک کنید. ۴. حتما چک کنید که تیغه ها در یک صفحه در فضا در حال گردش باشند و از نظر فیزیکی در یک صفحه قرار داشته باشد یا کج نشده باشند.  ۵. حتماً چک کنید که نوک فن ها دارای لقی مناسبی که مطابق با محدودیتهای استاندارد است باشند تا مشکلی از نظر ساییدگی یا کشیده شدن به دیواره محفظه فن نداشته باشد. 

nasimadmin بدون دیدگاه

معرفی مبدل حرارتی هواخنک

مبدل حرارتی سرمایش با هوا، از هوا به عنوان سیال خنک کننده استفاده می کند تا یک سال دیگر را که به آن فرایندی » گفته می شود و داخل لوله ها جریان دارد، خنک کند. به این منظور از «فن ، برای به حرکت در آوردن هوا و عبور آن از روی لوله ها استفاده میشود. فنها می توانند در دو نوع «دمشی» و «مكشی» بر روی مبدل نصب شوند. چون هوا سیالی با ضریب رسانش بسیار کوچک است (نسبت به سیالاتی مانند آب)، بنابراین باید برای بهبود انتقال حرارت از لوله های پره دار استفاده شود. از طرفی گرمای ویژه آب در حدود چهار برابر هوا و چگالی آن در دما و فشار اتمسفر در حدود ۸۰۰ برابر هواست و لذا برای یک بار حرارتی مشخص و افزایش دمای مشخص سمت سیال خنک کننده، جرم هوای مورد نیاز برای استفاده به عنوان سیال خنک کننده چهار برابر جرم آب مورد نیاز به عنوان سیال خنک کننده و حجم هوای مورد نیاز ۳۲۰۰ برابر حجم آب خواهد بود.

همین موضوع نشان می دهد مبدل های سرمایش با هوا نسبت به مبدل های مشابهی که از آب استفاده می کنند، باید حجم بزرگتری داشته باشد.در شکل (۱۷) انواع معمول آرایش های مبدل سرمایش با هوا نشان داده شده است. رایج ترین آرایش، نوع افقی است. نوع عمودی از نظر فضای اشغال شده روی زمین باعث صرفه جویی میشود، ولی به شدت تحت تاثیر جهت وزش باد غالب است و در کل از نوع عمودی بیشتر در واحدهای صنعتی کوچک استفاده می شود. دو نوع دیگر این مبدل، نوع A یا سقفی و نوع ، فضایی در حدود نصف فضای مبدل افقی اشغال می کنند. نوع A رایج تر بوده و بیشتر در کاربردهای چگالش بخار استفاده میشود.

استاندارد طراحی مبدل حرارتی هوا خنک

همان نقشی که استاندارد TEMA در طراحی و ساخت مبدل های لوله پوسته دارد، استاندارد API 660 موسسه ی نفت آمریکا در طراحی و ساخت مبدل های سرمایش با هوا ایفا میکند. این استاندارد همانند TEMA در برخی قسمت ها به استاندارد ASME رجوع میکند.

مزایا و معایب مبدل سرمایش با هوا

مزایا و معایب مبدل سرمایش با هوا در مقایسه با مدل هایی همانند لوله پوسته که از آب به عنوان سیال خنک کننده استفاده می کنند، به شرح زیر است:

برخلاف آب، هوا سیالی همیشه در دسترس است. در مناطق بیابانی که دسترسی به آب فراوان دارد، بهترین گزینه استفاده از مبدل سرمایش با هوا است؛

تجهیزات جانبی نظیر لوله کشی و سیستم پمپاژ که برای آب مورد نیاز است در مبدل های سرمایش با هوا وجود ندارد که این خود باعث کاهش هزینه می شود؛

برخلاف آب ، هوا سیال رسوب گذاری نیست و اغلب نیازی به تمیزکاری سطح بیرونی لوله ها که درمعرض هوا قرار دارند، وجود ندارد؛

گاهی پساب حاصل از مبدل هایی که از آب استفاده میکنند سبب ایجاد آلودگی های حرارتی و حتی شیمیایی در محیط می شوند، ولی هوا این مشکلات را ندارد؛

از آنجا که هوا سيالی خورنده نیست در نتیجه انتخاب جنس لوله ها بستگی به سیال فرایندی دارد ولی در مورد مبدل هایی که از آب به عنوان خنک کننده استفاده میکنند این طور نیست و خاصیت  خورندگی آب در انتخاب جنس لوله ها موثر است؛

هزینه ی تعمیر و نگهداری مبدل های سرمایش با هوا در حدود ۲۵ درصد سیستم های با سیال آب است .

معایب مبدل حرارتی سرمایش با هوا

ضريب رسانش، چگالی و ظرفیت گرمایی هوا بسیار کوچکتر از مقدارهای متناظر برای آب است و این باعث می شود برای یک بار حرارتی مشخص، مبدل سرمایش با هوا حجم بسیار بیشتری اشغال نماید؛

لوله های مبدل سرمایش با هوا باید پره دار باشند که این مساله باعث افزایش قیمت لوله ها و دشواری ساخت آنها می شود؛

فن ها تجهیزاتی پر سروصدا هستند و باعث آلودگی صوتی محیط اطراف میشوند؛

هزینه ی ساخت مبدل سرمایش با هوا دو تا چهار برابر هزینهی مبدل لوله پوستهی متناظر است؛

مبدل سرمایش با هوا نمی تواند نزدیک موانعی همانند درخت و ساختمان که جلوی گردش هوا را می گیرند، قرار داشته باشد.