Reboiler Heater: Praktični vodnik za izbiro, načrtovanje in nabavo projekta

A Reboiler Grelec je kritična komponenta segrevanja v številnih destilacijskih in ločevalnih sistemih. Njegova naloga ni le "segrevanje spodnjega izdelka." Reboiler mora zagotavljati zahtevano funkcijo uparjanja, hkrati pa vzdrževati stabilno cirkulacijo, nadzorovati temperaturo, se izogibati prekomernemu umazanju in ustrezati delovnim zahtevam celotne procesne enote.

Za rafinerije, petrokemične in kemične projekte lahko izbira ponovnega kotla, ki temelji samo na ogrevalni zmogljivosti ali ceni opreme, pozneje povzroči težave. Tehnično ustrezna zasnova mora skupaj upoštevati toplotno obremenitev, procesno tekočino, razmerje uparjanja, padec tlaka, obraščanje, materiale, zahteve za nadzor in dostop za vzdrževanje.

Ta priročnik pojasnjuje, kako oceniti grelnik reboilerja pred nakupom in o čem naj se inženirske ekipe pogovorijo s proizvajalcem.

Kaj je reboiler grelec?

Reboiler zagotavlja toploto spodnjemu delu destilacijskega ali ločevalnega stolpca.

Dovedena toplota povzroči, da del spodnje tekočine izhlapi. Nastala para se vrne v kolono in zagotovi tok pare navzgor, potreben za ločevanje.

Osnovni postopek je mogoče poenostaviti kot:

Dovod toplote → Ogrevanje spodnje tekočine → Delno uparjanje → Par se vrne v kolono → Ločevanje

Odvisno od postopka lahko reboiler uporablja:

Steam

Vroče olje

Obdelajte vročo tekočino

Kurjeno ogrevanje

Drugi mediji-za prenos toplote

Ustrezna konfiguracija je odvisna od procesnih pogojev in zahtevane toplotne moči.

Za uporabo v nafti, kemikalijah in-zemeljskem plinu API Std 660 posebej vključuje lupinaste-in-cevne izmenjevalnike, ki se uporabljajo kotreboilers, ki zajema mehansko zasnovo, materiale, izdelavo, inšpekcijo in testiranje.

Zakaj je izbira reboilerja bolj zapletena, kot je videti

Recimo, da destilacijski stolpec potrebuje 10 MW ponovnega kotla.

Mamljivo je preprosto izbrati izmenjevalnik toplote, ki lahko zagotovi 10 MW.

Toda takoj se pojavi več dodatnih vprašanj:

Kakšna je spodnja-sestava izdelka?

Kolikšen odstotek krme je treba upariti?

Kakšen je delovni tlak?

Kakšna je temperatura vrelišča?

Ali je procesna tekočina jedka?

Ali je tekočina nagnjena k koksanju?

Kakšen je dovoljen padec tlaka?

Kako bo reboiler očiščen?

Je potrebna naravna cirkulacija?

Je prisilna cirkulacija primernejša?

Kaj se zgodi, ko naprava deluje pri 50% obremenitvi?

Ta vprašanja lahko močno vplivajo na končno zasnovo.

1. Začnite s toplotno močjo reboilerja

Prvi parameter, ki ga je treba določiti, je potrebna toplotna moč.

Za poenostavljen sistem:

Q = m × ΔH

kjer:

Q= zahtevana toplotna obremenitev

m= masni pretok

ΔH= potrebna sprememba entalpije

Za pravi destilacijski sistem lahko izračun vključuje:

Občutno ogrevanje

Latentna toplota uparjanja

Sestava krme

Spodnja-sestava izdelka

Parni delež

Toplotne izgube

Spremembe delovnega tlaka

Proizvajalčeva toplotna zasnova bi zato morala temeljiti na simulaciji procesa ali toplotni bilanci in ne na grobi-oceni ogrevalne zmogljivosti.

2. Hitrost uparjanja je ključni konstrukcijski parameter

Namen ponovnega kotla je običajno ustvarjanje pare, zato je zahteva po uparjanju pomembna prav tako kot skupna toplotna obremenitev.

Na primer, projekt lahko določa:

Kroženje tekočine: 50.000 kg/h

Zahtevana proizvodnja pare: 12.000 kg/h

Delovni tlak: 8 barg

Zahtevana toplotna moč: 6 MW

Te vrednosti zagotavljajo veliko boljšo osnovo za načrtovanje, kot preprosto reči:

"Potrebujemo reboiler moči 6 MW."

Stopnja nastajanja pare vpliva na:

Naklada

Koeficient prehoda-toplote

Padec tlaka

Kakovost izhodne pare

Konfiguracija opreme

3. Izberite pravo konfiguracijo reboilerja

Ni enotne zasnove ponovnega kotla, primerne za vsak proces.

Pogoste konfiguracije vključujejo:

Kotliček za ponovno kuhanje vode

Reboiler kotlička zagotavlja razmeroma velik prostor za uparjanje.

Lahko je primeren, kadar:

Zahteva se stabilno ločevanje hlapov-tekočin

Vključene so visoke stopnje uparjanja

Umazanje je obvladljivo

Enostavno pregledovanje in čiščenje sta pomembna

Termosifonski reboiler

Termosifonski reboiler uporablja razlike v gostoti za vzpostavitev naravnega kroženja.

Lahko zagotovi dober prenos toplote brez obtočne črpalke.

Vendar pa je pravilna hidravlična zasnova bistvena.

Grelnik s-prisilnim obtokom

Črpalka poganja procesno tekočino skozi grelno površino.

Ta konfiguracija je lahko uporabna za:

Tekočine z-visoko viskoznostjo

Storitve obraščanja

Pogoji težke cirkulacije

Procesi, ki zahtevajo nadzorovano cirkulacijo

Grelna peč z reboilerjem/reboilerjem

Pri nekaterih-visokotemperaturnih storitvah lahko ogrevani grelec neposredno zagotovi zahtevano procesno toploto.

Ustrezna zasnova je močno odvisna od procesne tekočine in temperaturnih zahtev.

4. Naravno kroženje zahteva skrbno hidravlično načrtovanje

Termosifonski rebojlerji so morda videti mehansko preprosti, vendar je treba njihovo cirkulacijsko obnašanje skrbno oceniti.

Naravna cirkulacija je odvisna od razlike v gostoti med segreto dvo-fazno mešanico in tekočino, ki se vrača v ponovni bojler.

Poenostavljen koncept je:

Pogonska glava > Upor pretoka

Razpoložljiva pogonska sila mora premagati izgube tlaka v:

Reboiler cevi

Dovodne cevi

Odvodne cevi

Povezava stolpca

Dvo{0}}fazna pot pretoka

Če je kroženje nezadostno, se lahko v ponovnem kotlu pojavi:

Slab prenos toplote

Previsoka temperatura cevi

Lokalno vrenje

Nestabilno delovanje

Zmanjšano nastajanje pare

Zato termosifonskih kotlovnikov ne bi smeli izbrati izključno glede na področje-prenosa toplote.

5. Padec tlaka lahko določi končno zasnovo

Reboiler deluje kot del večje procesne zanke.

Prevelik padec tlaka lahko moti cirkulacijski sistem in delovanje kolone.

Padec tlaka je zato treba preveriti na:

Procesna stran

Dovodne cevi

Cevi

Odvodne cevi

Dvo{0}}fazno območje

Grelna stran

Steam

Vroče olje

Drugi grelni medij

Cilj načrtovanja ni povečati prenos toplote za vsako ceno.

To je doseči:

Zahtevana toplotna obremenitev + stabilna cirkulacija + sprejemljiv padec tlaka

6. Ne prezrite dvo{1}}faznega toka

Zaradi dvo{0}}faznega toka je zasnova ponovnega kotla bistveno bolj zapletena kot običajna tekoča{1}}tekočinska izmenjava toplote.

Ko začne tekočina izhlapevati:

Spremembe gostote

Spremembe hitrosti

Spremembe padca tlaka

Spremembe prenosa-toplote

Režim toka se lahko spreminja tudi vzdolž cevi.

Zato bi moral proizvajalec oceniti pričakovano delovno stanje, namesto da procesnega toka obravnava kot preprosto eno-fazno tekočino.

To postane še posebej pomembno pri zasnovah s termosifonom in prisilnim-kroženjem.

7. Obraščanje je eno največjih tveganj za ponovni bojler

Reboiler lahko postopoma izgubi zmogljivost, ko se na površini-za prenos toplote naberejo usedline.

Pogosti vzroki vključujejo:

Težki ogljikovodiki

Tvorba polimera

kokakola

Soli

Produkti korozije

Suspendirane trdne snovi

Rezultat je običajno:

Obraščanje → Povečana toplotna odpornost → Nižji prenos toplote → Višja zahtevana temperatura → Večje tveganje obraščanja

To lahko sčasoma zmanjša kapaciteto kolone.

Pri načrtovanju projekta je zato treba obraščanje obravnavati pred izdelavo opreme.

8. Toplotni tok mora biti nadzorovan

Povečanje toplotnega toka lahko zmanjša zahtevano območje-za prenos toplote.

Toda čezmeren toplotni tok lahko povzroči težave, zlasti pri tekočinah,-občutljivih na toploto ali tekočinah,-ki tvorijo koks.

Morebitne posledice vključujejo:

Lokalno pregrevanje

Koksanje

Razgradnja izdelka

Poškodba cevi

Zmanjšana dolžina teka

Večja-površina za prenos toplote z zmernejšim toplotnim tokom lahko včasih zagotovi boljšo dolgoročno{1}}ekonomijo kot manjši, visoko obremenjeni izmenjevalnik.

Najcenejši menjalnik v fazi nakupa ni nujno najcenejši menjalnik-v celotni življenjski dobi.

9. Izbira materiala je odvisna od postopka

Izbira materiala mora temeljiti na:

Procesna sestava

Delovna temperatura

Projektna temperatura

Delovni tlak

Stopnja korozije

Koncentracija klorida

Izpostavljenost vodiku

Značilnosti obraščanja

Možni materiali vključujejo:

Ogljikovo jeklo

Nerjaveče jeklo

Nerjaveče jeklo 316L

Duplex nerjaveče jeklo

Nizko{0}}legirano jeklo

Nikljeve zlitine

Drugi materiali-odporni proti koroziji

Pri korozivnem procesu lahko izboljšanje materiala cevi poveča začetno nakupno ceno, vendar znatno zmanjša tveganje vzdrževanja in zamenjave.

10. Parni grelnik: kaj je treba preveriti?

Če se kot ogrevalni medij uporablja para, mora projektna skupina določiti:

Tlak pare

Temperatura pare

Pretok pare

Temperatura kondenzata

Metoda odstranjevanja kondenzata

Dovoljen padec tlaka-na strani pare

Tlak pare določa približno temperaturo nasičenja in s tem razpoložljivo temperaturno-gonilno silo.

Če je temperatura vrelišča-na procesne strani preblizu temperaturi nasičenosti s paro, se lahko potrebno območje-prenosa toplote znatno poveča.

11. Grelec z reboilerjem: kdaj je primeren?

Ogrevan grelec Reboiler je mogoče razmisliti, kadar zahtevana procesna temperatura ali vir toplote omogočata neposredno kurjenje.

Vendar pa uvaja dodatne tehnične zahteve v primerjavi z izmenjevalnikom brez ognja.

Zasnova lahko vključuje:

Gorilniki

Sevalni del

Procesne cevi

Konvekcijski del

Sistem goriva

Z-zgorevalni sistem

Osnutek sistema

Ognjevarna

Stack

Upravljanje gorilnika

Instrumenti in varnostni sistemi

Za rafinerijske in petrokemične-grelnike API Std 560 zajema načrtovanje, materiale, izdelavo, inšpekcijo, testiranje in zahteve za postavitev splošnih grelnikov v rafinerijah. Podatki o trenutnih standardih API-ja prav tako opredeljujejo Std 560 kot aktivni standard-grelnika.

12. Kako izboljšati energetsko učinkovitost ponovnega kotla

Energijsko učinkovitost je treba oceniti v celotnem ogrevalnem sistemu.

Možna področja izboljšave vključujejo:

Optimizirajte temperaturni pristop

Ustreznejša temperaturna razlika lahko zmanjša nepotrebno površino-za prenos toplote in porabo energije.

Zmanjšajte obraščanje

Čiste površine-za prenos toplote ohranjajo učinkovitost in zmanjšujejo potrebo po višjih temperaturah-sredstva za ogrevanje.

Nadzor ogrevanja-Srednji pretok

Prekomerni pretok pare ali vročega-olja lahko potrati energijo, ne da bi zagotovil koristno dodatno delovanje.

Izboljšajte rekuperacijo kondenzata

Za parne sisteme lahko zbiranje kondenzata zmanjša potrebe po energiji in -čiščenju vode.

Izogibajte se pretiranemu toplotnemu toku

Stabilen-pogoj prenosa toplote lahko izboljša-dolgotrajno delovanje v težavnih storitvah.

13. Zasnova za vzdrževanje pred naročilom

Reboiler lahko dobro deluje med zagonom, pozneje pa še vedno predstavlja težavo pri vzdrževanju.

vprašaj:

Kako bo oprema pregledana?

Kako bodo cevi očiščene?

Ali je mogoče sveženj odstraniti?

Ali je mogoče kanal varno odpreti?

Koliko prostora za vzdrževanje je na voljo?

Odvisno od zasnove lahko vzdrževanje zahteva:

Čiščenje cevi

Odstranitev svežnja

Kemično čiščenje

Hidrobrizganje

Inšpekcija

Zamašitev cevi

Zamenjava cevi

Pri projektih EPC je treba prostor za vzdrževanje vključiti v načrt parcele pred dobavo opreme.

14. Velikost reboilerja ne sme temeljiti samo na trenutnih delovnih pogojih

Obrat le redko obratuje pri točno eni obremenitvi skozi celotno življenjsko dobo.

Razmislite o:

Normalna obremenitev

Minimalna obremenitev

Največja obremenitev

Zagon

Izklop

Prihodnje povečanje zmogljivosti

Na primer, ponovni bojler, zasnovan za 100-odstotno obremenitev, je treba oceniti za stabilno delovanje pri morda 50–60-odstotni obremenitvi, če proces zahteva pogosto prekinitev.

Nadzorni sistem in zasnova-prenosa toplote morata zato upoštevati pričakovano območje delovanja.

15. Kaj mora biti vključeno v RFQ za reboiler?

Za natančno ponudbo navedite:

Procesni podatki

Procesna tekočina

Stopnja pretoka

Sestava

Delovni tlak

Projektni tlak

Vhodna temperatura

Izhodna temperatura

Temperatura vrelišča

Stopnja uparjanja

Toplota

Grelni medij

Para / vroče olje / drug medij

Vhodna temperatura

Izhodna temperatura

Pritisk

Stopnja pretoka

Sestava-grelnega medija

Mehanske zahteve

Specifikacija materiala

Dizajn koda

Dodatek za korozijo

Faktor obraščanja

Dovoljen padec tlaka

Inšpekcijske zahteve

Informacije o projektu

Lokacija namestitve

Prostorske omejitve

Zahteve za povezavo

Filozofija delovanja

Razpored dostave

Zahteve glede dokumentacije

Bolj ko so te informacije popolne, bolj natančno lahko proizvajalec razvije toplotno in mehansko zasnovo.

Reboiler Grelnik za kemične in petrokemične projekte

Pri inženirskih projektih ponovnega kotla ne bi smeli obravnavati kot neodvisen del opreme.

Neposredno sodeluje z:

Destilacijski stolpec

Kondenzator

Spodnji sistem izdelkov

Sistem krmljenja

Parni sistem

Hladilni sistem

Procesni cevovod

Nadzorni sistem

Sprememba delovanja ponovnega kotla lahko vpliva na celoten postopek ločevanja.

Zaradi tega Chunlei Chemical Machinery pristopa k projektom ponovnega kotla z vidika celotnega procesa in ne zgolj izdelave posode za-prenos toplote.

Glede na zahteve projekta lahko Chunlei podpira:

Vrednotenje-dolžnosti postopka

Toplotna zasnova

Konfiguracija opreme

Izbira materiala

Mehanska zasnova

Izdelava

Inšpekcija

Tovarniško testiranje

Dostava

Podpora pri namestitvi

Podpora pri zagonu

EPC koordinacija projekta

Za večje kemične in petrokemične projekte lahko Chunlei Chemical Machinery integrira reboiler z drugo procesno opremo in zagotovi širšo inženirsko in EPC podporo.

Proizvajalec grelnika reboilerja: kaj naj kupci primerjajo?

Pri ocenjevanju dobaviteljev ne primerjajte ponudb samo po ceni.

Primerjaj:

To zagotavlja veliko boljšo osnovo za izbiro dobavitelja kot zgolj primerjava najnižje začetne cene.

Aplikacije grelnika reboilerja

Prilagojeni grelnik reboilerja se lahko uporablja v procesih, kot so:

Rafiniranje nafte

Petrokemična proizvodnja

Kemično ločevanje

Rekuperacija topila

Frakcioniranje ogljikovodikov

Destilacijski sistemi

Predelava plina

Fina kemična proizvodnja

Termo oljni sistemi

Končna konfiguracija mora vedno temeljiti na določenem procesu in ne zgolj na imenu aplikacije.

pogosta vprašanja

Kaj je glavna funkcija grelnika reboiler?

Njegova glavna funkcija je zagotavljanje nadzorovane toplote spodnjemu delu procesa destilacije ali ločevanja, pri čemer se proizvajajo pare, potrebne za ločevanje.

Kakšna je razlika med reboilerjem in običajnim izmenjevalnikom toplote?

Običajni izmenjevalnik toplote lahko preprosto prenaša občutno toploto med dvema tekočinama. Reboiler je posebej zasnovan za zagotavljanje toplote, ki povzroči izhlapevanje dela procesne tekočine, zaradi česar sta dvo{1}}fazni tok in vretje pomembna vidika načrtovanja.

Katero vrsto grelnika naj izberem?

Kotliček, termosifon, prisilna{0}}cirkulacija in ponovni kotli imajo različne prednosti. Izbira je odvisna od toplotne moči, procesne tekočine, zahtev po kroženju, padca tlaka, umazanije in delovnih pogojev.

Kakšna je velikost grelnika Reboiler?

Dimenzioniranje se običajno začne z zahtevano toplotno močjo, nato pa upošteva temperaturno razliko, koeficient -prenosa toplote, dovoljeno onesnaženje, padec tlaka, procesni tok in zahteve glede uparjanja.

Ali je mogoče ponovni bojler prilagoditi za-delovanje pri visokih temperaturah?

ja Konfiguracijo, materiale,-površino za prenos toplote, stopnjo tlaka in način ogrevanja je mogoče prilagoditi glede na pogoje postopka.

Ali lahko Chunlei Chemical Machinery izdeluje reboilerje po meri?

ja Chunlei Chemical Machinery lahko zagotovi inženiring in proizvodnjo reboilerja po meri na podlagi procesnih podatkov stranke, mehanskih zahtev in projektnih specifikacij.

Ali Chunlei zagotavlja podporo projektom EPC?

ja Pri ustreznih kemičnih, petrokemičnih in rafinerijskih projektih lahko Chunlei sodeluje poleg proizvodnje opreme in zagotavlja koordinacijo inženiringa, podporo pri namestitvi, zagon in storitve, povezane z EPC-.

Katere podatke naj pošljem, ko zahtevam ponudbo?

Navedite najmanj stopnjo pretoka procesa, sestavo tekočine, vstopne/izstopne pogoje, delovni tlak, toplotno obremenitev, zahteve za uparjanje in pogoje-grelnega medija. Dodatne informacije, kot so materiali, faktor onesnaženja in veljavni standardi, bodo izboljšale točnost ponudbe.