Utilização de vapor como meio quente em permutadores de calor de placas

A maior vantagem dos permutadores de calor de placas é a sua excelente eficiência térmica, mas outros factores também influenciam o tamanho dos permutadores de calor de placas. permutadores de calor aquecidos a vaporcomo o fouling.

Todos os permutadores de calor de placas estão sujeitos a incrustações quando em funcionamento. Isto deve-se ao facto de os fluidos estarem normalmente sujos e/ou instáveis e produzirem um rápido crescimento dos depósitos. Esta incrustação é uma combinação de diferentes tipos, tais como depósitos.

Os depósitos são uma forma de incrustação e são um fenómeno que ocorre no lado frio das aplicações a vapor. O maior risco é a acumulação de depósitos de CaCO3 e isto está intimamente relacionado com a qualidade da água. A alta temperatura na parede da placa permutadora faz com que os depósitos acelerem, como mostra a figura abaixo:

A quantidade de incrustação na parede depende de como a unidade funciona. Uma transferência constante de calor pode, em teoria, produzir depósitos ilimitados. Espessura e condutividade térmica são fatores que determinam a resistência à incrustação dos trocadores de calor de placas.

O fator de incrustação (R f 10-4M2K/W) tem sido usado como medida de desempenho do trocador sob condições de incrustação e é uma forma comum de expressar uma margem de incrustação. permutador de calor de placas de vapor permutador de calor de casco e tubo. No entanto, devido ao maior valor de k no PHE, se o mesmo factor R f especificado para um permutador de calor de casco e tubo for utilizado para o projecto de um permutador de calor de placas, este será sobredimensionado. É utilizado um 10-20% da Rf. 

 

Como evitar depósitos nos permutadores de calor de placas

A fim de evitar depósitos, há três fatores a considerar ao projetar o permutadores de calor de placas de vapor: 

• A temperatura do condensado tem de ser relativamente baixa, cerca de 120 °C. Quando são esperados grandes depósitos, até mesmo uma temperatura mais baixa deve ser considerada. Isto pode minimizar a geração de vaporização.
• O método preferido de controle é o controle de vapor de entrada com drenagem ativa de condensado, já que este método minimiza a temperatura de condensação.
  

Use permutadores de calor de placas com gaseificação para vaporEles podem ser abertos para limpeza.

 

Dimensionamento económico com temperatura de condensação relativamente baixa 

Devido à alta eficiência térmica dos permutadores de calor de placas e ao baixo custo de ser capaz de aumentar a área da superfície de transferência de calor para uma determinada estrutura, é recomendado que a área da superfície de transferência de calor de um permutador de calor de placas seja aumentada. dimensionamento do permutador de calor de placas para uma temperatura de condensação relativamente baixa. Especialmente se houver um risco de formação de incrustações e/ou de geração de vaporização não recuperável. 

 

Acordo de by-pass 

Quando o fluido do lado secundário é aquecido apenas em alguns graus, se, por exemplo, o caudal é comparativamente grande, é normalmente a queda de pressão permitida que define as dimensões do permutador de calor. Isto significa que é necessário adicionar uma série de placas extras para projetar o equipamento com os requisitos de queda de pressão.

Isto leva-nos a desenvolver um permutador de calor de placas com dimensões térmicas excessivas. Este sobredimensionamento não só aumenta o preço, como também torna mais difícil o controlo do permutador de calor.

Em muitos casos o problema pode ser resolvido através da introdução de um by-pass no lado secundário, permitindo optimizar o fluxo através do permutador e reduzindo a área de transferência de calor, o que pode reduzir consideravelmente os custos. A temperatura do fluido aquecido será mais alta, melhorando assim a estabilidade do controle de temperatura.

 

Entrada de vapor extra 

Em serviços onde um grande número de placas é necessário para alcançar o desempenho térmico, uma conexão de entrada de vapor adicional pode ser necessária para lidar com um fluxo de vapor comparativamente grande. Esta é uma opção muito utilizada quando a pressão de vapor necessária é baixa, ou quando a sua temperatura está próxima da temperatura de saída do fluido aquecido.

Ao adicionar uma conexão extra, evitamos a opção de uma unidade maior com conexões maiores. Consequentemente, o superdimensionamento e o aumento dos custos envolvidos são evitados. 

 

Redução da pressão de vapor 

Quando a temperatura de saturação do vapor é superior à temperatura de saída do meio aquecido, o superdimensionamento térmico indesejado pode ser evitado reduzindo a pressão de entrada do vapor com uma válvula redutora de pressão. 

A redução da pressão de vapor também é necessária quando o meio de aquecimento utilizado é vapor saturado a alta pressão, e o tipo ideal de permutador de calor é um permutador de calor de placas com juntas. Ao reduzir a pressão do vapor, a temperatura do vapor é reduzida e o projeto do trocador de calor está dentro dos limites da temperatura de projeto das juntas.

Por exemplo, um vapor seco saturado de 98%, a 16 bar r, e 204oC, é reduzido para 3 bar, sendo a temperatura resultante de 150oC. Note que a pressão do vapor saturado resultará em um pequeno aumento de temperatura. 

 

Aquecimento e sub-resfriamento de condensados em uma unidade 

Devido à alta eficiência térmica dos permutadores de calor de placas, é por vezes possível aquecer um fluido secundário e subarrefecer o condensado resultante numa mesma unidade. Isto só pode ser usado se for aplicado o critério de controle de condensado primário com válvula de controle bidirecional.

Outra condição é que a temperatura de entrada do fluido a ser aquecido deve ser pelo menos 10oC inferior à temperatura de saída do condensado desejada. A grande vantagem do aquecimento e do sub-resfriamento em uma unidade é que não há necessidade de investir em tanques revaporizadores e sub-resfriadores separados. 

A fim de conhecer o aplicações de permutadores de calor de placas totalmente soldadassubscreva o Boletim Informativo Steam for IndustryAs novas tendências do vapor industrial, um recurso que o ajudará a receber mais conteúdo sobre as novas tendências do vapor industrial, com artigos como o regulamentos para o uso de vapor no setor de alimentos e bebidas.