Trong những năm gần đây, số lượng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng phổ biến. Việc tập chung vào những sai lầm khi lựa chọn vật liệu là cần thiết để tránh những sai sót.
1. Lựa chọn kích thước đầu nối Noozle:
Thông thường vận tốc dòng chảy đạt 5.5 m/s. Nếu vận tốc lớn hơn thì thông thường các phần mềm PHE sẽ đưa ra model lớn hơn. Vận tốc dòng chảy đạt tiêu chuẩn trong đường ống là 2-2.5 m/s. Vì vậy không nên chọn kích thước PHE theo kích thước đường ống, hãy kiểm tra vận tốc dòng chảy Noozle!
2. Fouling Factor
Là chủ đề được thảo luận từ rất lâu. Giá trị FF của PHE phải đạt 1/10 đối với thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống (Shell & Tube) theo tiêu chuẩn API 662. Hầu hết các kỹ sư đều cảm thấy bối rối khi lựa chọn hệ số FF cho PHE. Những nghiên cứu cho thấy giá trị này không có nhiều ý nghĩa đối với PHE mà kết quả chủ yếu được thể hiện qua margin của thiết bị.
3. Số lượng tấm trao đổi nhiệt
Phải được quan tâm vì liên quan tới bảo trì bảo dưỡng. Nếu cố gắng chọn model thấp để giảm chi phí Frame sẽ làm số lượng tấm tăng lên, ví dụ với 400 tấm thì sẽ khó trong quá trình đóng mở để bảo dưỡng
4. Kích thước của rãnh trao đổi nhiệt
Thường xuyên chọn dưới định mức yêu cầu. Độ rộng rãnh là 2.2mm sẽ có độ truyền nhiệt lớn hơn độ rộng rãnh 4.4mm, tuy nhiên rãnh có độ rộng lớn sẽ cho tuổi thọ cao hơn.
5. Độ sụt áp thiết bị trao đổi nhiệt (Pressure drop)
Là yếu tố quyết định tới hệ số truyền nhiệt. Trong tính toán, giá trị này quyết định lớn tới diện tích tấm yêu cầu. Đối với PHE giá trị này thường là 0.7 bar. Trước khi tính toán hãy kiểm tra kỹ xem hệ số DP có thể tăng được hay không.
6. Vật liệu tấm trao đổi nhiệt
Liên quan tới tính chất của chất lỏng. Thép hợp kim (stainless steel_STS316, STS304, STS316L) thường phổ biến khi sử dụng với nước, nhưng nồng độ Chloride (ppm) phải được tính toán cụ thể. Nước lợ (nước có hàm lượng muối lớn hơn nước ngọt nhưng nhỏ hơn nước biển (0,5 – 10 gr/l) cần vật liệu tấm trao đổi nhiệt là SMO254 trong khi nước biển yêu cầu vật liệu tấm trao đổi nhiệt là Titan!
7. Vật liệu Gasket (gioăng cao su)
Là điểm yếu của PHE đặc biệt trong các ứng dụng đặc biệt (ví dụ trong ngành dược phẩm). Cố gắng tìm kiếm một gasket phù hợp với tất cả chất lỏng là không hề dễ. Các loại gasket phổ biến là Viton® FKM, EPDM, Silicone, NBR etc.
8. Thu hồi nhiệt
Là một trong lý do sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhiều hơn các thiết bị khác: Dòng chảy ngược chiều, LMTD=1 etc.
LMTD được định nghĩa bởi phương trình logarithmic sau:
LMTD = (ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1-ΔT2)
Trong đó ΔT1 là nhiệt độ chênh lệch giữa hai dòng tại đầu 1, and ΔT2 là chênh lệch nhiệt độ giữa hai dòng tại đầu 2. Với định nghĩa này, LMTD có thể được sử dụng để tính toán nhiệt lượng truyền dẫn trong thiết bị trao đổi nhiệt:
Q=U.A.LMTD
Q là nhiệt lượng truyền dẫn (W), U là hệ số trao đổi nhiệt (W/m2.C), và A là diện tích truyền nhiệt.
Nếu không phải sử dụng trong hệ thống làm mát trung tâm, những ứng dụng PHE trong công nghiệp thường có tỷ lệ LMTD khoảng bằng 5.
9. Sử dụng đồng thời các tấm có góc chevron khác nhau
Sẽ giúp đạt được NTU với diện tích tấm trao đổi nhiệt nhỏ. Tuy nhiên hãy nghĩ tới việc trộn các tấm trao đổi nhiệt với nhau có ảnh hưởng tới quá trình bảo trì thiết bị? Ví dụ tỷ lệ trộn lẫn giữa số lượng tấm có góc H và L là 72/28 so với tỷ lệ 50/50. Rõ ràng khi bảo dưỡng thì tỷ lệ 50/50 sẽ là thuận tiện hơn.
10. Code thiết kế:
Trong các ứng dụng về Oil & Gas thường yêu cầu ASME VIII Div.1 với U stamp và nozzle được tính toán theo các điều kiện của API 662 table 2. Trong thiết kế PHE những yêu cầu này đòi hỏi chi phí vật liệu cao hơn (SA-516 Gr.70 for frame, SA-193 Gr.B7 for bolts, SA-194 Gr. 2H nuts etc.) so với yêu cầu chỉ thiết kế theo tiêu chuẩn ASME VIII Div. mà không cần có U stamp.
(nguồn : linkedin)
Leave a Reply