Нестандартните топлообменници на Hexonic – път към оптимален топлообмен и намалени оперативни разходи

В съвременната индустрия ефективното управление на топлинната енергия е сред ключовите фактори, влияещи едновременно върху оперативната ефективност, безопасността и устойчивостта. Ето защо топлообменниците заемат значима роля в редица процеси, като стандартизираните модели често са предпочитани в обичайни приложения. В много промишлени процеси обаче – особено в производството на електроенергия, в химическата и нефтохимическата промишленост – техните възможности достигат определени граници. Тогава на преден план излизат персонализираните топлообменници, проектирани специално за параметрите на определен технологичен процес. „Ние се фокусираме върху разработването и производството на специални промишлени топлообменници, проектирани да отговарят на специфични експлоатационни условия и изисквания на клиентите. Тези проекти често включват екстремни температури, високо налягане, агресивни среди или специфични пространствени ограничения в промишлени инсталации“, заявиха пред Инженер.bg от българското представителство на Hexonic – утвърдена в сектора на топлообменните технологии полска компания.

Разработката на персонализирани топлообменници изисква комбинация от изчисления, симулации и материалознание

„Разработката на персонализиран топлообменник е сложен инженерен процес. Етапът на проектиране включва серия от аналитични и симулационни стъпки, които позволяват на инженерите да оптимизират производителността на топлопреминаване, хидравличните параметри и механичното съпротивление. По този начин процесите на топлообмен се симулират точно, а геометрията на топлообменника се прецизира още преди началото на производството“, обясниха още от Hexonic.

За целта се прилагат усъвършенствани софтуерни инструменти и методи, като например:

• Термодинамични изчисления за топлопреминаване;

• Анализ на вибрациите на тръбните снопове;

• Изчисления на якостта на съдове под налягане;

• Симулации на потока с помощта на CFD (Изчислителна флуидна динамика).

Критична роля в процеса на проектиране играе и изборът на материали. В зависимост от експлоатационната среда и работните условия могат да се използват различни материали, които позволяват използването на оборудването при високи нива на корозия, екстремни температури (до 900 °C), високо налягане (до 480 bar) или вакуум. Възможните материали включват:

• Неръждаеми стомани;

• Въглеродни стомани;

• Дуплексни стомани;

• Титан;

• Никелови сплави като Monel или Incoloy.

Къде са необходими нестандартните топлообменни апарати?

Нестандартните топлообменници най-често са необходими в системи за производство на електроенергия и когенерация, химическа и нефтохимическа промишленост, рафинерии, производство на целулоза и хартия, промишлени отоплителни и охладителни системи. В тези сектори те могат да изпълняват функции като:

• Парни кондензатори;

• Охладители за технологични течности и газове;

• Нагреватели за технологични среди;

• Компоненти на циркулационни охладителни системи.

Производствените възможности на Hexonic позволяват изработката на топлообменници TEMA със следните параметри:

• Максимален диаметър: 5 500 mm;

• Максимална дължина на тръбата: 30 000 mm;

• Максимално тегло на устройството: 120 t.

Пример от практиката: Топлообменник на Hexonic с голям капацитет за циркулационна охладителна система

„Един от примерите за персонализирано решение е проект, който реализирахме за енергийния сектор. Проектирахме и произведохме голям кожухотръбен топлообменник за циркулационна охладителна система, чиято функция е ефективното отвеждане на топлината от циркулиращата вода, използвайки речна вода, течаща през тръбите. Получената конструкция беше изключително здрава и мащабна“, разказаха от Hexonic.

Персонализираното решение е със следните параметри:

• Общо 7600 тръби от неръждаема стомана;

• Дължина на тръбата: приблизително 6.3 m всяка;

• Диаметър на тръбната решетка: 2.5 m;

• Обща площ за топлопреминаване: 2 911 m²;

• Общо тегло на единицата: близо 47 t.

„Проектът демонстрира едно от ключовите предимства на персонализираните топлообменници – а именно възможността за приспособяване на дизайна към специфични източници на охлаждане и работни условия“, коментираха от компанията производител.

Значението на персонализираните решения за енергийната ефективност и екологията

„Тъй като процесите на топлообмен представляват един от основните източници на енергийни загуби в индустриалните процеси, то оптимизацията им може да доведе до значително намаляване на потреблението на енергия и оперативните разходи“, обясниха от Hexonic. На този фон изборът на персонализирано решение за топлообмен би позволил максимално увеличаване на ефективността на топлопренос, намаляване на загубите на налягане, минимизиране на замърсяванията и отлаганията, както и удължаване на живота на оборудването.

„Освен икономическите ползи обаче, тези решения допринасят и за екологичната устойчивост, тъй като подобрената енергийна ефективност води до намален разход на гориво и по-ниски емисии на CO₂“, допълниха още специалистите.

Източник на снимковия материал: Hexonic (Хексоник)