EN
В съвременните търговски кораби плочестите топлообменници (PHE) са основен компонент на охладителната верига и изпълняват жизненоважна роля в централната охладителна система на главния двигател, в охлаждането на водата в рубашката на главния двигател, в предварителното подгряване на горивното масло и в установките за производство на прясна вода. Морските условия обаче подлагат оборудването на екстремни условия: непрекъснати вибрации, взаимодействие с агресивната морска вода, високи термични цикли и хронично биообрастване. Използването на неподходящ PHE може да доведе до спиране на кораба от експлоатация, допълнителни разходи, загуба на термична ефективност и ранна течност. От 2000 г. SME Group подпомага морската индустрия с повече от 500 проекта годишно, включително модернизации, поддръжка и ремонт. Нашата фабрика в Нантон с площ 5 000 m² и екип от повече от 100 електро- и механични инженери предлагат сертифицирани решения по стандартите ISO 9001, 14001 и 45001 (ANAB/IAF/UKAS) за корабособственици и оператори по целия свят. За да ви помогнем да избегнете този вид неудобства, в настоящото ръководство ще обсъдим някои от най-важните фактори, които трябва да имате предвид, за да гарантирате дълъг срок на служба и добро функциониране на вашия плочест топлообменник в екстремните морски условия.
Избор на материала за плочата и корозионна устойчивост
Срокът на експлоатация на ПХЕ в морска среда може да се определя почти изцяло от избора на материала за плочите. Въпреки това приложенията с охлаждане чрез морска вода са най-добрите за титан (клас 1 или 2), благодарение на изключителната му устойчивост към питингова и цепнатинна корозия, предизвикана от хлориди, дори при висока температура. Първоначалната цена на титана може да е по-висока, но материалът има практически безкраен срок на експлоатация, ако приложението е свързано с морска вода и корабът работи в тропически или блатисти води, където скоростта на корозия е по-висока. В системи с прясна вода или затворен цикъл (охладителна вода/смазъчно масло) често се избират стандартни марки като 316L или по-устойчивата към корозия неръждаема стомана 904L. Важно е обаче да се провери устойчивостта на материала към корозионно-индуктирано пукане под напрежение, особено при високи концентрации на хлориди и периодично замърсяване с морска вода. Инженерите от техническата ни поддръжка напълно разбират необходимостта от анализ на течността и оценка на риска от корозия преди избора на материала за плочите, за да се гарантира, че избраният материал е подходящ за конкретните експлоатационни условия на всеки кораб в SME.
Тип на уплътнението, съвместимост с еластомери и предотвратяване на изтичане
Уплътненията се считат за най-слабото звено на плочест топлообменник, тъй като компресията под налягане може да повлияе върху техните свойства и те могат да бъдат подложени на термично и химическо въздействие по време на експлоатация. За морски приложения материалът на уплътненията трябва да е устойчив към температурата и налягането на течността, както и към излагане на почистващи химикали, горивни масла и смазочни материали. Устойчивостта на уплътнения от нитрилна гума (NBR) и от етилен-пропилен-диенов мономер (EPDM) позволява тяхното използване съответно при задачи, свързани с масло до умерени температури, и за морска вода и водно-гликолни смеси. Ако температурата надвиши 150 °C, може да се наложи използването на Viton® (FKM) или специални флуорокарбонови еластомери. Освен материала, важна роля играе и конструкцията на уплътнението: залепените уплътнения са изключително плътни, но трудни за замяна на място; уплътненията тип клип или за щракване лесно се заменят на място, но могат да се изместват поради термични цикли. Препоръчва се също така използването на двойно уплътнение на входните и изходните отвори на топлообменниците, за да се осигури допълнителна бариера между двете течностни контура и да се предотврати кръстосаното замърсяване. Техниците на МСП са обучени как да прилагат правилния момент на стягане върху уплътнения и как да предотвратяват течове. Това гарантира надеждна работа, удължава живота на повторно монтираните уплътнения и отлага необходимостта от демонтаж на капака.
Конфигурация на потока, пад на налягането и топлинна ефективност
Топлинните и хидравличните характеристики на плочест топлообменник зависят от конструкцията на плочите му, ъгъла на ромбовидната структура и схемата на течението. Например в морските системи, където енергията за помпене представлява основна експлоатационна разхода, правилният подбор на плочест топлообменник трябва да взема предвид връзката между налягането, загубено при помпене, и ефективността на топлопреминаването. Плочите с голям ромбовиден ъгъл (обикновено 60°) създават значителна турбулентност, което осигурява по-висок коефициент на топлопреминаване, но и по-голяма загуба на налягане. Обратно, плочите с малък ромбовиден ъгъл (приблизително 30°) пораждат по-малка турбулентност, намалявайки както топлопреминаването, така и загубата на налягане. При много случаи на използване на морска вода като топлоносител действителната комбинация от плочи с голям и малък ромбовиден ъгъл в един и същ рамка – наречена „смесена“ или „L/H“ конфигурация – представлява оптимален компромис. Освен това броят на проходите (единичен проход срещу многопроходна схема) трябва да се определи според наличното пространство и желаната загуба на налягане. Многопроходните конфигурации осигуряват по-голяма повърхност за топлопреминаване, но усложняват конструкцията и затрудняват почистването. В SME инженерният ни екип използва софтуер за топлинно моделиране, за да симулира работата при различни температури на морската вода и различни фактори на замърсяване, за да се гарантира, че помпата няма да бъде претоварена и че избраната PHE ще изпълни зададената топлинна мощност.
Поддръжка, достъп за почистване и наличност на резервни части
Сред многото фактори, които трябва да се вземат предвид при избора на плочест топлообменник (PHE) за морски услуги, най-практичният вероятно е поддръжката. Корабите са на голямо разстояние и е от решаващо значение да е възможно бързо почистване или замяна на уплътненията на място. Рамката на PHE трябва да е достатъчно здрава, за да осигури компресия на другите плочи при бъдещо разширение; допълнителните ключови плочи трябва да се компресират лесно чрез удължаване на стягащите болтове, а крайните плочи на рамката трябва да са достатъчно здрави, за да противостоят на деформация при многократно отваряне и затваряне. Тъй като морската вода е редовна необходимост за почистване поради натрупване на накип и биообрасък, PHE трябва да е оборудван с присъединителни точки за химически почистващи контури, а пакетът от плочи трябва да е леснодостъпен за механично почистване – което може да се осъществи чрез струи вода под високо налягане. Най-важното е доставчикът да има резервни плочи и уплътнения на склад, които могат бързо да се набавят, и да гарантира точни срокове за доставка и съответствие на партидите. Разполагаме с пълен асортимент от уплътнения и плочи за най-често използваните размери на рамки, а нашият склад в Нантон може да осигури бърза доставка на уплътнения и плочи на кораби в док или на котва. 12-месечната гаранция за проектни услуги осигурява спокойствие на флота, че обслужването на проекта ще бъде извършено бързо и безупречно.
Изборът на подходящия пластинчат топлообменник за използване в тежки морски среди е задача, която включва материалознание, термодинамика и оперативна логистика. Ключова стратегия за корабовладелците, за да се уверят, че получават правилното решение, е да прегледат сплавите на пластините, съвместимостта на уплътненията, хидравличния дизайн и поддържането. SME Group лесно може да бъде ваш надежден партньор в този процес на избор благодарение на многогодишния си опит в морското инженерство и обширната си услуга по целия свят. Нашата цел не е просто да отстраняваме проблеми, а да предоставяме решения за топлообмен, които работят надеждно при всяко пътуване.