За разлику од познатог дизајна-и-цеви, многи графитни измењивачи топлоте су направљени као чврсти блокови са избушеним пролазима-више налик на машински обрађен разводник него на сноп цеви. Ова конструкција нуди јасне предности у компактности, али такође намеће ограничења поправке. Разумевањеконструкција измењивача топлоте од блок графитапроцес је од суштинског значаја за одређивање исправне опреме за корозивне радње где је простор ограничен или је интегритет цурења критичан.
Основна конструкција: избушени блокови спојени у монолит
Процес производње почиње са великим блоковима непропусног графита. Овај графит је отпоран на корозију-импрегнацијом порозног угљеничног графита фенолном или фуранском смолом, чиме се заптива од продирања течности. Ови блокови су прецизно-избушени у два окомита сета рупа-један сет за процесни флуид, један сет за сервисни флуид (медиј за грејање или хлађење). Два канала за течност иду попречно, обично под угловима од 90 степени, без укрштања.
Појединачни избушени блокови се затим слажу и спајају помоћу специјализованог цемента од смоле. Цемент мора имати коефицијент термичке експанзије који је уско усклађен са графитом и поседовати еквивалентну отпорност на корозију. Када се гомила састави и очврсне, резултат је монолитно графитно језгро. Заглавци (дистрибуционе коморе) су причвршћени за крајеве блокова, често са заптивачима, да би усмерили течност у и из избушених пролаза. Цео склоп се тада налази унутар челичне шкољке или је опремљен спољним поклопцима.
Јединствене карактеристике монтаже блок графитних измењивача
Модуларност за скалабилни капацитет
Блок дизајн нуди инхерентну модуларност. Више блокова се може слагати вертикално или хоризонтално како би се повећала површина преноса топлоте. Различите дужине блокова се могу комбиновати у оквиру једне шкољке да би се постигла захтевана дужност без производње по мери. Овај модуларни приступ поједностављује инвентар резервних делова: неисправни блок се теоретски може заменити, иако се у пракси замена блока ретко изводи због сложености везивања.
Екстремна компактност
Пошто је цела запремина блока активна површина за пренос топлоте-сваки кубни центиметар садржи канале који се укрштају-јединица је изузетно компактна. Никакве цеви, преграде или цевни листови не троше простор. У поређењу са измењивачима са металним омотачем-и-еквивалентним капацитетом, измењивач блок графита може да заузме 50–70% мање простора. Ова компактност је посебно драгоцена у ретрофитима или инсталацијама у оквиру постојећих хемијских постројења где је простор на првом месту.
Уклањање спојева -на{1}} цевних плоча
Блок дизајн елиминише спојеве цеви-на-лимова, што је уобичајен извор цурења у традиционалним измењивачима топлоте. Нема механички ваљаних или заварених крајева цеви. Сам чврсти графит служи као баријера између процесних и сервисних течности. Заптивке су присутне само на интерфејсу од-до-блока, где су обе течности на ниским разликама притиска. Ово значајно смањује потенцијалне путеве цурења, побољшавајући безбедност са опасним или токсичним течностима.
Нема заптивки између процесних и сервисних течности
Критична безбедносна карактеристика блок дизајна је одсуство заптивки које директно раздвајају два тока течности. Графитни блок је непрекидна, монолитна баријера. Чак и ако заптивке колектора покваре, унакрсна-контаминација између процесних и сервисних течности је мало вероватна јер су коморе сабирнице одвојене. Ова карактеристика је веома цењена у апликацијама где би мешање две течности изазвало озбиљне реакције или губитак производа.
Критично ограничење: не{0}}поправљивост
Јединствена конструкција такође намеће велико ограничење. Ако блок пукне изнутра-због топлотног удара, скока притиска или механичког напрезања-не може се заварити, закрпити или зачепити. Нема приступа унутрашњим пролазима ради поправке. Цео блок или цео блок блокова мора бити замењен. У пракси, ово често значи растављање целог измењивача, пошто замена појединачних блокова захтева ломљење спојева и поновно-везивање нових блокова, што је процес ретко економичан.
Блок размењивачи су у суштини потрошни артикли у одређеним тешким услугама. Њихов животни век је одређен отпорношћу на термичке циклусе и механички замор. За апликације у којима се очекује повремено пуцање, више мањих блок јединица паралелно може бити специфицирано тако да један квар не заустави цео процес.
Поређење са графитним измењивачима са омотачем{0}}и-
Графитни размењивачи топлоте се такође производе у конфигурацији шкољке-и-цеви, користећи графитне цеви (обично пречника 20–50 мм) са графитним цевним листовима. Поређење истиче компромисе-:
| Феатуре | Блоцк Грапхите | Схелл-анд-Грапхите |
|---|---|---|
| Густина преноса топлоте | Веома висок (компактан) | Умерено |
| Путеви цурења | Неколико (без спојева цеви) | Много (сваки спој цеви) |
| Поправљивост | Ништа (напукли блок=замени) | Добро (појединачне цеви се могу прикључити или заменити) |
| Максимални радни притисак | Ниже (обично 6-10 бара) | Више (могуће 10-16 бара) |
| Прљање / чишћење | Теже је очистити зачепљене рупе | Цеви се могу механички очистити |
| Типичне дужности | Кондензација, једнофазне{0}}течности | Грејање, хлађење, бојлери |
Блок размењивачи се често користе за кондензацију и једнофазне течности{0}}у којима се топлотни удар добро контролише. Графитни дизајн-и-цеви се преферира за услуге где је ризик од зачепљења, загађивања или термичког циклуса већи, јер се појединачне цеви могу заменити.
Практична разматрања за спецификацију
Приликом оцењивањаконструкција измењивача топлоте од блок графитаза конкретну дужност, треба проценити следеће факторе:
Фреквенција термичког циклуса– Честа покретања и заустављања повећавају ризик од пуцања. Блок дизајни преферирају континуирани рад.
Транзијенти притиска– Изненадни скокови притиска (водени чекић) могу да попуцају блокове. Адекватан дизајн цеви и растерећење притиска су од суштинског значаја.
Чистоћа течности– Блок пролази су мали (обично пречника 6–15 мм). Суспендоване чврсте материје веће од 1–2 мм ризикују зачепљење, које се не могу лако забити.
Критичност услуге– У једном-процесу у коме квар размењивача прекида производњу, непоправљивост блок јединица може бити неприхватљива. Препоручују се редундантне јединице или другачији тип конструкције.
Закључак
Блок графитни размењивач топлоте је специјализован дизајн високих{0}}перформанси који мења могућност поправке за екстремну компактност и смањене путеве цурења. Његова конструкција-избушени блокови наслагани и повезани у монолитно језгро-остварују одличну густину преноса топлоте и елиминишу спојеве цеви-на-лимова. Међутим, напукли блок се не може поправити, што захтева потпуну замену. Стил конструкције стога мора одговарати филозофији одржавања и критичности услуге. За непрекидне, чисте, једнофазне-радове са минималним термичким ударом, блок графит нуди елегантно решење које-штеди простор. За захтевне или безбедносне{12}}критичне услуге где је могућност поправке најважнија, можда су прикладнији графит{{13}и-колу или алтернативни материјали.
