EN
V moderních obchodních lodích jsou deskové výměníky tepla (PHE) základní součástí chladicího okruhu a hrají klíčovou roli v centrálním chlazení hlavního systému, chlazení pláště hlavního motoru, předehřívání palivového oleje a zařízeních pro výrobu sladké vody. Námořní podmínky však vyžadují od zařízení extrémní výkonnost: neustálé vibrace, interakce s agresivním prostředím mořské vody, vysoké tepelné cykly a chronické bioznečení. Použití nevhodného PHE může vést ke ztrátě provozní doby lodě, nákladům, snížení tepelné účinnosti a předčasnému úniku. Od roku 2000 SME Group podporuje námořní průmysl více než 500 projekty ročně, včetně retrofitových, údržbových a opravných projektů. Naše továrna o rozloze 5 000 m² v Nantongu a tým více než 100 elektrotechnických a strojních inženýrů poskytují lodním společnostem a provozovatelům po celém světě řešení certifikovaná podle ISO 9001, 14001 a 45001 (ANAB/IAF/UKAS). Abychom vám pomohli vyhnout se takovým potížím, v této příručce probereme některé z nejdůležitějších faktorů, které je třeba zohlednit, abyste zajistili dlouhou životnost a spolehlivý provoz vašeho deskového výměníku tepla v extrémních námořních podmínkách.
Výběr materiálu desky a odolnost proti korozi
Životnost PHE v námořním prostředí je téměř výhradně určena výběrem materiálu desek. Aplikace s chlazením mořskou vodou jsou však nejvhodnější pro titan (třída 1 nebo 2) díky jeho vynikající odolnosti proti puklinové korozi a korozí v štěrbinách vyvolané chloridy, a to i při vysokých teplotách. Počáteční náklady na titan mohou být vyšší, avšak tento materiál má v podstatě nekonečnou životnost, pokud je použit v prostředí mořské vody a plavidlo pluje v tropických nebo brakických vodách, kde jsou rychlosti koroze zvýšené. V systémech s čistou vodou nebo uzavřeným okruhem (chlazení pláště / mazací olej) se často používají standardní materiály, jako je nerezová ocel 316L nebo vysoce korozivzdorná nerezová ocel 904L. Je však důležité ověřit odolnost materiálu proti napěťově koroznímu trhání, zejména v prostředích s vysokým obsahem chloridů a při občasném styku s kontaminovanou mořskou vodou. Naši techničtí podporoví inženýři plně rozumí požadavku provést analýzu tekutiny a posouzení rizika koroze před výběrem materiálu desek, aby bylo zajištěno, že zvolený materiál desek odpovídá konkrétním provozním podmínkám každého plavidla u SME.
Typ těsnění, kompatibilita elastomerů a prevence úniku
Těsnění jsou považována za nejslabší část deskového výměníku tepla, protože tlakové zatížení může ovlivnit jejich vlastnosti a během tepelného provozu mohou být poškozena vlivem tepla a chemikálií. Pro námořní aplikace musí materiál těsnění odolávat teplotě a tlaku tekutiny, stejně jako expozici čisticím prostředkům, palivovým olejům a mazivům. Odolnost těsnění z nitrilového kaučuku (NBR) a těsnění z ethylen-propylen-dien-monomeru (EPDM) umožňuje jejich použití při úkolech souvisejících s oleji do střední teploty, resp. pro mořskou vodu a směsi vody s glykolem. Pokud teplota překročí 150 °C, může být nutné použít těsnění z Vitonu® (FKM) nebo speciálních fluorouhlíkových elastomerů. Kromě materiálu hraje důležitou roli i konstrukce těsnění: lepená těsnění jsou velmi těsná, ale v terénu je obtížné je vyměnit; těsnění typu clip-on nebo snap-in lze v terénu snadno vyměnit, avšak mohou být náchylná k posunutí způsobenému tepelným cyklováním. Dále se doporučuje použít dvojité těsnění na vstupních a výstupních přípojkách deskových výměníků tepla (PHE), aby byla vytvořena další bariéra mezi dvěma okruhy tekutin a zabránilo se tak křížové kontaminaci. Servisní technici malých a středních podniků (SME) jsou školeni v postupu utahování těsnění a v opatřeních proti úniku těsnění. To zajišťuje spolehlivý provoz, prodlužuje životnost opakovaně montovaných těsnění a oddaluje nutnost demontáže krytu.
Konfigurace toku, tlakový spád a tepelný výkon
Tepelné a hydraulické vlastnosti deskového výměníku tepla závisí na konstrukci jeho desek, úhlu vlnitosti a uspořádání proudění. Například v námořních systémech, kde je čerpadlová energie hlavní provozní nákladovou položkou, je při výběru vhodného deskového výměníku tepla nutné zohlednit vztah mezi tlakovou ztrátou čerpadla a účinností přenosu tepla. Desky s vysokou vlnitostí (obvykle úhel 60°) vyvolávají významnou turbulenci, což zlepšuje koeficient přenosu tepla, avšak současně zvyšuje tlakovou ztrátu. Naopak desky s nízkou vlnitostí (přibližně 30°) vyvolávají menší turbulenci, čímž snižují jak přenos tepla, tak tlakovou ztrátu. U mnoha aplikací mořské vody jako prostředku pro výměnu tepla se jako optimální kompromis ukázalo skutečné kombinování desek s vysokou a nízkou vlnitostí na stejném rámu, tzv. „smíšené“ nebo „L/H“ uspořádání. Kromě toho je nutné určit počet průchodů (jednoprávní versus víceprůchodové uspořádání) podle dostupného prostoru a požadované tlakové ztráty. Víceprůchodová uspořádání poskytnou větší povrch pro přenos tepla, avšak zároveň jsou složitější a obtížněji čistitelná. Ve společnosti SME používá náš inženýrský tým softwarové nástroje pro tepelné modelování k simulaci výkonu za různých teplot mořské vody a faktorů znečištění, aby bylo zajištěno, že čerpadlo nebude přetíženo, a aby byla s vybraným deskovým výměníkem tepla dosažena požadovaná tepelná zátěž.
Údržba, přístup pro čištění a dostupnost náhradních dílů
Mezi mnoha faktory, které je třeba zvážit při výběru výměníku tepla s deskovou konstrukcí (PHE) pro námořní provoz, je nejspíše nejpraktičtějším udržovatelnost. Lodě se nacházejí ve vzdálenosti a je kriticky důležité být schopni těsnění čistit nebo vyměňovat přímo na místě rychle. Rám PHE musí být dostatečně pevný, aby umožnil stlačení dalších desek při budoucím rozšiřování; klíčové desky by měly být snadno stlačitelné prodloužením táhlových šroubů a koncové desky rámu musí být dostatečně pevné, aby odolaly deformaci při opakovaném otevírání a uzavírání. Protože mořská voda je kvůli vodnímu kameni a biologickému osídlení pravidelně potřebná pro čištění, musí být PHE vybaveno připojovacími body pro obvody chemického čištění a balík desek musí být snadno přístupný pro mechanické čištění, což lze dosáhnout pomocí vodních trysk vysokého tlaku. Nejdůležitější je, aby dodavatel měl náhradní desky a těsnění skladem, aby byly rychle dostupné, a aby stanovil předem doby dodání a přesnost dávkování. Nabízíme kompletní řadu těsnění a desek pro nejčastěji používané rozměry rámu a naše skladové zásoby v Nantongu umožňují rychlou dodávku těsnění a desek na lodě v suchém dokování nebo kotvě. 12měsíční záruka na projektové služby zaručuje provozovatelům lodních flotil klid, že služby související s projektem budou provedeny rychle a dokonale.
Výběr správního deskového výměníku tepla pro použití v náročném mořském prostředí je úkol, který zahrnuje materiálovou vědu, tepelnou dynamiku a provozní logistiku. Klíčovou strategií pro lodní společnosti, jak zajistit vhodné řešení, je posouzení slitin desek, kompatibility těsnění, hydraulického návrhu a údržby. SME Group je pro vás snadno důvěryhodným partnerem při tomto výběru díky mnohaleté zkušenosti v oblasti námořního inženýrství a široké síti služeb po celém světě. Naším cílem není jen odstraňovat problémy, ale dodávat řešení pro výměnu tepla, která spolehlivě fungují při každé plavbě.