Проблема частинок
Розчини гідрометалургійного вилуговування, шахтна вода та промислові стічні води несуть зважені тверді речовини-пісок, дрібну руду, фрагменти окалини та осаджені солі-, які потрапляють на поверхні теплообмінника. При швидкості потоку вище 0,5 м/с ці частинки руйнують стінки труб. При менших швидкостях вони осідають на поверхні труб, утворюючи ізоляційні шари мулу. Обидва механізми зменшують теплообмін і скорочують термін служби обладнання.
Зовнішні фільтри, встановлені в технологічному трубопроводі, захищають теплообмінник, але додають капітальних витрат, вимагають окремого обслуговування та займають додатковий простір. Інтегрований сітчастий фільтр,-вбудований у вхідну секцію теплообмінника з PTFE-забезпечує такий самий захист у межах площі теплообмінника, усуваючи окремі резервуари сітчастого фільтра та пов’язані з ними трубопроводи.
Фільтр являє собою перфоровану пластину з PTFE або сітчасту панель, встановлену на вході технологічної рідини в пучок труб. Він захоплює частинки, розмір яких перевищує визначений, перш ніж вони досягнуть трубок. Сітчастий фільтр доступний для очищення через той самий отвір резервуара, який використовується для обслуговування теплообмінника.
Інтегрована конструкція фільтра
Панель сітчастого фільтра виготовлена з листа PTFE, перфорованого з отворами такого розміру, щоб пропускати частинки, менші за мінімальний зазор між сусідніми трубами. Для пучка труб із відстанню між трубами 20 мм діаметр отвору сітчастого фільтра зазвичай становить 10-12 мм — достатньо великий, щоб пропускати рідину без надмірного падіння тиску, достатньо малий, щоб блокувати частинки, які можуть застрягти між трубками.
Сітчастий фільтр встановлено на передній поверхні опорної рами пучка труб. Технологічна рідина, що надходить у пучок, повинна пройти через сітчастий фільтр перед контактом із трубами. Сітчастий фільтр закріплюється за допомогою PTFE кріплень або ковзає в пази в опорній рамі, що дозволяє знімати для очищення без розбирання пучка труб.
Для застосувань із дуже високим вмістом твердих частинок використовується дво-ступінчастий фільтр: грубий зовнішній фільтр (15-20 мм отворів) захоплює велике сміття, а дрібніший внутрішній фільтр (8-10 мм отвори) захоплює проміжні частинки. Двоступенева конструкція запобігає швидкому засліпленню тонкого сітчастого фільтра великим сміттям.
| Параметр конструкції | Одноступінчастий фільтр- | Двоступеневе-сіто |
|---|---|---|
| Розмір зовнішнього сітчастого отвору | N/A | 15-20 мм |
| Розмір внутрішнього сітчастого отвору | 10-12 мм | 8-10 мм |
| Коефіцієнт відкритої площі | 40-50% | 35-45% (комбінований) |
| Падіння тиску при проектній витраті | 50-150 Па | 80-200 Па |
| Максимальний розмір частинок досягає трубок | 10-12 мм | 8-10 мм |
| Частота очищення (помірні тверді речовини) | Щотижня | Дво-тижневі |
| Відповідне завантаження твердих речовин | До 5 г/л | 5-20 g/L |
Перепад тиску та цикл очищення
Падіння тиску в фільтрі збільшується, оскільки сміття накопичується на верхній поверхні. Падіння тиску контролюється диференційним манометром, підключеним до кранів з обох боків панелі фільтра. Коли падіння тиску досягає встановленого порогу-зазвичай у 2-3 рази більше чистого значення, сітчастий фільтр потребує очищення.
Очищення виконується протягом запланованого інтервалу технічного обслуговування. Рівень бака опускається нижче сітчастого фільтра, до якого можна отримати доступ у верхній частині теплообмінника. Панель сітчастого фільтра піднімається, накопичене сміття очищається або змивається, а панель знову встановлюється. Операція очищення займає 30-60 хвилин і не вимагає видалення трубного пучка.
Панель сітчастого фільтра є хімічно інертною-її можна очистити тими ж агресивними хімікатами, що й для пучка труб, або просто промити-водою під тиском. Немає корозії, покриття, яке можна пошкодити, і металу, який би забруднив процес.
Матеріали та виготовлення
Панель сітчастого фільтра виготовлена з того самого класу PTFE, що й труби теплообмінника, що забезпечує однакову хімічну сумісність і теплові характеристики. Процес перфорації-свердління або пробивання-створює чисті отвори з гладкими краями, які перешкоджають прилипанню сміття. Товщина панелі становить 6-10 мм, що забезпечує достатню жорсткість для охоплення поверхні пучка труб без надмірного прогину під навантаженням перепаду тиску.
Для великих пучків сітчастий фільтр розділений на кілька панелей, кожна з яких знімається окремо. Це дозволяє частково очищати, якщо забруднена лише одна секція, і зменшує вагу, яку повинна витримувати кожна панель. Стики панелей перекриваються або з’єднуються, щоб запобігти обходу сміття.
Резюме
Теплообмінник з ПТФЕ з інтегрованими фільтрами захищає поверхні труб від попадання твердих часток і блокування без зовнішніх резервуарів фільтра або додаткових труб. Перфоровані панелі з ПТФЕ, встановлені на передній стороні пучка труб, захоплюють сміття, яке перевищує вказаний пороговий розмір. Контроль перепаду тиску сигналізує про вимоги до очищення.
Інтегрована конструкція економить простір, спрощує технічне обслуговування та гарантує, що захист від нагрівання та твердих частинок забезпечується хімічно інертними компонентами з PTFE,-зручними для обслуговування.
Інженерна підтримка специфікації теплообмінника з інтегрованим фільтром PTFE доступна після подання складу технологічної рідини, вмісту твердих речовин і розподілу частинок за розміром, швидкості потоку та геометрії резервуара.
