เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นที่มีซีลกับแบบเชื่อมด้วยโลหะผสม: ต่างกันอย่างไร?

สำหรับการใช้งานในภาคเรือหรืออุตสาหกรรมที่ต้องการระบบจัดการความร้อน การตัดสินใจครั้งสำคัญที่วิศวกรต้องทำคือการเลือกระหว่างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นพร้อมซีลยางและแบบแผ่นเชื่อมด้วยโลหะผสม ทั้งสองเทคโนโลยีนี้ทำงานตามหลักการถ่ายเทความร้อนแบบเดียวกัน คือใช้ชุดของแผ่นโลหะที่มีลักษณะเป็นร่องคลื่น ซึ่งของไหลทั้งสองชนิดไหลผ่านช่องว่างระหว่างแผ่นเหล่านี้ในทิศทางตรงข้ามกัน เพื่อให้เกิดการถ่ายเทความร้อนระหว่างกัน อย่างไรก็ตาม โครงสร้าง การออกแบบ และขีดจำกัดในการใช้งานนั้นแตกต่างกัน ที่ SME ซึ่งดำเนินงานมากกว่า 500 โครงการต่อปี และให้บริการอะไหล่และบริการสนับสนุนแก่เรือมากกว่า 1,000 ลำ เราได้ประสบผลลัพธ์จากการระบุประเภทของ PHE ที่ไม่เหมาะสมมาแล้วหลายกรณี คู่มือนี้จะช่วยลดความซับซ้อนของตัวเลือกต่าง ๆ เพื่อให้เทคโนโลยีที่เลือกสอดคล้องกับความเป็นจริงของการใช้งานบนเรือของท่าน

โครงสร้างและความแข็งแรงเชิงกายภาพ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นพร้อมซีลยาง: ประกอบด้วยโครงสร้าง (แผ่นปลายคงที่และแผ่นปลายเคลื่อนได้) ซึ่งมีชุดของแผ่นลูกฟูกถูกบีบอัดด้วยสลักเกลียวสำหรับการยึดแน่น แต่ละแผ่นมีซีลยางชนิดยืดหยุ่นติดอยู่ เพื่อแยกช่องทางไหลของของเหลว และควบคุมให้ของเหลวไหลผ่านช่องทางสลับกัน สามารถเพิ่มหรือลดจำนวนแผ่นได้อย่างสะดวก ทั้งแผ่นและซีลจะถูกยึดและรับแรงดึงด้วยโมเมนต์บิดที่สูง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นเชื่อมแข็ง: ไม่มีโครงสร้างภายนอก ไม่มีสลักเกลียว และไม่มีซีลที่ถอดออกได้ แต่ใช้วิธีนำแผ่นหลายแผ่นมาจัดเรียงกันแล้วเชื่อมแข็งในบรรยากาศสุญญากาศ โดยใช้วัสดุเชื่อมที่มีทองแดงหรือไนโคลเป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งจะแข็งตัวและประสานผิวสัมผัสระหว่างแผ่นเข้าด้วยกันอย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้ได้ชิ้นงานสุดท้ายเป็นก้อนแข็งทึบโดยไม่มีซีลยางยืดหยุ่นใดๆ และปิดสนิทแน่นหนาจากบรรยากาศภายนอกอย่างสมบูรณ์ จึงมีขนาดและน้ำหนักน้อยกว่าแบบที่ใช้ซีลยาง สำหรับค่ากำลังการใช้งานที่เท่ากัน

ขีดจำกัดในการใช้งาน: ความดันและอุณหภูมิ

หน่วยที่เชื่อมด้วยการประสานโลหะมักสามารถรับแรงดันได้สูงกว่ามาก โดยอยู่ในช่วง 30 ถึง 45 บาร์ และอุณหภูมิได้ถึง 200°C หรือสูงกว่านั้น โดยรุ่นที่ใช้การประสานด้วยนิกเกิลไม่มีซีลยางยืดหยุ่นใดๆ ที่อาจถูกดันออกหรือเสียหาย จึงเหมาะสำหรับระบบที่ต้องการความทนทานสูง เช่น วงจรสารทำความเย็น น้ำมันไฮดรอลิกแรงดันสูง และระบบกู้คืนความร้อนจากเครื่องยนต์บนเรือลำใหม่

ข้อจำกัดของหน่วยที่ใช้ปะเก็นขึ้นอยู่กับวัสดุของปะเก็นเป็นหลัก: ทีมวิศวกรผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางของเราเลือกใช้ปะเก็นชนิด NBR, EPDM และ FKM ซึ่งมีช่วงอุณหภูมิในการใช้งานตั้งแต่ -15°C ไปจนถึงมากกว่า 150°C และมีค่าแรงดันสูงสุดสำหรับอุปกรณ์ทางทะเลที่ใช้ปะเก็นอยู่ที่ประมาณ 25 บาร์หรือสูงกว่า ค่าแรงดันนี้เพียงพอสำหรับงานระบายความร้อนด้วยน้ำทะเลแบบมาตรฐาน และโดยทั่วไปก็เพียงพอสำหรับเครื่องผลิตน้ำจืดแบบมาตรฐานและระบบหล่อลื่นน้ำมันบนเรือส่วนใหญ่ แต่ไม่สามารถใช้งานเกินแรงดันที่ระบุไว้ได้เมื่อใช้ผลิตภัณฑ์ทางทะเลที่ใช้ปะเก็น

การบำรุงรักษา การทำความสะอาด และความสะดวกในการให้บริการ

นี่คือจุดที่แนวทางทั้งสองแตกต่างกันอย่างชัดเจนมาก ซึ่งมักจะทำให้เจ้าของเรือให้ความสำคัญกับประเด็นนี้เหนือสิ่งอื่นใด

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบใช้ซีลยางสามารถบำรุงรักษาได้ตามการออกแบบ เมื่อเกิดการสะสมคราบสิ่งสกปรก (และในแวดวงเดินเรือ การสะสมคราบสิ่งสกปรกเกิดขึ้นเมื่อน้ำทะเล คราบตะกรัน หรือสารตกค้างจากน้ำมันหนักเกาะบนพื้นผิว — ไม่ใช่คำถามว่าจะเกิดหรือไม่ แต่เป็นคำถามว่าจะเกิดเมื่อใด) หน่วยงานดังกล่าวจะถูกคลายสลักออก แผ่นโลหะสามารถแยกออกจากกันได้ และซีลยางสามารถถอดออกได้ แผ่นโลหะแต่ละแผ่นสามารถทำความสะอาดได้ทั้งแบบกลไกหรือเคมี และซีลยางสามารถเปลี่ยนใหม่ได้ นี่คือเหตุผลที่ SME มีโรงงานซ่อมบำรุงและทีมงานประจำสถานที่ เพื่อให้สามารถดำเนินการเปลี่ยนซีลยาง ทำความสะอาดแผ่นโลหะ และติดตั้งใหม่ทั้งหมดเพื่อฟื้นฟูประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบใช้ซีลยางให้กลับมาอยู่ที่ระดับ 95% หรือมากกว่าของค่าออกแบบเดิม นอกจากนี้ ท่านยังสามารถเปลี่ยนชนิดของซีลยางได้ หากเงื่อนไขการใช้งานหรือสื่อที่ไหลผ่านเปลี่ยนแปลงไป

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบบราซิ่งเป็นแบบใช้แล้วทิ้ง ไม่สามารถถอดประกอบเพื่อทำความสะอาดช่องทางระหว่างแผ่นได้ การถอดประกอบหน่วย PHE แบบบราซิ่งไม่สามารถทำได้ และการล้างภายในด้วยสารเคมีทำความสะอาดที่ไหลเวียนผ่านหน่วยอาจลองทำได้ แต่อาจไม่สามารถขจัดคราบตะกรันหรือคราบคาร์บอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อเสียหลักของหน่วย PHE แบบบราซิ่งคือ หากหน่วยเกิดอุดตันจากคราบตะกรันหรือสิ่งสกปรก หรือช่องทางหนึ่งเสียหายเนื่องจากการขยายตัวและหดตัวจากความร้อนซ้ำๆ หรือการกัดกร่อนตามกาลเวลา วิธีแก้ไขเพียงอย่างเดียวคือการซื้อหน่วยใหม่ ซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายสูงมาก โดยเฉพาะหน่วยบราซิ่งขนาดใหญ่ หรือหากต้องรอเวลานานในการจัดหาอุปกรณ์ใหม่ ทำให้เรือลำนั้นไม่สามารถเข้ารับบริการได้ทันที

ความเสี่ยงของการรั่วไหลและการปนเปื้อนข้าม

สําหรับ pHE แบบใช้จอยต์ การรั่วซึมในช่วงแรกมักเป็นการรั่วเล็กน้อยสู่ภายนอก - คุณจะเห็นของเหลวหยดจากโครงก่อนที่ของไหลสองสายจะปนเปื้อนกันอย่างรุนแรง การออกแบบจอยต์แบบคู่เป็นอีกทางเลือกสำหรับการใช้งานสำคัญที่ต้องการให้สื่อทั้งสองแยกจากกันอย่างแท้จริง (น้ำมัน น้ำทะเล) ต้องยอมรับว่าเพื่อให้จอยต์ 'ตัวที่สอง' ทำงานได้จริง ไม่ควรรอจนกว่าจอยต์จะระเบิดแตกทั้งหมด หากจอยต์เกิดขัดข้อง สามารถเปลี่ยนได้ในสถานที่

ในสภาพแวดล้อมหลากหลายประเภท brazed PHE การรั่วซึมภายในจากช่องหนึ่งไปยังอีกช่องหนึ่ง (การกัดกร่อนรูเข็มหรือรอยแตก) จะทำให้สื่อกระบวนการปนเปื้อนกันโดยผู้ปฏิบัติงานไม่สังเกตเห็นการรั่วที่หน้าปัดภายนอก ในงานประยุกต์น้ำมันหรือน้ำ สื่อทั้งหนึ่งหรือทั้งสองสายอาจปนเปื้อนได้ทันทีที่เริ่มเดินเครื่อง; ในระบบทำความเย็น อาจไม่ทราบจนกว่าประสิทธิภาพจะลดลงอย่างมาก ต้องหยุดเดินเครื่องและเปลี่ยนหน่วย

ความเหมาะสมในการใช้งานและต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน

เลือก Brazed PHEs สำหรับวงจรปิดของของไหลที่สะอาด เช่น สารทำความเย็น น้ำมันไฮดรอลิก และน้ำที่ผ่านการกำจัดไอออนแล้ว ยังเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีพื้นที่จำกัด เช่น ห้องเครื่องบนเรือขนาดเล็ก ซึ่งอาจมีข้อจำกัดด้านการติดตั้งและการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา โปรดทราบว่าอายุการใช้งานโดยรวมจะสั้นกว่า แต่มีต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า

เหตุใดคุณจึงควรเลือก แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนแบบมีซีล (Gasketed PHEs) สำหรับการใช้งานแบบวงจรเปิดกับน้ำทะเล สภาพแวดล้อมที่สกปรก น้ำมันเชื้อเพลิงหนัก หรือสื่อกระบวนการอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งความทนทานและง่ายต่อการบำรุงรักษานั้นมีความสำคัญยิ่งยวด ให้ใช้แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนแบบมีซีล (Gasketed PHEs) แม้ต้นทุนเริ่มต้นจะสูงกว่า แต่ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนซีลและแผ่นในระยะยาวจะต่ำกว่ามากเมื่อพิจารณาตลอดอายุการใช้งาน ๑๕–๒๐ ปี

ในการเข้าเทียบท่าของเรือหลายพันลำที่ SME เราได้พัฒนาให้การเลือกใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบมีซีลแบบดั้งเดิมของลูกค้ากลายเป็นทางเลือกอันดับหนึ่งเสมอ เนื่องจากความโปร่งใสและง่ายต่อการบำรุงรักษาในชีวิตประจำวัน สำหรับตลาดหลักทั่วไป โครงการเหล่านี้มาพร้อมการรับประกันบริการเป็นเวลา 12 เดือน ควบคู่ไปกับขั้นตอนปฏิบัติงานที่ผ่านการรับรองมาตรฐาน ISO 9001, 14001 และ 45001 ทำให้ทีมงานเทคนิคของ SME ที่มีมากกว่า 100 ชีวิตสามารถสนับสนุนโรงต่อเรือทั่วโลกได้อย่างตรงจุด ในการตัดสินใจสำคัญทุกด้านที่เกี่ยวข้องกับระบบระบายความร้อน ไม่ว่าคุณจะต้องการเปลี่ยนซีลที่ประเทศจีน หรือต้องการประเมินเชิงเทคนิคอย่างครบวงจร SME ก็สามารถให้ความช่วยเหลือผ่านทีมงานที่กว้างขวางของเรา เพื่อยกระดับประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไม่เพียงแต่แก้ปัญหาเฉพาะหน้าเท่านั้น แต่ยังมั่นใจได้ว่าเครื่องที่เราติดตั้งในวันนี้ จะยังคงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในวันพรุ่งนี้ด้วย