Грејач за ребоилер: Практични водич за избор, дизајн и куповину пројекта

A Ребоилер Хеатер је критична компонента грејања у многим системима за дестилацију и сепарацију. Његов посао није само да „загреје доњи производ“. Поновни котао мора да обезбеди потребну функцију испаравања уз одржавање стабилне циркулације, контролу температуре, избегавање прекомерног прљања и прилагођавање оперативним захтевима комплетне процесне јединице.

За рафинеријске, петрохемијске и хемијске пројекте, избор бојлера само на основу грејног капацитета или цене опреме може касније створити проблеме. Технички погодан дизајн треба да узме у обзир оптерећење топлоте, процесну течност, однос испаравања, пад притиска, онечишћење, материјале, захтеве за контролу и приступ одржавању заједно.

Овај водич објашњава како да процените грејач за ребоилер пре куповине и шта инжењерски тимови треба да разговарају са произвођачем.

Шта је ребоилер грејач?

Ребоилер обезбеђује топлоту доњем делу колоне за дестилацију или сепарацију.

Доведена топлота узрокује да део доње течности испари. Генерисана пара се враћа у колону и обезбеђује узлазни ток паре потребан за одвајање.

Основни процес се може поједноставити на следећи начин:

Унос топлоте → Загревање доње течности → Делимично испаравање → Пара се враћа у колону → Одвајање

У зависности од процеса, ребоилер може користити:

Стеам

Вруће уље

Обрадите врућу течност

Грејање на ложење

Други медији{0}}за пренос топлоте

Одговарајућа конфигурација зависи од услова процеса и захтеваног топлотног оптерећења.

За примену нафте, хемикалија и природног{0}}гаса, АПИ Стд 660 посебно укључује измењиваче са омотачем-и-који се користе каобојлери, покривајући машински дизајн, материјале, производњу, инспекцију и тестирање.

Зашто је избор бојлера компликованији него што изгледа

Претпоставимо да колона за дестилацију захтева 10 МВ поновног котла.

Примамљиво је једноставно одабрати измењивач топлоте који може да испоручи 10 МВ.

Али одмах се појављује неколико додатних питања:

Шта је доњи{0}}састав производа?

Који проценат хране треба да се испари?

Колики је радни притисак?

Колика је температура кључања?

Да ли је процесна течност корозивна?

Да ли је течност склона коксовању?

Колики је дозвољени пад притиска?

Како ће се ребоилер очистити?

Да ли је потребна природна циркулација?

Да ли је принудна циркулација прикладнија?

Шта се дешава када постројење ради са 50% оптерећења?

Ова питања могу имати велики утицај на коначни дизајн.

1. Почните са топлотним радом ребоилер-а

Први параметар који треба утврдити је потребна топлотна обавеза.

За поједностављени систем:

Q = m × ΔH

где:

Q= потребно топлотно оптерећење

m= масени проток

ΔH= потребна промена енталпије

За прави систем дестилације, прорачун може укључивати:

Разумно грејање

Латентна топлота испаравања

Састав хране

Доњи{0}}састав производа

Фракција паре

Топлотни губици

Промене радног притиска

Због тога топлотни дизајн произвођача треба да се заснива на симулацији процеса или топлотном билансу, а не на грубој процени{0}}капацитета грејања.

2. Брзина испаравања је кључни параметар дизајна

Сврха бојлера је нормално да генерише пару, тако да је захтев за испаравањем важан исто колико и укупна топлотна обавеза.

На пример, пројекат може навести:

Циркулација течности: 50.000 кг/х

Потребна производња паре: 12.000 кг/х

Радни притисак: 8 барг

Потребна топлотна снага: 6 МВ

Ове вредности пружају много бољу основу за дизајн него једноставно рећи:

"Потребан нам је бојлер од 6 МВ."

Брзина стварања паре утиче на:

Цирцулатион

Коефицијент{0}}преласка топлоте

Пад притиска

Квалитет излазне паре

Конфигурација опреме

3. Изаберите праву конфигурацију ребоилер-а

Не постоји јединствен дизајн бојлера који је погодан за сваки процес.

Уобичајене конфигурације укључују:

Кеттле Ребоилер

Ребоилер за чајник пружа релативно велики простор за испаравање.

Може бити погодно када:

Потребно је стабилно раздвајање{0}}течности

Укључене су високе стопе испаравања

Прљање је подесно

Лако прегледавање и чишћење су важни

Тхермосипхон Ребоилер

Термосифонски ребоилер користи разлике у густини да би успоставио природну циркулацију.

Може да обезбеди добар пренос топлоте без циркулационе пумпе.

Међутим, правилан хидраулични дизајн је од суштинског значаја.

Принудни{0}}Ребоилер са принудном циркулацијом

Пумпа покреће процесни флуид кроз грејну површину.

Ова конфигурација може бити корисна за:

Високо{0}вискозне течности

Услуге фаулирања

Тешки услови циркулације

Процеси који захтевају контролисану циркулацију

Отпуштени Ребоилер / Ребоилер Хеатер Пећ

За неке{0}}услуге на високим температурама, грејач на ложење може директно да обезбеди потребну топлоту процеса.

Одговарајући дизајн у великој мери зависи од процесне течности и захтева за температуром.

4. Природна циркулација захтева пажљив хидраулични дизајн

Термосифонски бојлери могу изгледати механички једноставни, али њихово понашање у циркулацији захтева пажљиву процену.

Природна циркулација зависи од разлике у густини између загрејане двофазне мешавине и течности која се враћа у бојлер.

Поједностављени концепт је:

Дривинг Хеад > Флов Ресистанце

Доступна покретачка сила мора да превазиђе губитке притиска у:

Ребоилер цеви

Улазни цевовод

Излазни цевовод

Веза колоне

Двофазни{0}}пут тока

Ако је циркулација недовољна, ребоилер може доживети:

Лош пренос топлоте

Превисока температура цеви

Локализовано кључање

Нестабилан рад

Смањено стварање паре

Због тога термосифонски котлови не би требало да се бирају искључиво из{0}}област преноса топлоте.

5. Пад притиска може одредити коначни дизајн

Ребоилер ради као део веће процесне петље.

Прекомерни пад притиска може да омета рад циркулационог система и колоне.

Пад притиска стога треба проверити на:

Процесна страна

Улазни цевовод

Цеви

Излазни цевовод

Двофазни регион

Хеатинг Сиде

Стеам

Вруће уље

Други медијум за грејање

Циљ дизајна није максимизирање преноса топлоте по сваку цену.

То је постићи:

Потребан топлотни режим + стабилна циркулација + прихватљив пад притиска

6. Не занемарите двофазни ток

Двофазни ток чини дизајн бојлера знатно компликованијим од обичне измене топлоте са течном{1}}течном течношћу.

Како течност почиње да испарава:

Промене густине

Промене брзине

Промене пада притиска

Промене понашања{0}}у преносу топлоте

Режим протока се такође може променити дуж цеви.

Због тога, произвођач треба да процени очекивано радно стање уместо да третира ток процеса као једноставну једнофазну{0}}течност.

Ово постаје посебно важно за дизајне термосифона и принудне{0}}циркулације.

7. Загађивање је један од највећих ризика за ребоилер

Бојлер може постепено да губи перформансе када се наслаге акумулирају на површини{0}}преноса топлоте.

Уобичајени узроци укључују:

Тешки угљоводоници

Формирање полимера

Кока-кола

соли

Производи корозије

Суспендоване чврсте материје

Резултат је обично:

Прљање → Повећана топлотна отпорност → Нижи пренос топлоте → Виша потребна температура → Већи ризик од загађивања

Ово на крају може смањити капацитет колоне.

За пројектовање пројекта, загађивање треба да се реши пре производње опреме.

8. Топлотни ток се мора контролисати

Повећање топлотног флукса може да смањи потребну{0}}област преноса топлоте.

Али прекомерни топлотни ток може да изазове проблеме, посебно са течностима{0}}осетљивим на топлоту или течностима које стварају кокс{1}}.

Потенцијалне последице укључују:

Локално прегревање

Цокинг

Деградација производа

Оштећење цеви

Смањена дужина трчања

Већа површина{0}}преноса топлоте са умеренијим топлотним током понекад може да обезбеди бољу дугорочну-економичност од мањег, високо оптерећеног измењивача.

Најјефтинији измењивач у фази куповине није нужно измењивач са-најнижим трошковима током свог радног века.

9. Избор материјала зависи од процеса

Избор материјала треба да се заснива на:

Састав процеса

Радна температура

Пројектна температура

Радни притисак

Стопа корозије

Концентрација хлорида

Излагање водонику

Карактеристике загађивања

Потенцијални материјали укључују:

Угљенични челик

Нерђајући челик

316Л нерђајући челик

Дуплекс нерђајући челик

Ниско{0}}легирани челик

Легуре никла

Други материјали{0}}отпорни на корозију

За корозивни процес, надоградња материјала цеви може повећати почетну набавну цену, али значајно смањити ризик одржавања и замене.

10. Парни ребоилер: Шта треба проверити?

Када се пара користи као медиј за грејање, пројектни тим треба да успостави:

Притисак паре

Температура паре

Брзина протока паре

Температура кондензата

Метода уклањања кондензата

Дозвољени пад притиска на страни{0}}паре

Притисак паре одређује приближну температуру засићења и стога доступну температуру{0}}покретачку силу.

Ако је температура на страни процеса{0}}сувише близу температури засићења паром, потребна површина{1}}преноса топлоте може се значајно повећати.

11. Грејач ребоилер-а: када је то прикладно?

Грејач ребоилер-а се може узети у обзир када захтевана температура процеса или извор топлоте чини директно печење одговарајућим.

Међутим, он уводи додатне инжењерске захтеве у поређењу са измењивачем без печења.

Дизајн може укључивати:

Горионици

Радиант сецтион

Процесне цеви

Конвекциони одсек

Систем горива

Систем ваздуха{0}}за сагоревање

Систем нацрта

Ватростална

Стацк

Управљање гориоником

Инструментација и сигурносни системи

За апликације за грејаче на рафинерији и петрохемији{0}}, АПИ Стд 560 покрива захтеве за пројектовање, материјале, производњу, инспекцију, тестирање и монтажу за опште грејаче на рафинерију. Актуелне информације о стандардима АПИ-ја такође идентификују Стд 560 као активни{4}}стандард грејача.

12. Како побољшати енергетску ефикасност бојлера

Енергетску ефикасност треба проценити у целом систему грејања.

Могућа подручја побољшања укључују:

Оптимизујте приступ температури

Прикладнија температурна разлика може да смањи непотребну{0}}област преноса топлоте и потрошњу енергије.

Редуце Фаулинг

Чисте{0}}површине за пренос топлоте одржавају перформансе и смањују потребу за вишим{1}}средњим температурама грејања.

Контролишите грејање{0}}Средњи проток

Прекомерни проток паре или врућег{0}}уља може да троши енергију без додатног коришћења.

Побољшајте опоравак кондензата

За парне системе, поврат кондензата може да смањи захтеве за{0}}третман енергије и воде.

Избегавајте прекомерни топлотни ток

Стабилан{0}}услови преноса топлоте могу да побољшају-дугорочни рад у тешким услугама.

13. Дизајн за одржавање пре наручивања

Поновни котао може добро да ради током пуштања у рад, а касније и даље представља проблем одржавања.

питај:

Како ће се опрема прегледати?

Како ће се цеви чистити?

Може ли се сноп уклонити?

Да ли се канал може безбедно отворити?

Колико је простора за одржавање доступно?

У зависности од дизајна, одржавање може захтевати:

Чишћење цеви

Уклањање снопа

Хемијско чишћење

Хидромлазирање

Инспекција

Запушавање цеви

Замена цеви

За ЕПЦ пројекте, простор за одржавање треба да буде укључен у план парцеле пре испоруке опреме.

14. Величина бојлера не треба да се заснива само на тренутним радним условима

Постројење ретко ради са тачно једним оптерећењем током читавог свог животног века.

Узмите у обзир:

Нормално оптерећење

Минимално оптерећење

Максимално оптерећење

Стартуп

Искључивање

Будуће повећање капацитета

На пример, бојлер дизајниран за оптерећење од 100% треба да се процени за стабилан рад при можда 50–60% оптерећења ако процес захтева честе прекиде.

Контролни систем и дизајн{0}}преноса топлоте стога треба да узму у обзир очекивани радни опсег.

15. Шта треба да буде укључено у РФК за ребоилер?

За тачну понуду наведите:

Процесни подаци

Процесна течност

Брзина протока

Композиција

Радни притисак

Пројектни притисак

Улазна температура

Излазна температура

Температура кључања

Стопа испаравања

Топлотни рад

Хеатинг Медиум

Пара / вруће уље / други медијум

Улазна температура

Излазна температура

Притисак

Брзина протока

Грејни{0}}средњи састав

Механички захтеви

Спецификација материјала

Код дизајна

Додатак за корозију

Фактор загађивања

Дозвољени пад притиска

Захтеви за инспекцију

Информације о пројекту

Локација инсталације

Ограничења простора

Захтеви за повезивање

Оперативна филозофија

Распоред испоруке

Захтеви за документацију

Што су ове информације потпуније, произвођач може прецизније да развије термички и механички дизајн.

Грејач ребојлера за хемијске и петрохемијске пројекте

За инжењерске пројекте, ребоилер не треба третирати као самосталну опрему.

Он директно ступа у интеракцију са:

Колона за дестилацију

Кондензатор

Доњи систем производа

Систем за храњење

Парни систем

Систем за хлађење

Процесни цевовод

Контролни систем

Промена у раду котла може утицати на цео процес одвајања.

Из тог разлога, Цхунлеи Цхемицал Мацхинери приступа пројектима ребојлера из перспективе комплетног процеса, а не само да производи{0}}посуду за пренос топлоте.

У зависности од захтева пројекта, Цхунлеи може подржати:

Процес{0}}процена дужности

Термички дизајн

Конфигурација опреме

Избор материјала

Механички дизајн

Фабрицатион

Инспекција

Фабричко тестирање

Испорука

Подршка за инсталацију

Подршка за пуштање у рад

Координација ЕПЦ пројекта

За веће хемијске и петрохемијске пројекте, Цхунлеи Цхемицал Мацхинери може интегрисати ребоилер са другом процесном опремом и пружити ширу инжењерску и ЕПЦ подршку.

Произвођач грејача бојлера: шта купци треба да упореде?

Када процењујете добављаче, немојте упоређивати понуде само по цени.

Упоредите:

Ово пружа много бољу основу за избор добављача него једноставно упоређивање најниже почетне цене.

Примене грејача за ребоилер

Прилагођени ребоилер грејач се може користити у процесима као што су:

Прерада нафте

Петрохемијска производња

Хемијско одвајање

Регенерација растварача

Фракционисање угљоводоника

Дестилациони системи

Прерада гаса

Фина хемијска производња

Системи термалних уља

Коначна конфигурација увек треба да се заснива на специфичном процесу, а не само на називу апликације.

ФАК

Која је главна функција грејача за ребоилер?

Његова главна функција је да обезбеди контролисану топлоту доњем делу процеса дестилације или сепарације, стварајући пару потребну за одвајање.

Која је разлика између бојлера и нормалног измењивача топлоте?

Нормални измењивач топлоте може једноставно пренети осетљиву топлоту између два флуида. Поновни бојлер је посебно дизајниран да обезбеди топлоту која изазива испаравање дела процесног флуида, чинећи двофазни ток и понашање кључања важним за дизајн.

Који тип бојлера да изаберем?

Котлови за воду, термосифон, принудна{0}}циркулација и бојлери са ложењем имају различите предности. Избор зависи од топлотног оптерећења, процесног флуида, захтева за циркулацију, пада притиска, загађења и радних услова.

Колика је величина грејача ребоилера?

Одређивање величине обично почиње са потребним топлотним оптерећењем, а затим узима у обзир температурну разлику,{0}}коефицијент преноса топлоте, допуштење запрљања, пад притиска, ток процеса и захтеве за испаравањем.

Да ли бојлер може бити прилагођен за рад на високим{0}}температурама?

Да. Конфигурација, материјали, површина{1}}преноса топлоте, оцена притиска и метод грејања могу се прилагодити у складу са условима процеса.

Може ли Цхунлеи Цхемицал Мацхинери производити прилагођене бојлере?

Да. Цхунлеи Цхемицал Мацхинери може да обезбеди прилагођени инжењеринг и производњу бојлера на основу података о процесима купца, механичких захтева и спецификација пројекта.

Да ли Цхунлеи пружа подршку ЕПЦ пројекту?

Да. У одговарајућим хемијским, петрохемијским и рафинеријским пројектима, Цхунлеи може да учествује осим у производњи опреме и да обезбеди инжењерску координацију, подршку за инсталацију, пуштање у рад и услуге везане за ЕПЦ{1}}.

Које информације треба да пошаљем када тражим понуду?

У најмању руку, обезбедите брзину протока процеса, састав течности, улазне/излазне услове, радни притисак, топлотни рад, захтев за испаравање и средње услове загревања{0}}. Додатне информације као што су материјали, фактор загађивања и применљиви стандарди ће побољшати тачност понуде.