El desafío de la instalación sin-drenaje
Un tanque de procesamiento químico requiere una mejora de calefacción, pero el proceso no se puede interrumpir durante los 2 o 3 días necesarios para drenar, limpiar, instalar un intercambiador de calor convencional, rellenar y recalentar. El tanque tiene una válvula de drenaje inferior de 100 mm. El intercambiador de calor existente, si lo hubiera, ha fallado o es inadecuado. El desafío: instalar un nuevo intercambiador de calor de PTFE a través de la válvula de drenaje inferior sin drenar el tanque.
Esto es posible porque la tubería de PTFE es flexible, liviana y se puede fabricar en una configuración que pasa a través de la válvula de drenaje en un estado colapsado o plegado y se expande a su configuración operativa una vez dentro del tanque. El diseño requiere una ingeniería cuidadosa del mecanismo de inserción, el método de expansión y el sellado en la conexión de la válvula de drenaje.
El diseño de inserción y expansión
El intercambiador de calor de PTFE está construido como un haz de tubos flexibles unidos a un vástago central. El vástago pasa a través de la válvula de drenaje y sirve como guía de inserción y conducto de suministro de vapor. El haz de tubos se pliega alrededor del vástago para su inserción.-los tubos se juntan con una banda de restricción temporal que los mantiene en un haz compacto lo suficientemente pequeño como para pasar a través de la abertura de la válvula.
El vástago con el haz colapsado se inserta a través de la válvula de drenaje abierta. Una vez que el paquete esté completamente dentro del tanque, se suelta la banda de retención. El mecanismo de liberación es un cordón-que corre a lo largo del vástago hasta el exterior del tanque. Al tirar del cable se libera la banda y los tubos de PTFE, libres de la restricción, saltan hacia afuera a su configuración operativa diseñada-una matriz radial que distribuye la superficie de calentamiento por toda la sección transversal-del tanque.
| Parámetro de diseño | Especificación |
|---|---|
| Diámetro mínimo de la válvula de drenaje | 80 mm (3 pulgadas) |
| Diámetro del vástago de inserción | 50mm |
| Número de tubos de PTFE en paquete | 12-20 |
| Tubo OD × pared | 8 mm × 0,8 mm |
| Diámetro del paquete colapsado | 70 mm (cabe a través de una válvula de 80 mm) |
| Diámetro del haz ampliado | 400-600 mm (depende del tamaño del tanque) |
| Método de liberación de la banda de sujeción | Tira-cable al operador externo |
| Método de sellado del vástago-a-válvula | Prensaestopas de compresión o sello inflable |
| Tiempo de instalación (después de la preparación) | 2-4 horas |
El sellado del vástago y la conexión de vapor
El vástago pasa a través de la válvula de drenaje y debe sellar contra la presión del fluido del proceso mientras permite que el vástago se posicione axial y rotacionalmente. En el casquete de la válvula de drenaje se instala un sello de casquillo de compresión, similar a una empaquetadura de vástago de válvula. El material del sello es grafito impregnado de PTFE-o empaquetadura de PTFE puro, compatible con la química del proceso.
Una vez que el paquete se expande dentro del tanque, la posición del vástago se fija apretando el casquillo. El extremo externo del vástago se conecta a la tubería de suministro de vapor y retorno de condensado mediante mangueras flexibles. El vástago en sí es un tubo coaxial: un tubo interior transporta vapor al haz y el espacio anular entre los tubos interior y exterior devuelve el condensado.
La configuración operativa
El haz expandido forma una serie radial de tubos que se extienden hacia afuera desde el vástago central cerca del fondo del tanque. Los tubos tienen pesos en sus puntas con pequeños pesos encapsulados en PTFE-para que se hundan hasta una orientación casi-horizontal. El vapor que entra por el vástago fluye a través de los tubos y regresa como condensado a través del espacio anular. El conjunto de tubos proporciona calefacción distribuida a lo largo de la sección transversal-del tanque, con convección natural que transporta el fluido calentado hacia arriba desde el paquete montado en la parte inferior-.
La configuración está optimizada para tanques donde el montaje en el fondo es aceptable y el contenido del tanque proporciona la circulación térmica. No es adecuado para tanques con una gran acumulación de lodos en el fondo, que enterrarían el paquete.
El procedimiento de remoción y mantenimiento
El intercambiador de calor se retira invirtiendo el procedimiento de instalación. El suministro de vapor está aislado y despresurizado. La glándula del tallo se afloja. El vástago se tira hacia afuera y los tubos colapsan a medida que pasan a través de la abertura de la válvula de drenaje-lo contrario al proceso de inserción. Todo el conjunto se retira a través de la válvula. El mantenimiento o reemplazo se realiza fuera del tanque.
Este diseño permite el reemplazo del intercambiador de calor sin entrada al tanque, sin drenaje y sin interrupción de la producción más allá de las 2 a 4 horas requeridas para la operación de inserción o extracción.
Resumen
Un intercambiador de calor de PTFE personalizado diseñado para insertarse a través de una válvula de drenaje del fondo del tanque permite la instalación o reemplazo del sistema de calefacción sin drenar el tanque. El haz de tubos flexible y plegable pasa a través de la válvula en una configuración restringida y se expande dentro del tanque hasta su geometría operativa. Un vástago coaxial proporciona suministro de vapor, retorno de condensado y guía de inserción. El diseño elimina el tiempo de inactividad de la producción y la eliminación de residuos asociados con el drenaje del tanque para el mantenimiento del intercambiador de calor.
El soporte de ingeniería para el diseño del intercambiador de calor de PTFE insertable-de drenaje está disponible previa presentación de las dimensiones del tanque, el tamaño y tipo de la válvula de drenaje, la química y temperatura del fluido del proceso y los requisitos de servicio de calefacción.
