Kuidas plokkgrafiitsoojusvaheti on ehitatud ja millised on selle ainulaadsed koostuomadused?

Paljud grafiidist soojusvahetid on valmistatud ühe puuritud kanalitega plokina, mis erinevalt hästi-tuntud kesta-ja-toru konfiguratsioonist meenutab rohkem töödeldud kollektorit kui torukimpu. Sellel struktuuril on teatud eelised kompaktsuses, kuid see piirab ka remonti. Korrodeerivate tegevuste korral, kus ruumi on vähe või lekkekindlus on ülioluline, on sobiva varustuse määramiseks vaja teadmisi plokkgrafiitsoojusvahetite ehitusprotsessist.

Südamiku konstruktsioon: tsementeeritud puuritud plokid monoliidiks
Protseduur algab tohutute mitteläbilaskva grafiidiplokkidega. Grafiit muudetakse korrosioonikindlaks, immutades poorset süsinikgrafiiti fenool- või furaanvaiguga, et suletaks grafiit vedelike läbitungimise eest. Plokid on täpselt puuritud kahe risti asetseva auguga, millest üks on protsessivedeliku ja teine ​​​​hooldusvedeliku jaoks (kütte- või jahutusaine). Need kaks vedelikukanalit on üldiselt üksteisega risti, täisnurga all ega ristu.

Seejärel kuhjatakse üksikud plokid ja tsementeeritakse spetsiifilise vaiktsemendiga. Tsemendil peab olema sama soojuspaisumistegur kui grafiidil ja sarnane korrosioonikindlus. Virn moodustab pärast kokkupanekut ja kõvenemist monoliitse grafiidist südamiku. Plokkide virna lõpetavad päised (jaotuskambrid), mis on otstesse kinnitatud poltidega, tavaliselt koos tihenditega, et juhtida vedelikku puuritud kanalitesse ja sealt välja. Seejärel suletakse kogu see komplekt teraskesta sisse või tarnitakse väliskatetega.

Plokkgrafiitvahetite eriomadused
Skaleerimise modulaarsus
Plokkide konstruktsiooni olemus annab modulaarsuse. Soojuse läbilaskeala parandamiseks saab mitu plokki laduda horisontaalselt või vertikaalselt. Ühe kesta sees saab kasutada erineva pikkusega plokke, nii et vajalikku ülesannet saab täita ilma eritellimusel valmistamiseta. See modulaarsus vähendab varuosade laoseisu, kuna defektset plokki saab teoreetiliselt muuta, kuigi tegelikult tehakse plokkide vahetust harva, eriti kui arvestada liimimisega seotud tüsistusi.

Äärmuslik kompaktsus
Kogu ploki maht on aktiivne soojusülekandepind – igal kuupsentimeetril on ristuvad kanalid, mis muudavad seadme ülimalt kompaktseks. Ruumi ei võta torusid, deflektoreid ega torulehti. Plokkgrafiitvaheti võib kasutada 50-70% vähem põrandapinda kui sama ülesandega metallkesta{4}}-toruvahetid. See kompaktsus on eriti kasulik moderniseerimiseks või paigaldamiseks olemasolevatesse keemiaettevõtetesse, kus ruumi on vähe.

Torude ja torulehtede vaheliste ühenduste kõrvaldamine
Ploki konstruktsioon välistab torude{0}} ja -torude ühenduskohad, mis on tavaliste soojusvahetite tavaline lekete põhjus. Puuduvad mehaaniliselt valtsitud või keevitatud toru otsad. Tahke grafiit moodustab tõkke protsessi ja töövedelike vahel. Tihendeid kasutatakse eranditult päises-et{6}}blokeerida ühendusi, kus mõlema vedeliku rõhkude erinevus on tagasihoidlik. See vähendab drastiliselt võimalikke lekkekanaleid ja suurendab ohutust ohtlike või mürgiste vedelikega.

Hooldus- ja protsessivedelike vahel pole tihendeid
Ploki konstruktsiooni peamine ohutusomadus on see, et kahte vedelikuvoogu ei eralda tihendid. Grafiitplokk on pidev monoliitne tõke. Pooditihendid võivad lekkida, kuid kuna päisekambrid on isoleeritud, on protsessi- ja hooldusvedelike ristsaastumise tõenäosus väike. See omadus on eriti väärtuslik rakendustes, kus kahe vedeliku segamine võib põhjustada tõsiseid reaktsioone või toote kadu.

Peamine piirang on parandamatus-
Ainulaadne konstruktsioon kujutab endast ka suurt piirangut. Kui plokk puruneb kuumašoki, rõhutõusu või mehaanilise pinge tagajärjel, ei saa seda keevitada, lappida ega täita. Sisekäigud ei ole remondiks ligipääsetavad. Peate asendama kogu ploki või kogu ploki virna. Tegelikult tähendab see üldiselt kogu soojusvahetist loobumist, kuna üksikute plokkide asendamine hõlmab liidetud vuukide purustamist ja uute plokkide uuesti sidumist, mis on harva odav.

Mõne tõsise teenuse puhul on plokkvahetid tegelikult kulukomponendid. Vastupidavus temperatuuritsüklile ja mehaanilisele väsimusele reguleerib nende eluiga. Kui on oodata perioodilist pragunemist, võib paralleelselt varustada arvukalt väiksemaid plokküksusi, et üks rike ei peataks kogu protsessi.

Shelli ja Tube Graphite soojusvahetite võrdlus
Grafiitsoojusvahetid on ehitatud ka kesta{0}}ja-toruga, kasutades grafiittorusid (tavaliselt 20–50 mm läbimõõduga) ja grafiittoru lehti. Võrdlus näitab kompromisse:

Funktsioon: PlokkgrafiitGrafiit, kest ja toru
Soojusvoo tihedusVäga suur (tihe)Mõõdukas
Lekketeid Vähe (ilma toruühendusteta)Palju (iga toruühendus)
Parandatavus Puudub (mõranenud plokk=asendada) Hea (üksikuid torusid saab ühendada või asendada)
Maksimaalne töörõhk Madalam (sageli 6–10 baari) Kõrgem (võib-olla 10–16 baari)
Puhastamine / saastumine Blokeeritud augud on raskemini puhastatavad. Võimalik on torude mehaaniline puhastamine
Tüüpilised ülesanded Kondensatsioon Ühefaasilised vedelikud Reboilerid, küte, jahutus
Plokkvaheteid kasutatakse sageli kondensatsiooni ja ühefaasiliste vedelikega seotud tegevuste jaoks, kus termošokk on tõhusalt kontrollitud. Teenuste puhul, kus ummistumine, saastumine või temperatuurimuutused on rohkem muret tekitavad, eelistatakse kesta- ja torugrafiitsüsteeme, kuna üksikuid torusid saab asendada.

Spetsifikatsiooni praktilised kaalutlused
Plokkgrafiidist soojusvaheti konstruktsiooni kaalumisel konkreetse töö jaoks tuleks arvesse võtta järgmisi muutujaid:

Termilise tsükli sagedus - Suurenenud tsükli sagedus suurendab pragude tekkimise ohtu. Plokkide kujundustele meeldib kogu aeg joosta.

Rõhu transiendid - Äkilised rõhutõusud (veehaamer) võivad plokke purustada. Torustiku konstruktsioon ja rõhulangus peavad olema õiged.

Fluid purity – Ports to blocks are small (usually 6-15 mm diameter). Suspended particles >1–2 mm ummistumise oht, mida ei ole kerge vardad.

Teenuse kriitilisus - Ühes-rongiprotsessis, kus soojusvaheti rike põhjustab tootmise seiskumise, ei pruugi olla vastuvõetav, et plokküksusi ei saa parandada. Soovitaks üleliigseid üksusi või muud hoonetüüpi.

Järeldus:
Plokkgrafiidist soojusvaheti on spetsiaalne suure jõudlusega disain, mis ohverdab remonditavuse äärmise kompaktsuse ja vähemate lekketeede nimel. Selle konstruktsioon koosneb puuritud plokkidest, mis on virnastatud ja ühendatud, et moodustada monoliitne südamik, mis tagab suure soojusülekandetiheduse ja ilma torude -to-vaheliste ühendusteta. Kuid mõranenud plokki ei saa parandada, see tuleb täielikult välja vahetada. Hoone stiil peab olema kooskõlas hooldusfilosoofia ja teenuse kriitilisusega. Plokkgrafiit on elegantne ruumisäästlik lahendus madala termilise šokiga pidevate, puhaste ühefaasiliste tegevuste jaoks. Tõsiste või ohutusega seotud -teenuste jaoks, kus parandatavus on oluline, võivad muud materjalid või kesta{8}}ja-torugrafiit sobida paremini.