Reboilera sildītājs: praktiska rokasgrāmata atlasei, projektēšanai un projekta iegādei

A Reboilera sildītājs ir kritiska sildīšanas sastāvdaļa daudzās destilācijas un atdalīšanas sistēmās. Tās uzdevums nav vienkārši "uzsildīt apakšējo produktu". Reboileram ir jānodrošina nepieciešamais iztvaikošanas pienākums, vienlaikus saglabājot stabilu cirkulāciju, kontrolējot temperatūru, izvairoties no pārmērīgas piesārņošanas un atbilstot visas procesa vienības darbības prasībām.

Naftas rafinēšanas, naftas ķīmijas un ķīmijas projektiem, izvēloties reboileru, pamatojoties tikai uz apkures jaudu vai aprīkojuma cenu, vēlāk var rasties problēmas. Tehniski piemērotā projektā ir jāņem vērā siltuma jauda, ​​procesa šķidrums, iztvaikošanas koeficients, spiediena kritums, piesārņojums, materiāli, kontroles prasības un apkopes pieejamība.

Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrots, kā novērtēt Reboiler Heater pirms iegādes un kas inženieru komandām jāapspriež ar ražotāju.

Kas ir reboilera sildītājs?

Reboileris nodrošina siltumu destilācijas vai atdalīšanas kolonnas apakšējai daļai.

Pievadītais siltums izraisa daļas apakšējā šķidruma iztvaikošanu. Radītie tvaiki atgriežas kolonnā un nodrošina atdalīšanai nepieciešamo tvaika plūsmu uz augšu.

Pamatprocesu var vienkāršot šādi:

Siltuma ievade → Apakšējā šķidruma sildīšana → Daļēja iztvaicēšana → Tvaiki atgriežas kolonnā → Atdalīšana

Atkarībā no procesa reboileris var izmantot:

Tvaiks

Karsta eļļa

Apstrādājiet karstu šķidrumu

Kurināmā apkure

Citi siltuma{0}}pārvades līdzekļi

Atbilstošā konfigurācija ir atkarīga no procesa apstākļiem un nepieciešamā siltuma noslodzes.

Naftas, ķīmisko vielu un dabasgāzes{0}}lietotājiem API Std 660 īpaši ietver apvalka{2}}un-cauruļu apmaiņus, ko izmanto kāreboileri, kas attiecas uz mehānisko konstrukciju, materiāliem, izgatavošanu, pārbaudi un testēšanu.

Kāpēc reboilera izvēle ir sarežģītāka, nekā izskatās

Pieņemsim, ka destilācijas kolonnai ir nepieciešams 10 MW reboilera jaudas.

Ir vilinoši vienkārši izvēlēties siltummaini, kas spēj nodrošināt 10 MW jaudu.

Taču uzreiz parādās vairāki papildu jautājumi:

Kāds ir zemākais{0}}produkta sastāvs?

Cik procentus barības ir nepieciešams iztvaikot?

Kāds ir darba spiediens?

Kāda ir viršanas temperatūra?

Vai procesa šķidrums ir kodīgs?

Vai šķidrums ir pakļauts koksēšanai?

Kāds ir pieļaujamais spiediena kritums?

Kā tiks tīrīts reboileris?

Vai ir nepieciešama dabiskā cirkulācija?

Vai piespiedu aprite ir piemērotāka?

Kas notiek, ja iekārta darbojas ar 50% slodzi?

Šie jautājumi var būtiski ietekmēt galīgo dizainu.

1. Sāciet ar reboiler Heat Duty

Pirmais parametrs, kas jānosaka, ir nepieciešamais siltuma jauda.

Vienkāršotai sistēmai:

Q = m × ΔH

kur:

Q= nepieciešamais siltuma nodoklis

m= masas plūsmas ātrums

ΔH= nepieciešama entalpijas maiņa

Īstai destilācijas sistēmai aprēķinos var iekļaut:

Saprātīga apkure

Latentais iztvaikošanas siltums

Barības sastāvs

Apakšējais{0}}produkta sastāvs

Tvaika frakcija

Siltuma zudumi

Darba spiediena izmaiņas

Tāpēc ražotāja siltuma projekts ir jābalsta uz procesa simulāciju vai siltuma bilanci, nevis aptuvenu apkures jaudas{0}}aprēķinu.

2. Iztvaikošanas ātrums ir galvenais dizaina parametrs

Reboilera mērķis parasti ir radīt tvaikus, tāpēc iztvaicēšanas prasība ir tikpat svarīga kā kopējais siltuma patēriņš.

Piemēram, projektā var norādīt:

Šķidruma cirkulācija: 50 000 kg/h

Nepieciešamā tvaika veidošanās: 12 000 kg/h

Darba spiediens: 8 barg

Nepieciešamā siltuma jauda: 6 MW

Šīs vērtības nodrošina daudz labāku pamatu dizainam, nekā vienkārši sakot:

"Mums ir nepieciešams 6 MW reboileris."

Tvaika veidošanās ātrums ietekmē:

Aprite

Siltuma{0}}pārvades koeficients

Spiediena kritums

Izplūdes tvaiku kvalitāte

Iekārtas konfigurācija

3. Izvēlieties pareizo reboilera konfigurāciju

Nav neviena reboilera dizaina, kas būtu piemērots katram procesam.

Kopējās konfigurācijas ietver:

Tējkannas reboileris

Tējkannas reboileris nodrošina salīdzinoši lielu iztvaikošanas telpu.

Tas var būt piemērots, ja:

Nepieciešama stabila tvaiku{0}}šķidruma atdalīšana

Ir iesaistīts augsts iztvaikošanas ātrums

Piesārņošanās ir pārvaldāma

Svarīga ir vienkārša pārbaude un tīrīšana

Termosifona reboileris

Termosifona reboileris izmanto blīvuma atšķirības, lai izveidotu dabisko cirkulāciju.

Tas var nodrošināt labu siltuma pārnesi bez cirkulācijas sūkņa.

Tomēr pareiza hidrauliskā konstrukcija ir būtiska.

Piespiedu{0}}cirkulācijas katls

Sūknis virza procesa šķidrumu caur sildvirsmu.

Šī konfigurācija var būt noderīga:

Augstas{0}}viskozitātes šķidrumi

Netīrumu novēršanas pakalpojumi

Sarežģīti cirkulācijas apstākļi

Procesi, kuriem nepieciešama kontrolēta cirkulācija

Kurināmā reboilera / reboilera sildītāja krāsns

Dažiem augstas{0}}temperatūras pakalpojumiem kurināmais sildītājs var tieši nodrošināt nepieciešamo procesa siltumu.

Piemērota konstrukcija lielā mērā ir atkarīga no procesa šķidruma un temperatūras prasībām.

4. Dabiskajai cirkulācijai ir nepieciešama rūpīga hidrauliskā konstrukcija

Termosifona reboileri var izskatīties mehāniski vienkārši, taču to cirkulācijas darbība ir rūpīgi jāizvērtē.

Dabiskā cirkulācija ir atkarīga no blīvuma starpības starp uzkarsēto divu{0}}fāžu maisījumu un šķidrumu, kas atgriežas reboilerā.

Vienkāršots jēdziens ir:

Vadības galva > Plūsmas pretestība

Pieejamajam dzinējspēkam jāpārvar spiediena zudumi šādos gadījumos:

Reboilera caurules

Ieplūdes cauruļvadi

Izplūdes cauruļvadi

Kolonnu savienojums

Divu{0}}fāžu plūsmas ceļš

Ja cirkulācija ir nepietiekama, katlā var rasties:

Slikta siltuma pārnese

Pārmērīga caurules temperatūra

Lokalizēta vārīšanās

Nestabila darbība

Samazināta tvaiku veidošanās

Tāpēc termosifona reboilerus nevajadzētu izvēlēties tikai no siltuma-pārvades zonas.

5. Spiediena kritums var noteikt galīgo dizainu

Reboileris darbojas kā daļa no lielāka procesa cikla.

Pārmērīgs spiediena kritums var traucēt cirkulācijas sistēmas un kolonnas darbību.

Tāpēc spiediena kritums jāpārbauda:

Procesa puse

Ieplūdes cauruļvadi

Caurules

Izplūdes cauruļvadi

Divu{0}}fāžu reģions

Apkures puse

Tvaiks

Karsta eļļa

Cits apkures līdzeklis

Projektēšanas mērķis nav maksimāli palielināt siltuma pārnesi par katru cenu.

Tas ir jāsasniedz:

Nepieciešamais siltuma patēriņš + stabila cirkulācija + pieņemams spiediena kritums

6. Neignorējiet divu{1}}fāžu plūsmu

Divfāzu plūsma padara katla konstrukciju ievērojami sarežģītāku nekā parastā šķidruma -šķidruma siltuma apmaiņa.

Kad šķidrums sāk iztvaikot:

Blīvuma izmaiņas

Ātruma izmaiņas

Spiediena krituma izmaiņas

Siltuma{0}}pārneses uzvedības izmaiņas

Plūsmas režīms var mainīties arī gar cauruli.

Tāpēc ražotājam ir jānovērtē paredzamais darbības stāvoklis, nevis jāapstrādā procesa plūsma kā vienkāršs vienfāzes šķidrums.

Tas kļūst īpaši svarīgi termosifona un piespiedu{0}}cirkulācijas projektiem.

7. Piesārņošanās ir viens no lielākajiem katla katla riskiem

Reboileris var pakāpeniski zaudēt veiktspēju, ja uz siltuma{0}}pārvades virsmas uzkrājas nogulsnes.

Biežākie cēloņi ir:

Smagie ogļūdeņraži

Polimēru veidošanās

Kokss

Sāļi

Korozijas produkti

Suspendētas cietās vielas

Rezultāts parasti ir:

Piesārņošanās → Paaugstināta termiskā pretestība → Zemāka siltuma pārnese → Augstāka nepieciešamā temperatūra → Lielāks piesārņojuma risks

Tas galu galā var samazināt kolonnas ietilpību.

Tāpēc, izstrādājot projektu, piesārņojums ir jānovērš pirms aprīkojuma izgatavošanas.

8. Siltuma plūsma ir jākontrolē

Palielinot siltuma plūsmu, var samazināties nepieciešamais siltuma{0}}pārvades laukums.

Taču pārmērīga siltuma plūsma var radīt problēmas, jo īpaši ar siltumu{0}}jutīgiem vai koksu{1}}veidojošiem šķidrumiem.

Iespējamās sekas ir šādas:

Vietējā pārkaršana

Koksēšana

Produkta degradācija

Caurules bojājumi

Samazināts skrējiena garums

Lielāka -siltuma pārneses virsma ar mērenāku siltuma plūsmu dažkārt var nodrošināt labāku ilgtermiņa-ekonomiku nekā mazāks, ļoti noslogots siltummainis.

Lētākais siltummainis iegādes posmā ne vienmēr ir par viszemāko{0}}maiņu tā darbības laikā.

9. Materiāla izvēle ir atkarīga no procesa

Materiālu izvēlei jābūt balstītai uz:

Procesa sastāvs

Darba temperatūra

Projektētā temperatūra

Darba spiediens

Korozijas ātrums

Hlorīda koncentrācija

Ūdeņraža iedarbība

Piesārņojuma īpašības

Potenciālie materiāli ietver:

Oglekļa tērauds

Nerūsējošais tērauds

316L nerūsējošais tērauds

Dupleksais nerūsējošais tērauds

Zema-leģētā tērauda

Niķeļa sakausējumi

Citi pret koroziju{0}}izturīgi materiāli

Kodīga procesa gadījumā cauruļu materiāla uzlabošana var palielināt sākotnējo pirkuma cenu, bet būtiski samazināt apkopes un nomaiņas risku.

10. Tvaika katls: kas jāpārbauda?

Ja par sildīšanas līdzekli izmanto tvaiku, projekta komandai ir jāizveido:

Tvaika spiediens

Tvaika temperatūra

Tvaika plūsmas ātrums

Kondensāta temperatūra

Kondensāta noņemšanas metode

Pieļaujamais tvaika-spiediena kritums

Tvaika spiediens nosaka aptuveno piesātinājuma temperatūru un līdz ar to pieejamo temperatūras -virzīšanas spēku.

Ja procesa {0}viršanas temperatūra ir pārāk tuvu tvaika piesātinājuma temperatūrai, nepieciešamais siltuma pārneses laukums var ievērojami palielināties.

11. Apkures katla sildītājs: kad tas ir piemērots?

Apkures katla sildītāju var apsvērt, ja nepieciešamā procesa temperatūra vai siltuma avots padara tiešo apdedzināšanu piemērotu.

Tomēr tas ievieš papildu inženiertehniskās prasības salīdzinājumā ar nekurinātu siltummaini.

Dizains var ietvert:

Degļi

Starojoša sadaļa

Procesa caurules

Konvekcijas sadaļa

Degvielas sistēma

Degšanas{0}}gaisa sistēma

Melnrakstu sistēma

Ugunsizturīgs

Kaudze

Degļu vadība

Instrumenti un drošības sistēmas

Attiecībā uz naftas pārstrādes rūpnīcām un naftas ķīmijas rūpnīcās darbināmiem sildītājiem API Std 560 attiecas uz vispārīgām rafinēšanas rūpnīcās darbināmu sildītāju projektēšanas, materiālu, izgatavošanas, pārbaudes, testēšanas un uzstādīšanas prasībām. API pašreizējo standartu informācija arī nosaka, ka Std 560 ir aktīvs -sildītāja standarts.

12. Kā uzlabot reboilera energoefektivitāti

Energoefektivitāte ir jānovērtē visā apkures sistēmā.

Iespējamās uzlabošanas jomas ir:

Optimizējiet temperatūras pieeju

Piemērotāka temperatūras starpība var samazināt nevajadzīgo siltuma{0}}pārvades laukumu un enerģijas patēriņu.

Samazināt piesārņojumu

Tīras siltuma pārneses virsmas saglabā veiktspēju un samazina nepieciešamību pēc augstākas sildīšanas-vidējās temperatūras.

Kontrolējiet apkuri{0}}vidēja plūsma

Pārmērīga tvaika vai karstas{0}}eļļas plūsma var tērēt enerģiju, neveicot noderīgu papildu pienākumu.

Uzlabojiet kondensāta atgūšanu

Tvaika sistēmām kondensāta atgūšana var samazināt enerģijas un ūdens{0}}attīrīšanas prasības.

Izvairieties no pārmērīgas siltuma plūsmas

Stabils siltuma-pārneses stāvoklis var uzlabot-ilgtermiņa darbību sarežģītos pakalpojumos.

13. Dizains apkopei pirms pasūtīšanas

Reboileris var labi darboties nodošanas ekspluatācijā laikā un joprojām var kļūt par apkopes problēmu vēlāk.

Jautāt:

Kā tiks pārbaudīta iekārta?

Kā tiks tīrītas caurules?

Vai komplektu var noņemt?

Vai kanālu var droši atvērt?

Cik daudz vietas ir pieejamas apkopei?

Atkarībā no konstrukcijas apkopei var būt nepieciešama:

Cauruļu tīrīšana

Saišķa noņemšana

Ķīmiskā tīrīšana

Hidrostrūklas

Pārbaude

Caurules aizbāžņi

Caurules nomaiņa

EPC projektiem apkopes telpa jāiekļauj zemes gabala plānā pirms aprīkojuma piegādes.

14. Reboilera izmēram nevajadzētu būt balstītam tikai uz pašreizējiem ekspluatācijas apstākļiem

Iekārta reti strādā ar vienu slodzi visā tā dzīves laikā.

Apsveriet:

Normāla slodze

Minimālā slodze

Maksimālā slodze

Startēšana

Izslēgšana

Nākotnes jaudas palielināšana

Piemēram, katls, kas paredzēts 100% slodzei, ir jānovērtē stabilam darbam ar, iespējams, 50–60% noslodzi, ja procesam nepieciešama bieža apgriešana.

Tāpēc vadības sistēmai un siltuma{0}}pārvades konstrukcijai ir jāņem vērā paredzamais darbības diapazons.

15. Kas jāiekļauj reboiler piedāvājumā?

Lai iegūtu precīzu citātu, sniedziet:

Apstrādāt datus

Procesa šķidrums

Plūsmas ātrums

Sastāvs

Darba spiediens

Dizaina spiediens

Ieplūdes temperatūra

Izplūdes temperatūra

Vārīšanās temperatūra

Iztvaikošanas ātrums

Siltuma nodoklis

Apkures vide

Tvaiks / karsta eļļa / cita vide

Ieplūdes temperatūra

Izplūdes temperatūra

Spiediens

Plūsmas ātrums

Apkures -vidējs sastāvs

Mehāniskās prasības

Materiāla specifikācija

Dizaina kods

Korozijas pabalsts

Piesārņojuma faktors

Pieļaujamais spiediena kritums

Pārbaudes prasības

Informācija par projektu

Uzstādīšanas vieta

Telpas ierobežojumi

Savienojuma prasības

Darbības filozofija

Piegādes grafiks

Dokumentācijas prasības

Jo pilnīgāka ir šī informācija, jo precīzāk ražotājs var izstrādāt termisko un mehānisko konstrukciju.

Reboilera sildītājs ķīmijas un naftas ķīmijas projektiem

Inženierprojektos reboileru nevajadzētu uzskatīt par neatkarīgu iekārtu.

Tas tieši mijiedarbojas ar:

Destilācijas kolonna

Kondensators

Apakšējā produktu sistēma

Barības sistēma

Tvaika sistēma

Dzesēšanas sistēma

Procesa cauruļvadi

Kontroles sistēma

Reboilera darbības maiņa var ietekmēt visu atdalīšanas procesu.

Šī iemesla dēļ uzņēmums Chunlei Chemical Machinery pievēršas katlu projektiem no visa procesa perspektīvas, nevis vienkārši ražo siltuma-pārvades trauku.

Atkarībā no projekta prasībām Chunlei var atbalstīt:

Procesa{0}}pienākuma novērtēšana

Termiskais dizains

Iekārtas konfigurācija

Materiālu izvēle

Mehāniskais dizains

Izgatavošana

Pārbaude

Rūpnīcas pārbaude

Piegāde

Uzstādīšanas atbalsts

Atbalsts nodošanai ekspluatācijā

EEL projektu saskaņošana

Lielākiem ķīmijas un naftas ķīmijas projektiem Chunlei Chemical Machinery var integrēt katlu ar citām procesa iekārtām un nodrošināt plašāku inženierijas un EPC atbalstu.

Reboiler sildītāja ražotājs: ko pircējiem vajadzētu salīdzināt?

Novērtējot piegādātājus, nesalīdziniet piedāvājumus tikai pēc cenas.

Salīdzināt:

Tas nodrošina daudz labāku pamatu piegādātāja izvēlei nekā vienkārša zemākās sākotnējās cenas salīdzināšana.

Reboilera sildītāju pielietojumi

Pielāgotu reboiler sildītāju var izmantot tādos procesos kā:

Naftas rafinēšana

Naftas ķīmijas ražošana

Ķīmiskā atdalīšana

Šķīdinātāja atgūšana

Ogļūdeņražu frakcionēšana

Destilācijas sistēmas

Gāzes apstrāde

Smalkā ķīmiskā ražošana

Termiskās eļļas sistēmas

Galīgās konfigurācijas pamatā vienmēr ir jābūt konkrētam procesam, nevis tikai lietojumprogrammas nosaukumam.

FAQ

Kāda ir reboiler sildītāja galvenā funkcija?

Tās galvenā funkcija ir nodrošināt kontrolētu siltumu destilācijas vai atdalīšanas procesa apakšējai daļai, radot atdalīšanai nepieciešamos tvaikus.

Kāda ir atšķirība starp reboileri un parasto siltummaini?

Parasts siltummainis var vienkārši pārnest saprātīgu siltumu starp diviem šķidrumiem. Reboileris ir īpaši izstrādāts, lai nodrošinātu siltumu, kas izraisa daļas procesa šķidruma iztvaikošanu, tādēļ divfāzu plūsma un vārīšanās darbība ir svarīgi dizaina apsvērumi.

Kuru reboilera veidu man izvēlēties?

Tējkannai, termosifonam, piespiedu{0}}cirkulācijas un apkurināmiem katliem ir dažādas priekšrocības. Izvēle ir atkarīga no siltuma jaudas, procesa šķidruma, cirkulācijas prasībām, spiediena krituma, piesārņojuma un darbības apstākļiem.

Kāds ir reboiler sildītāja izmērs?

Izmēru noteikšana parasti sākas ar nepieciešamo siltuma slodzi, pēc tam tiek ņemta vērā temperatūras starpība, siltuma{0}}pārvades koeficients, piesārņojuma pieļaujamais daudzums, spiediena kritums, procesa plūsma un iztvaikošanas prasības.

Vai katlu var pielāgot augstas{0}}temperatūras apkalpošanai?

Jā. Konfigurāciju, materiālus, siltuma pārneses virsmu, spiediena rādītāju un sildīšanas metodi var pielāgot atbilstoši procesa apstākļiem.

Vai Chunlei Chemical Machinery var izgatavot pielāgotus katlus?

Jā. Chunlei Chemical Machinery var nodrošināt pielāgotu katlu inženieriju un ražošanu, pamatojoties uz klienta procesa datiem, mehāniskajām prasībām un projekta specifikācijām.

Vai Chunlei sniedz EPC projektu atbalstu?

Jā. Piemērotos ķīmiskās, naftas ķīmijas un naftas pārstrādes rūpnīcu projektos Chunlei var piedalīties ne tikai iekārtu ražošanā, bet arī nodrošināt inženiertehnisko koordināciju, uzstādīšanas atbalstu, nodošanu ekspluatācijā un ar EPC{1}}saistītus pakalpojumus.

Kāda informācija man jānosūta, pieprasot piedāvājumu?

Norādiet vismaz procesa plūsmas ātrumu, šķidruma sastāvu, ieplūdes/izplūdes apstākļus, darba spiedienu, siltuma slodzi, iztvaikošanas prasību un sildīšanas{0}}vidējos apstākļus. Papildu informācija, piemēram, materiāli, piesārņojuma koeficients un piemērojamie standarti, uzlabos citātu precizitāti.