垂直めっきライン用の非標準 PTFE 熱交換器を定義するパラメータは何ですか?{0}

デザインを推進する垂直ジオメトリ

幅0.8m、深さ0.6m、高さ2.5mのタンクを垂直めっきラインで稼働させます。ワークピースはフライトバー上のタンク内を垂直に移動し、熱交換器に利用できるスペースは 2 つの狭い側壁に限定されます。熱交換器に使用できる設置面積は 0.4 m x 0.4 m、使用可能な高さは 2.0 m です。

標準的な水平コイル バンドルには 1.2 m x 0.3 m の設置面積が必要ですが、これは垂直タンクには収まりません。非標準の設計が必要です。-

非標準設計では、一方の側壁に取り付けられた垂直バンドルが使用されます。-バンドルの設置面積は 0.35 m x 0.35 m、高さは 1.8 m です。チューブは垂直に走行し、プロセス流体は自然対流または撹拌流によってバンドル内を上向きに流れます。

垂直バンドル構成

垂直バンドル構成には、垂直めっきラインにとっていくつかの利点があります。垂直方向に配置すると、バンドルを狭い側壁スペースに収めることができます。垂直なチューブの走行により、加熱された流体がチューブに沿って上昇し、自然対流が促進され、熱伝達が向上します。また、垂直方向の配置により、凝縮水を供給側から自由に排出できるため、水平型の蒸気コイルで発生する可能性のあるウォーターハンマーが防止されます。

垂直バンドルにはいくつかの欠点があります。垂直のチューブ配管では、同じ表面積に対してより高い束が必要ですが、利用可能な高さに収まらない場合があります。また、垂直方向に配置すると、上部チューブのプロセス流体速度が低下し、その領域の熱伝達係数が低下します。

表面積とチューブ数

垂直めっきライン熱交換器の表面積は、熱負荷と熱流束の制限によって決まります。熱負荷が 5 kW、熱流束制限が 0.8 W/cm2 のタンクの場合、必要な表面積は 6.3 m2 です。

外径 6.35 mm、壁厚 0.6 mm のチューブの場合、チューブの 1 メートルあたりの表面積は 0.0199 m2/m です。表面積が 6.3 平方メートルの場合、チューブの全長は約 317 メートルになります。

束の高さが 1.8 m の場合、1 パスあたりのチューブの長さは 1.8 m です。チューブパスの数は 317 / 1.8=176. バンドル内のチューブ数は、設置面積とチューブ間隔によって決まります。設置面積が 0.35 m x 0.35 m、チューブ間隔が 12 mm の場合、1 列あたりのチューブ数は約 29、列数は約 29 です。チューブの合計数は約 840 です。

縦型メッキライン熱交換器の特徴は、チューブ数が多くチューブ直径が小さいことです。限られた設置面積内で表面積を達成するには、小さな直径が必要です。

チューブの材質と肉厚

垂直めっきライン熱交換器のチューブ材質は、プロセス化学に基づいて選択する必要があります。酸メッキ浴の場合、PTFE が標準材料です。アルカリ性浴の場合は、PTFE または PVDF を使用できます。

壁の厚さは 0.5 ～ 0.7 mm である必要があります。壁が薄くなると、熱抵抗と壁温度が低下しますが、機械的強度と取り扱いによる損傷に対する耐性も低下します。 0.6 mm の壁により、熱性能と機械的耐久性のバランスが取れています。

接続位置と設計

垂直めっきライン熱交換器の接続は、使用流体が入り、凝縮水が排出できるように、バンドルの上部に配置する必要があります。プロセス流体がバンドル内を上方に流れるように、プロセス流体接続はバンドルの底部と上部に配置する必要があります。

接続サイズは、流量と圧力損失に応じたサイズにする必要があります。使用流体流量が 5 m3/h、圧力降下制限が 20 kPa の場合、接続サイズは 1 インチです。プロセス流体流量が 10 m3/h、圧力降下制限が 15 kPa の場合、接続サイズは 1.5 インチです。

熱サイクルに対応できるよう、接続部には高回復ガ​​スケットを使用してフランジを付ける必要があります。{0}フランジ定格は、使用流体圧力に対して適切である必要があります。

サポートと取り付けの設計

垂直めっきライン熱交換器のサポート設計では、ワークの移動を妨げずにバンドルをタンクの壁に取り付けることができる必要があります。サポートは、バンドルを正しい高さと位置合わせに配置できるように調整できる必要があります。

サポートはバンドルの熱膨張に対応する必要があります。バンドルの上部にあるスライド サポートまたは柔軟な接続により、タンクの壁や接続部にストレスを与えることなくバンドルを伸縮させることができます。

取り付けは、タンクや配管を分解せずに、洗浄または交換のためにバンドルを取り外せるように設計する必要があります。接続部のクイック取り外しフィッティングとバンドル上部のリフティングアイにより、取り外しが容易になります。-

制御および監視の規定

垂直めっきライン熱交換器の制御規定には、プロセス出口の温度センサーとめっきゾーンの温度センサーを含める必要があります。 2 つのセンサーの差により、熱伝達性能と汚れ率がわかります。

サービス側の圧力降下センサーは、凝縮水の排出と非凝縮性ガスの蓄積を示します。{0}}プロセス側の流量センサーは、流量と熱伝達性能を示します。

制御システムはバス温度を±1 度以内に維持できる必要があります。厳密な温度制御には、微分動作を備えた PID コントローラーをお勧めします。

仕様チェックリスト

次の表は、垂直めっきライン用の非標準 PTFE 熱交換器の仕様パラメータをまとめたものです。{0}

コストの見積もり

垂直めっきライン用の非標準 PTFE 熱交換器のコストは、表面積、チューブの材質、接続と制御の規定によって異なります。{0} PTFE チューブ、フランジ接続、温度および圧力センサーを備えた 6.3 m² のユニットの場合、資本コストは約 22,000 ～ 28,000 ドルです。

年間のメンテナンス費用は、洗浄、ガスケットの交換、センサーの校正を含めて約 1,500 ～ 2,500 ドルです。適切なメンテナンスを行った場合、耐用年数は 8 ～ 12 年と見込まれます。

非標準設計を垂直線の要件に適合させる-

垂直めっきライン用の非標準 PTFE 熱交換器は、実際のタンク寸法、利用可能な設置面積、プロセス要件に基づいて指定する必要があります。-垂直バンドル構成、小さなチューブ直径、および多数のチューブ数が、非標準設計の特徴です。-。

-非標準設計により、ワークの移動を妨げることなく、熱交換器を垂直線の限られたスペースに収めることができます。また、垂直方向の配置により、自然対流と凝縮水の排水が促進され、熱伝達が向上し、ウォーターハンマーのリスクが軽減されます。

PTFE 熱交換器オプションを評価する垂直めっきライン施設の場合、非標準設計を調達文書に指定し、試運転時に検証する必要があります。{0}メーカーが提供するデフォルト構成は、垂直タンクに適合しない水平ユニットである場合があり、その結果、設置に大幅な変更が必要になる場合があります。

垂直めっきラインやその他のスペースに制約のあるサービスの PTFE 熱交換器の仕様を評価する機器エンジニアや調達専門家は、タンクの寸法、利用可能な設置面積、熱負荷、表面積、チューブの形状、接続位置、サポート設計を対象とした設計レビューをリクエストして、ユニットが実際の垂直ラインの要件と施設のコスト構造に適合していることを確認できます。{0}