EN
V moderných komerčných lodí sú doskové výmenníky tepla (PHE) základnou súčasťou chladiaceho okruhu a zohrávajú kľúčovú úlohu v centrálnej chladiacej sústave hlavného systému, chladení plášťa hlavnej motora, predhrievaní palivovej oleja a v zariadeniach na výrobu sladkej vody. Námorné podmienky však vyvádzajú tieto zariadenia do extrémnych podmienok: nepretržité vibrácie, interakcia s agresívnym prostredím morskej vody, vysoké tepelné cykly a trvalé bioznečistenie. Použitie nesprávneho PHE môže viesť k prestávkam v prevádzke lode, nákladom, stratám tepelnej účinnosti a predčasnému úniku. Od roku 2000 SME Group pomáha námornej priemyselnej oblasti viac ako 500 projektov ročne, vrátane projektov rekonštrukcie, údržby a opravy. Naša továreň v Nantongu s rozlohou 5 000 m² a tím viac ako 100 elektrotechnických a mechanických inžinierov ponúka certifikované riešenia podľa noriem ISO 9001, 14001 a 45001 (ANAB/IAF/UKAS) majiteľom lodí a prevádzkovateľom po celom svete. Aby ste sa vyhli takýmto frustáciám, v tomto sprievodcovi preberieme niektoré z najdôležitejších aspektov, ktoré je potrebné zohľadniť, aby váš doskový výmenník tepla dlho vydržal a dobre fungoval v extrémnych námorných podmienkach.
Výber materiálu dosky a odolnosť voči korózii
Životnosť PHE v morskom prostredí je takmer výhradne určená voľbou materiálu dosiek. Aplikácie chladené morskou vodou sú však najvhodnejšie pre titán (trieda 1 alebo 2) v dôsledku jeho vynikajúcej odolnosti voči puklinám a korozií v škárach spôsobeným chloridmi, aj pri vysokých teplotách. Počiatočné náklady na titán môžu byť vyššie, avšak tento materiál má v podstate nekonečnú životnosť, ak sa používa v morskej vode a plavidlo pláva v tropických alebo sladkovodno-morských oblastiach, kde sa zvyšujú rýchlosti korozií. V systémoch s čistou vodou alebo uzavretým okruhom (chladiaca voda / mazacia olej) sa často vyberajú štandardné typy ako 316L alebo korózne odolnejšia nehrdzavejúca oceľ 904L. Je však dôležité overiť odolnosť materiálu voči napäťovej korozií, najmä v prostredí s vysokým obsahom chloridov a pri občasných kontaktov s kontaminovanou morskou vodou. Naši technickí podporoví inžinieri plne pochádzajú požiadavku na analýzu tekutiny a posúdenie rizika korozií pred výberom materiálu dosiek, aby sa zabezpečilo, že materiál dosiek je vhodný pre dané prevádzkové podmienky každého plavidla v SME.
Typ tesnenia, kompatibilita elastomérov a prevencia únikov
Tesniace tesnenia sa považujú za najslabší článok doskového výmenníka tepla, pretože kompakcia pod tlakom môže ovplyvniť ich vlastnosti a počas tepelnej prevádzky ich môžu napadnúť teplo a chemikálie. Pre námorné aplikácie sa od materiálu tesnení vyžaduje odolnosť voči teplote a tlaku kvapaliny, ako aj vystavenie čistiacim prostriedkom, palivovým olejom a mazivám. Odolnosť tesnení z akrylonitril-butadiénového kaučuku (NBR) a etylén-propylén-diénového monoméru (EPDM) im umožňuje použitie pri úlohách s olejmi do strednej teploty a pri morskej vode a zmesiach vody s glykolom, respektívne. Ak teplota presiahne 150 °C, môžu byť potrebné tesnenia z Vitonu® (FKM) alebo špeciálne fluoroelastoméry. Okrem materiálov hraje dôležitú úlohu aj konštrukcia tesnení: lepené tesnenia sú veľmi tesné, no v teréne ich je ťažké vymeniť; tesnenia typu „clip-on“ alebo „snap-in“ sa v teréne ľahko vymenia, avšak môžu byť náchylné na posun spôsobený tepelným cyklením. Odporúča sa tiež použiť dvojité tesnenie na vstupných a výstupných prípojkách doskových výmenníkov tepla (PHE), aby sa vytvorila ďalšia bariéra medzi dvoma okruhmi kvapalín a zabránilo sa prenikaniu jednej kvapaliny do druhej. Technici servisných stredísk malých a stredných podnikov (SME) sú školení v správnom utiahnutí tesnení a v opatreniach proti úniku tesnení. To zabezpečuje spoľahlivý výkon, predlžuje životnosť opätovne inštalovaných tesnení a odkladá potrebu odstránenia krytu.
Konfigurácia toku, pokles tlaku a tepelný výkon
Tepelné a hydraulické vlastnosti výmenníka tepla s doskami (PHE) závisia od návrhu jeho dosiek, použitého uhla šikmo zvlnených líšt a usporiadania toku. Napríklad v námorných systémoch, kde je čerpadlová energia hlavnou prevádzkovou nákladovou položkou, by pri správnej voľbe PHE mala byť zohľadnená vzájomná súvislosť medzi tlakovou stratou čerpadla a účinnosťou prenosu tepla. Dosky so vysokým uhlom šikmo zvlnených líšt (zvyčajne 60°) vyvolávajú výraznú turbulenciu, čím zvyšujú koeficient prenosu tepla, avšak súvisiaca tlaková strata je vyššia. Naopak, dosky so slabým uhlom šikmo zvlnených líšt (približne 30°) vyvolávajú menšiu turbulenciu, čím sa znížia aj prenos tepla, aj tlaková strata. V mnohých prípadoch použitia morskej vody ako média v tepelnom výmenníku sa ako optimálny kompromis ukazuje skutočné kombinovanie dosiek so vysokým a nízkym uhlom šikmo zvlnených líšt na rovnakej rámovanej konštrukcii, čo sa označuje ako „zmiešané“ alebo „L/H“ usporiadanie. Okrem toho sa počet prechodov (jednoprechodové vs. viacprechodové usporiadanie) určuje podľa dostupného priestoru a požadovanej tlakovej straty. Viacprechodové usporiadania poskytujú väčší povrch pre prenos tepla, avšak zároveň sú zložitejšie a ťažšie čistiteľné. V spoločnosti SME používa náš inžiniersky tím softvér na tepelné modelovanie na simuláciu výkonu pri rôznych teplotách morskej vody a faktoroch znečistenia, aby sme zabezpečili, že čerpadlo nebude preťažené a aby boli splnené požadované tepelné zaťaženia vybraným PHE.
Údržba, prístup na čistenie a dostupnosť náhradných dielov
Medzi množstvom faktorov, ktoré je potrebné zohľadniť pri výbere výmenníka tepla s pevnými doskami (PHE) pre námorné použitie, najpraktickejším je pravdepodobne údržba. Lode sa nachádzajú vo vzdialenosti a je kritické, aby bolo možné tesnenia čistiť alebo vymieňať priamo na mieste rýchlo. Rám PHE by mal byť dostatočne pevný, aby zabezpečil stlačenie ďalších dosiek pri budúcich rozšíreniach; ďalšie kľúčové dosky by mali byť ľahko stlačiteľné predĺžením skrutiek a koncové dosky rámu by mali byť dostatočne pevné, aby odolali deformácii počas opakovaných operácií otvárania a zatvárania. Keďže morská voda je bežne potrebná na čistenie kvôli usadeninám a biologickému znečisteniu, PHE by mal mať aj pripojovacie body pre chemické čistiace obvody a balík dosiek by mal byť ľahko prístupný pre mechanické čistenie, čo je možné dosiahnuť pomocou vysokotlakových vodných prúdov. Najdôležitejšie je, aby dodávateľ mal náhradné dosky a tesnenia skladom, ktoré je možné rýchlo získať, a zároveň stanovil doby dodania a presnosť dávkovania. Máme kompletnú ponuku tesnení a dosiek pre najčastejšie používané veľkosti rámov a naša zásoba v Nantongu vám tiež umožní rýchlu dodávku tesnení a dosiek na lode v suchom doky alebo kotviacich na mori. 12-mesačná záruka na projektové služby zaisťuje prevádzkovateľom flotily pokoj vedomia, že služby spojené s projektom budú vykonané rýchlo a dokonale.
Výber vhodného výmenníka tepla s doskami na použitie v náročných námorných prostrediach je úloha, ktorá zahŕňa materiálovú vedu, tepelnú dynamiku a prevádzkovú logistiku. Kľúčovou stratégiou pre lodné spoločnosti, aby zabezpečili správne riešenie, je preskúmanie zliatin dosiek, kompatibility tesnení, hydraulického návrhu a údržby. SME Group je pre vás spoľahlivým partnerom pri tomto výbere vďaka svojmu dlhoročnému skúsenostiam v námornej technike a širokej službnej sieti po celom svete. Naším cieľom nie je len odstraňovať problémy, ale poskytovať riešenia pre výmenu tepla, ktoré spoľahlivo fungujú pri každej plavbe.