El obstáculo de las tuberías
Un tanque de almacenamiento de productos químicos requiere una mejora de calefacción. El tanque tiene disponible una boquilla bridada DN150 para la inserción de un intercambiador de calor. El espacio encima de la boquilla está congestionado con tuberías existentes-líneas de llenado de productos, cabezales de ventilación y conductos de instrumentos-todos instalados hace décadas. Quitar o reubicar estas tuberías para crear espacio para un intercambiador de calor rígido estándar requeriría una parada de la planta de varios días, extensos permisos de trabajo en caliente y un costo sustancial.
El desafío: diseñar un intercambiador de calor de PTFE que pueda pasar a través de la boquilla DN150 y ensamblarse dentro del tanque, sin necesidad de retirar las tuberías por encima de la boquilla. El intercambiador debe ser lo suficientemente flexible para navegar por el reducido espacio superior durante la inserción, pero estructuralmente estable una vez instalado.
El diseño de inserción flexible
La solución es un intercambiador de calor de PTFE diseñado para inserción secuencial: los componentes del marco de soporte ingresan primero, se ensamblan dentro del tanque y luego el haz de tubos se alimenta a través de la boquilla, tubo por tubo o en pequeños grupos, conectándose a los cabezales pre-ubicados dentro del tanque.
El marco de soporte está fabricado con secciones estructurales de PTFE que se atornillan entre sí dentro del tanque. Cada componente del marco está dimensionado para pasar individualmente a través de la boquilla DN150. Los componentes descienden a través de la boquilla mediante una cuerda o cable, los coloca un técnico que ingresa al tanque a través de una entrada separada y se ensamblan en su lugar. El marco ensamblado proporciona los puntos de montaje para los cabezales y soportes de tubos.
El haz de tubos se instala desde fuera del tanque. Los tubos de PTFE individuales, pre-cortados a las longitudes requeridas, se introducen a través de la boquilla uno a la vez o en pequeños paquetes. El extremo principal de cada tubo es guiado a través de las placas de soporte dentro del tanque y un técnico lo conecta al cabezal más alejado dentro del tanque. El extremo posterior se conecta al cabezal cercano, accesible desde la abertura de la boquilla.
Tabla 1: Boquilla-Parámetros de diseño del intercambiador de calor de PTFE reacondicionable (boquilla DN150, tanque de 8000 litros)
| Parámetro de diseño | Especificación | Justificación de la ingeniería |
|---|---|---|
| Diámetro interno de la boquilla | 150mm | Determina el tamaño máximo del componente |
| Dimensión máxima del componente del marco | 140 mm × 500 mm | Pasa diagonalmente a través de la boquilla con espacio libre. |
| Número de componentes del marco | 4 (2 rieles, 2 miembros transversales) | Minimiza los-pasos de montaje del tanque |
| Tubo OD × pared | 8 mm × 0,8 mm | Diámetro más pequeño para un manejo más fácil |
| Número de tubos | 80 | Tamaño para servicio de calefacción de 30 kW. |
| Método de instalación del tubo | Alimentación individual a través de boquilla | Ningún componente excede el diámetro de la boquilla. |
| Conexión de tubo-a-cabecera | Accesorio de compresión de PTFE,-apretado a mano | Accesible desde la boquilla o la entrada |
| Herramientas de montaje en-tanque | Herramientas manuales estándar; sin trabajo caliente | Requisitos de seguridad para espacios confinados |
| Tiempo de instalación (equipo de 2 personas) | 6-8 horas | Turno único; sin remoción de tuberías |
| Espacio libre de montaje encima de la boquilla | 300 mm mínimo | Para alimentación por sonda y acceso manual del técnico |
El protocolo de seguridad en espacios confinados
El montaje dentro del tanque requiere entrada a espacios reducidos. El tanque se drena, se limpia,-se prueba el gas y se emite un permiso de entrada a espacios confinados. Se mantiene una ventilación continua. Una persona de reserva está ubicada en la entrada con comunicación con el técnico que se encuentra dentro. El procedimiento de ensamblaje se documenta paso-a-paso y el técnico recibe capacitación sobre la secuencia de ensamblaje específica antes de ingresar.
Todas las herramientas y componentes que ingresan al tanque se contabilizan en una lista de verificación. No se permiten artículos sueltos. El montaje procede desde el punto más alejado de la vía de acceso hacia la vía de acceso, asegurando que el camino de salida del técnico permanezca sin obstáculos.
La capacidad de servicio a largo plazo-
El diseño de boquilla-reequipado debe poder funcionar durante su vida útil. Las conexiones del tubo-al-colector son accesibles para inspección y re-apriete desde el interior del tanque durante el mantenimiento programado. Si es necesario reemplazar un tubo, se puede desconectar de ambos colectores y retirar a través de la boquilla sin desmontar todo el intercambiador.
El diseño modular del marco permite reemplazar los componentes individuales del marco si sufren daños mecánicos. Todo el intercambiador se puede desmontar y retirar a través de la boquilla en orden inverso al de instalación.
Resumen
Un intercambiador de calor de PTFE adaptado a través de una boquilla de tanque existente sin quitar las tuberías aéreas utiliza un marco modular ensamblado dentro del tanque y tubos alimentados individualmente a través de la boquilla. El diseño elimina la necesidad de retirar tuberías, realizar trabajos en caliente o modificar el tanque. La instalación se completa en un solo turno por un equipo de dos-personas.
La construcción modular permite el mantenimiento futuro, el reemplazo de tubos y el eventual desmontaje sin cortar ni romper ninguna conexión del tanque. El enfoque es aplicable a cualquier tanque con una boquilla accesible y un volumen interno suficiente para el intercambiador ensamblado.
El soporte de ingeniería para el diseño del intercambiador de calor de PTFE reconstruible-con boquilla está disponible previa presentación de los planos del tanque, las dimensiones y ubicación de la boquilla, el espacio libre superior, la función de calefacción y cualquier obstrucción interna existente.
