پروژه انواع مبدل حرارتی

همانطور که گفته شد مبدل­ها دستگاه­های هستند که برای گرمایش یا سرمایش جریان­های فرایندی بکار گرفته می­شوند ورود آنها از steam با فشارهای مختلف ، آب خنک کننده ، مبردها و یا دیگر جریان­های  فرایندی برای این امر استفاده می شود . اما میزان این گرمایش با سرمایش تا چه حد می­تواند باشد . با استفاده از steam دمای فرایندی را حداکثر تا 350 درجه سلسیوس می­تواند افزایش یابد . در صورت نیاز به دماهای بالاتر باید از fired heater یا کوره استفاده کرد . همچنین با استفاده از آب خنک کننده دمای سیال حداکثر تا 20درجه سانتیگراد پایین می­رود و در صورت نیاز به دمای پایین­تر باید از سیکل­های تبرید یا مبردها استفاده کرد .

مبدل­های حرارتی با اینکه ممکن است کوچک وبی­اهمیت به نظربرسند اما بر سودآوری و اقتصادی شدن فرایند تولید تاثیر به سزایی دارند ، زیرا میزان مصرف انرژی که از طریق سوخت­های فسیلی تامین می­شود و درصد بالایی  از هزینه یک کارخانه را تشکیل می­دهد ، مستقیماً به بازده و عملکرد سیستمهای حرارتی یک واحد تولید مواد شیمیایی بستگی خواهد داشت .

امروزه با پیشرفت تکنولوژی ، روش­های جدیدی برای حداقل کردن میزان انرژی مصرفی در کارخانجات ابداع گردیده است که در هنگام طراحی یک کارخانه باید در نظر گرفته شود . این روشها عمدتاً به بحث استفاده بهینه از جریان­های فرایندی یا دمای متفاوت و بحث کمتر شدن مصرف انرژی می پردازد ، اما هزینه های دستگاه ها ، نحوه انتقال جریان ها و انرژی لازم برای انتقال انها درنظرگرفته نمی­شود . پس درکنار آن باید طراحی مبدل­ها به نحوی صورت گیرد که  میزان انتقال حرارت در یک مبدل افزایش یابد ولی در عوض افت فشار نیز زیاد می شود . افزایش ضریب انتقال حرارت در مبدل­های shell and tube به روش­های گوناگونی صورت می­گیرد که برخی ازآنها عبارتند از  :

افزایش تعداد لوله­ها و افزایش قطر پوسته ، کمتر کردن فاصله بین لوله­ها با تغییر آرایش به منظور جایگذاری لوله­های بیشتر در یک قطر معین پوسته ، اضافه کردن بفل عرضی و طولی ،افزایش سطح انتقال حرارت در مبدل­ها plate بسیار ساده­تراست . به این صورت که                  می­توان مبدل را باز کرد و در انتهای آن تعدادی plate اضافه کرد تا انتقال حرارت به میزان مطلوب نزدیک شود . البته انتخاب نوع ویژگی­های یک مبدل بر اساس عوامل متعددی صورت می­گیرد که علاوه بر دستیابی به میزان انتقال حرارت مطلوب ، سهولت تعمیر نیز یکی از مهمترین آنهاست . بر همین اساس در صنایع ما به طور معمول از مبدل­های sheet and tube  بیشتر استفاده می شود . علاوه بر این مبدل­های sheet and tube  تنها مبدل­هایی هستند که توانایی کار در فشارهای بیشتر از 30 بار و اختلاف دمای بیشتر از 360 درجه سلسیوس را دارا می باشند. هرچه فشار بالا­تر باشد تمایل به استفاده از اتصال­های جوشی در این مبدل­ها بیشتر شده و از اتصالات پیچ و فلنج کمتر استفاده می شود. رسوب­گذاری و خورندگی سیال نیز از مواردی است که مشخص می کند کدام سیال باید داخل لوله فرستاده شود و یا بالعکس بطور کلی سعی می شود سیال رسوب­گذار و خورنده از داخل تیوب ها فرستاده می شود تا تمیز کردن و تعویض آنها آسان­تر شود . اگر سیال سمت پوسته نیز خورنده باشد آرایش لوله­ها تغییر می کند برای سیالات خیلی خورنده از آرایش های باز مانند90 استفاده می شود و آرایش های دیگر بخصوص 30 برای سیالات تمیز تر بکار می روند .

 البته امروزه استفاده از مبدل­های فشرده در صنایع شیمیایی رو به گسترش است . اما این مبدل­ها قابلیت کار در فشارهای خیلی بالا و شرایط خورندگی را ندارند و تعمیرو تعویض قطعات آن پیچیده تر از مبدل های دیگر است . اما به هر حال به خاطر فراهم کردن سطح انتقال حرارت بالا در حجمی بسیار پایین مورد توجه قرار گرفته اند . توجه داشته با شید در نهایت طراحی و انتخاب نوع مبدل و ویژگی های اجزا آن بر اساس شرایط فرایند و طبق استاندارد های بین الملل صورت می گیرد .