System czyszczenia wymiennika ciepła KLAREN
Wstęp
Cząstki stałe krążą w złożu fluidalnym do rur pionowego płaszczowo-rurowego wymiennika ciepła, które mogą pracować z czystą powierzchnią, podczas gdy rury w konwencjonalnych wymiennikach ciepła ulegają silnemu zanieczyszczeniu w ciągu tygodni, dni, a nawet godzin.
Te stałe cząstki szkła, ceramiki lub metalu (drut metalowy) o średnicy od 1,5 do 5 mm powodują delikatne uszczerbienia wnętrza rur wymiennika ciepła. Efekt czyszczenia, który jest wytwarzany w tym procesie, usuwa osady zanieczyszczeń z wnętrza rur, zanim zdążyły się zgromadzić, i utrzymuje powierzchnie wymiennika ciepła w czystości. Utrzymuje to stały współczynnik przenikania ciepła. Oprócz efektu czyszczącego cząstki poprawiają przenoszenie ciepła przy niskich prędkościach przepływu i zmniejszają straty ciśnienia w porównaniu z konwencjonalnymi wymiennikami ciepła. Redukcja zanieczyszczeń jest gwarantowana tak długo, jak szybkość usuwania zanieczyszczeń przez szorujące działanie cząstek przekracza szybkość wytrącania zanieczyszczeń.
Zasada działania
Zasada działania samoczyszczących wymienników ciepła ze złożem fluidalnym opiera się na cyrkulacji cząstek stałych- kulek gumowo-gąbczastch przez rury pionowego wymiennika płaszczowo-rurowego. Zanieczyszczona ciecz jest podawana w górę przez wiązkę rur wymiennika ciepła, która zawiera specjalnie zaprojektowane kanały wlotowe i wylotowe. Kulki są wprowadzane do wlotu za pomocą własnego systemu wtrysku lulek, który zapewnia równomierne rozmieszczenie ich wokół wszystkich rur.
Kulki są fluidyzowane przez przepływ cieczy w górę przez rury, gdzie wewnątrz rur wymiennika ciepła powstaje delikatny efekt szorowania. To usuwa wszelkie osady zanieczyszczeń na wczesnym etapie, zanim zdążą się nagromadzić. Gdy ciecz opuści wiązkę rur, kulki czyszczące oddzielają się od cieczy wewnątrz separatora i są zawracane do kanału wlotowego systemu przez zewnętrzny kanał opadowy, po czym cykl się powtarza.
Aby kontrolować liczbę kulek wprowadzanych do wlotu, część przepływu wlotowego do wymiennika ciepła jest wykorzystywana do wypchnięcia kulek czyszczących z dolnego narożnika do kanału wlotowego. Jednym z parametrów wpływających na mechanizm czyszczenia jest zmiana liczby kulek. Inne parametry to wielkość i materiał kulek oraz prędkość cieczy.
Materiał użytych cząstek czyszczących ( kulek ) w tym systemie czyszczenia zależy od charakteru aplikacji, konfiguracji procesu i tendencji do zarastania. Kulki te mogą być szklane, ceramiczne lub metalowe, o średnicy od 1,5 do 4 mm.
Wszystkie one charakteryzują się wyjątkowo długą, kilkuletnią żywotnością.
Ten samooczyszczający się wymiennik ciepła skutecznie kontroluje wiele rodzajów osadów, zarówno twardych, jak i miękkich, pochodzących z mechanizmów biologicznych, krystalizacyjnych, chemicznych lub cząsteczkowych lub kombinacji któregokolwiek z tych czynników. Można mieć do czynienia z wieloma różnymi rodzajami cieczy, od roztworów wodnych po oleje i szlam.
Zwiększona wydajność energetyczna
Rury są utrzymywane w czystości w wymiennikach ciepła, co zapewnia stały transfer ciepła i poprawia efektywność energetyczną.
Stosując płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła do chłodzenia wody, można osiągnąć 50% redukcję współczynnika przenikania ciepła w ciągu 20 dni. Współczynnik przenikania ciepła pozostaje stały w samoczyszczących wymiennikach ciepła.
Ze względu na niższe prędkości przepływu i krótsze długości rurek, wymagana wydajność pompy jest zmniejszona w większości zastosowań. W nakreślonym powyżej wniosku oznacza to redukcję o ponad 50%.
Zastosowanie technologii ciągłego czyszczenia umożliwia recykling większych ilości wody i radykalnie ogranicza jej pobór.
Płaszczowo-rurowy wymiennik ciepła wykorzystuje wodę do odzyskiwania ciepła z reakcji egzotermicznej. Ciepło jest wykorzystywane na kolejnym etapie procesu. Zanieczyszczenia po stronie składników chemicznych wymiennika ciepła powodują obniżenie współczynnika przenikania ciepła, co w konsekwencji zmniejsza zdolność odzysku ciepła. Jeśli pojawi się warstwa zanieczyszczenia, do podgrzania procesu w innym punkcie należy użyć większej ilości dodatkowej pary. W samoczyszczącym wymienniku ciepła odzysk ciepła z reakcji egzotermicznej pozostaje stały i nie ma potrzeby stosowania pary.