Essendo un componente critico all'interno dell'ambiente dell'impianto di processo, mantenere gli scambiatori di calore mantenuti, puliti e in buone condizioni di funzionamento aiuterà a prevenire arresti involontari e costose manutenzioni non pianificate. Come tutti sappiamo, gli effetti delle chiusure non pianificate possono avere un profondo impatto sia sui profitti operativi che sull’economia in generale.
Comprendere le cause più comuni di guasto dello scambiatore di calore e le possibili soluzioni preventive può aiutare i team a garantire che le prestazioni dell'impianto siano sostenute e a garantire che le misure vengano applicate prima che si verifichino danni irreversibili all'interno dello scambiatore.
Carico eccessivo
Il primo problema più comune che incontriamo è il "carico eccessivo". Potresti notare che il tuo scambiatore di calore presenta un carico eccessivo a causa dell'aumento della capacità dell'impianto; questo potrebbe portare ad un sovraccarico dello scambiatore. Elevate differenze di temperatura del fluido o anche un trasferimento di calore notevolmente più elevato di quanto originariamente predeterminato possono causare problemi come risultato di tale carico.
In alcuni casi, l'impianto può trarre vantaggio da uno scambiatore di calore riprogettato. Oppure un approccio alternativo di successo è quello di aggiornare le unità esistenti con tecnologie come i turbolatori del sistema termico hiTRAN®. Il vantaggio principale che la gestione degli impianti deve comprendere è l'abilitazione di condizioni di lavorazione ottimizzate, evitando al tempo stesso elevati costi di rinnovamento e riducendo ingenti investimenti di capitale. Entrambi fattori significativi nel rispetto dei budget.
Se una riduzione delle spese in conto capitale durante i rinnovamenti è interessante, sarà importante quanto segue
Perdita di pressione del flusso
Prima di installare gli scambiatori di calore in un nuovo impianto, è necessario analizzare le dimensioni ottimali e gli elementi operativi dello scambiatore per promuovere un funzionamento efficiente dell'impianto. Quando si aggiornano sottosezioni dell'impianto, non si deve tenere in considerazione la massima capacità di trattamento dello scambiatore di calore; con conseguente diminuzione delle prestazioni dell’impianto e maggiore perdita di pressione del flusso.
In molti casi un'eccessiva perdita di pressione del vapore impedisce un'ulteriore crescita delle piante con una capacità di produzione più elevata. Per consentire aumenti di capacità, l'impianto di processo dovrà sostituire vari pezzi di apparecchiature per scambiatori di calore che consentiranno gli aumenti di capacità richiesti.
Un'eccessiva perdita di pressione può anche comportare l'utilizzo di quantità significative di energia per mantenere in funzione gli scambiatori, il che non è molto efficiente. Gli studi di capacità ed efficienza degli impianti possono identificare gli scambiatori di calore più adatti alla sostituzione economica. Tuttavia, anche gli scambiatori di calore identificati possono trarre vantaggio dall'installazione di hiTRAN®, ciò aumenterà l'efficienza del trasferimento di calore e quindi la domanda di vapore/servizi potrà essere ridotta; qui è possibile trovare un documento approfondito che copre tali esempi
Deposizione di incrostazioni
Le incrostazioni negli scambiatori di calore ridurranno il trasferimento di calore, ostacoleranno l'efficienza dello scambiatore, ostacoleranno il flusso del fluido e aumenteranno la caduta di pressione, con conseguente fusione di problemi. Alcuni scambiatori di calore sono più sensibili di altri; ciò dipende fortemente dal fluido di processo, dalle condizioni operative e dalla progettazione complessiva dello scambiatore.
L'incrostazione degli scambiatori di calore è un argomento piuttosto complesso; può essere molto difficile determinare le cause delle incrostazioni all'interno di un determinato scambiatore di calore. Tuttavia, sappiamo che le principali caratteristiche del fouling sono dettate in gran parte dalle proprietà degli strati limite termici e idrodinamici.
Quando si tratta di strategie di mitigazione delle incrostazioni, l'aggiornamento degli scambiatori di processo può portare a un miglioramento e alla resistenza alle incrostazioni. Anche il design ottimizzato degli scambiatori di calore, abbinato a un buon controllo delle temperature e delle velocità dei fluidi, può aiutare ad alleviare i problemi di incrostazione. Soluzioni economicamente vantaggiose come i sistemi termici hiTRAN aiutano a mitigare le incrostazioni, una visione completa ed equilibrata di questo problema è disponibile in un webinar registrato per consentirti di indagare ulteriormente
Attrezzatura dello scambiatore di calore guasta
L'apparecchiatura stessa dello scambiatore di calore è soggetta a guasti hardware. Perdite e vibrazioni del tubo possono causare un deterioramento delle prestazioni termiche, un aumento del consumo di energia e la contaminazione del fluido di processo. Problemi minori, come crepe nelle saldature delle guarnizioni dei tubi e nelle piastre tubiere, possono spesso comportare costose manutenzioni di emergenza, con ripercussioni sull'intero impianto di processo.
Il software computerizzato può consentire una buona visione del ciclo di vita dello scambiatore di calore. Ad esempio, è possibile ottenere misure preventive contro le vibrazioni del tubo aumentando lo spessore del tubo e la distanza tra i tubi. In definitiva, il guasto dell'apparecchiatura dello scambiatore di calore potrebbe essere il risultato di programmi di manutenzione inadeguati; senza monitorare regolarmente l'efficienza e l'integrità dello scambiatore, può essere difficile determinare le ragioni del guasto dell'apparecchiatura dello scambiatore di calore.
In conclusione, comprendere le cause più comuni di guasto dello scambiatore di calore può aiutare i team a determinare misure preventive in una fase iniziale consentendo la massima efficienza, prevenendo manutenzioni non pianificate e, in definitiva, riducendo i costi. Un'opzione è quella di eseguire l'analisi della rete di scambiatori di calore, ma considerando l'adeguamento degli scambiatori, dove l'analisi adotta un approccio di audit più "pratico" che indaga la realtà dei guasti meccanici sul campo, leggere questo articolo per ulteriori informazioni