پیشگرمکن / Pre-Heater
معرفی
پیشگرمکن (Pre-heater)، تجهیزی است که برای افزایش دمای مواد قبل از ورود به فرآیندهای بعدی استفاده میشود. این دستگاهها به طور معمول در صنایع مختلف مانند صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، تولید سیمان، و نیروگاهها کاربرد دارند.
ویژگیها و کاربردهای پیشگرمکن
پیشگرم کن های هوا، انرژی را از یک جریان فرآیندی برای گرم کردن هوای وارد شده به سیستم می گیرند. این عملیات دمای هوای ورودی به فرآیند را افزایش می دهد و در نتیجه راندمان کلی سیستم را بهبود می بخشد. بطور کلی، پیش گرم کن یک مبدل حرارتی است که دمای گاز یا مایع را قبل از وارد شدن به فرآیند دیگری افزایش می دهد.
یک پیش گرم کن هوا این کار را به طور خاص برای هوا انجام می دهد و انرژی را از یک جریان فرآیند برای گرم کردن هوای ورودی در جای دیگر سیستم می گیرد. با افزایش دمای ورودی که در آن هوا وارد فرآیند می شود، کارایی کلی سیستم را بهبود می بخشد. بسته به جریان های فرآیند موجود، پیش گرم کن های هوا ممکن است به صورت گاز به هوا یا مایع به هوا پیکربندی شوند.
دسته بندی پیشگرمکن ها
برای گرم کردن هوا قبل از ورود به کورهها یا بویلرها.
برای گرم کردن مایعات مانند آب یا روغن.
برای گرم کردن گازهای ورودی به فرآیندهای شیمیایی.
که در آن سیال درون لولهها جریان پیدا میکند و حرارت را از دیواره لولهها جذب می کند.
استفاده از پیشگرمکنها میتواند به بهبود کارایی انرژی، کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده کلی سیستم کمک کند.
کاربردهای پیشگرمکن
برای پیشگرم کردن نفت خام قبل از ورود به واحدهای تقطیر.
برای گرم کردن خوراک قبل از واکنشهای شیمیایی.
برای پیشگرم کردن مواد خام قبل از کوره.
برای گرم کردن آب قبل از ورود به بویلر.
پیشگرمکن های هوای سوپر رادیاتور کویل که به صورت باله صفحه ای یا طراحی مارپیچ تولید می شوند، از خوردگی نقطه شبنم در گرمکن های هوای لوله ای/دوار در نیروگاه های سیکل معمولی یا ساده محافظت می کنند. دمای هوای احتراق بالاتر از پیشگرمکن های هوا، می تواند علاوه بر افزایش توان، اتلاف انرژی را به همراه داشته باشد. انتخاب مواد، فاصله باله ها، تعداد ردیف و پوشش های خارجی برای کنترل رسوب گیری و به حداکثر رساندن زمان کارکرد کارخانه متعادل هستند.
طراحی پیشگرمکن هوا
بسته به اینکه گرمای اضافی در چه موقعیتی در دسترس باشد، از پیش گرمکن مایع به هوا یا گاز به هوا استفاده می شود.
به عنوان مثال، گرما ممکن است از جریان های میعانات در فرآیند تولید بخار در دسترس باشد. در این مورد، پیش گرمکن آب به هوا مناسب است. از طرف دیگر، گازهای پایین دست فرآیند احتراق ممکن است پس از انجام بازیافت گرمای اصلی به خنک سازی بیشتری نیاز داشته باشند. اگر چنین است، یک پیش گرمکن گاز به هوا مورد نیاز است.
برای پیشگرمکن های مایع به هوا، یا پیش گرم کن های چگالشی، از سطوح کشیده برای افزایش ضریب انتقال حرارت هوا استفاده می کنیم. ما مواد لوله را بر اساس درک پتانسیل خوردگی از سیال سمت لوله انتخاب می کنیم. شیار شدن باله و لوله به پتانسیل ایجاد رسوب در سطوح بستگی دارد. بسته به نوع پیش گرم کن، ملاحظات فنی متفاوتی وجود دارد.
پیشگرمکنها معمولاً با استفاده از منابع گرمایی مانند بخار، گازهای داغ یا الکتریسیته عمل میکنند. در این دستگاهها، مادهای که باید گرم شود (مانند هوا، گاز یا مایع) از طریق لولهها یا محفظههایی عبور کرده و با منبع حرارتی تماس پیدا میکند. این تماس باعث انتقال حرارت به ماده میشود و دمای آن را افزایش میدهد.
استفاده از محصولات احتراق، برای پیشگرم کردن هوا یک نیاز رایج است. با این حال، کیفیت و دمای جریان گاز ممکن است به طور قابل توجهی متفاوت باشد. بنابراین، برای پیشگرمکن های گاز به هوا، ما به طور بالقوه باید عوامل دیگری را بررسی کنیم، از جمله نحوه کنار هم قرار دادن جریان های گاز و هوا.
عملکرد اصلی پیشگرمکن هوا گرم کردن هوا است که به معنی افزایش دمای هوای ورودی است. سایر لوازم جانبی مانند اکونومایزر و سوپرهیتر در دیگ بخار عملکرد مشابهی را انجام می دهند. این فرآیند پیشگرم کردن هوا قبل از ورود به کوره انجام می شود. فرآیند پیشگرم کردن هوا با کمک گازهای دودکش داغ انجام می شود
پیشگرمکن هوا، یک وسیله جانبی میانی است و در مرحله پایانی دیگ قرار دارد. برای افزایش راندمان دیگ، یک پیشگرمکن هوا بین اکونومایزر و دودکش تعبیه شده است. در هر دیگ بخار مدرن، معمولاً یک پیشگرمکن هوا در همان مکان نصب می شود.
پیشگرمکن های هوا بر اساس ویژگی ها و ساختارشان به دو نوع طبقه بندی می شوند.
پیشگرمکن هوا از نوع Recuperative یا Tubular
پیش گرم کن هوا از نوع احیا کننده یا چرخشی
پیشگرمکن هوای بازیابی یا لوله ای بیشتر به دو نوع طبقه بندی می شود:
نوع لوله ای افقی
نوع لوله ای عمودی
اصل کار پیشگرمکن
گازهای داغ دودکش از اکونومایزر یا دیگ بخار از طریق ورودی گاز دودکش در بالا وارد پیش گرم کن هوا می شود. و این گازها اجازه عبور از لوله های عمودی به خروجی یا دودکش را دارند.
در حالی که گازهای دودکش از لوله عبور می کنند، هوای اتمسفر اجازه عبور از لوله ها را دارد. هوای اتمسفر از طریق ورودی هوا وارد پیش گرمکن می شود.
هر دو هوا و گازهای دودکش اجازه دارند در جهت مخالف جریان داشته باشند. جریان هوا روی لوله ها تکرار می شود و توسط بافل ها کنترل می شود. این لوله ها گرمای گازهای دودکش را جذب کرده و به هوای اتمسفر منتقل می کنند. یک قیف دوده در پایین پیش گرمکن تعبیه شده است تا دوده را جمع کند. به این ترتیب هوا از قبل گرم می شود و برای احتراق بیشتر به دیگ بخار می رسد.
متریال مورد استفاده در ساخت پیشگرمکن ها
انتخاب متریال مورد نیاز در ساخت اجزاء پیشگرمکن ها عمدتاً بر مبنای استاندارد های ASTM و ASME Sec. II یا معادل اروپایی انتخاب می شوند که در ادامه، بخشی از آن ها ذکر می شود:
Plate (Shell, Tube Sheets, Chimney)
17Mn4
SA-516 Gr. 70
SA-285 Grade C
Tube
St 35.8
Pipe
SA-106 Grade B
Forged Parts, Flange & Fitting
SA-105
Wrought Fitting
SA-420 Grade WPL3
Stud Bolts & Nuts
SA-193 Grade B7 with SA-194 Grade 2H
Internal & External Attachment
SA-285 Grade C
SA-283 Grade C
Vessel Support, Saddle, Skirt, Leg, Lug & Base Ring
SA-285 Grade C
SA-283 Grade C
Rod, Bar, Angle, Section
SA-36
چرا ابرمکانیک؟
شرکت ابرمکانیک با تکیه بر تجربه، تخصص و فناوریهای پیشرفته، پیشگرمکن هایی با عملکرد عالی برای صنعت پتروشیمی ارائه میدهد.