Аж үйлдвэрийн хэрэглээнд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг дулаан солилцооны төхөөрөмжүүдийн нэг болох бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцуур (STHE) нь "бүрхүүл тал" (бүрхүүл ба хоолойн багцын хооронд шингэн урсдаг) болон "хоолойн тал" (хоолойн багц дотор шингэн урсдаг) аль алинд нь зориулагдсан хос урсгалтай бүтэцтэй. Үүний гол давуу тал нь тогтвортой байдал, дасан зохицох чадвар, найдвартай байдалд оршдог боловч бүтцийн онцлогоос шалтгаалан тодорхой хязгаарлалтууд байдаг. Энэхүү дүн шинжилгээ нь эдгээр давуу болон сул талуудыг нарийвчлан судлах бөгөөд тэдгээрийн үйл ажиллагааны хил хязгаарыг харуулсан хэрэглээний хувилбарууд:
Үндсэн давуу талууд: Аж үйлдвэрийн нарийн төвөгтэй нөхцөлд тохиромжтой, найдвартай
Бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцуурын давуу тал нь түүний хүчирхэг бүтцийн дизайн, боловсорсон үйлдвэрлэлийн процесс, ялангуяа өндөр даралт, өндөр температур, их урсгал болон бусад хүнд хэцүү ажлын нөхцөлд тохиромжтой байдаг тул 5 оноогоор дүгнэж болно.
1. Өндөр даралт, өндөр температурт тэсвэртэй, бүтцийн тогтвортой байдал
Бүрхүүлийн хоолойн төрлийн бүрхүүл (ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн ган, зэвэрдэггүй ган эсвэл хайлш материал) ба дулаан солилцооны хоолой (үлгэрээгүй ган хоолой, зэвэрдэггүй ган хоолой гэх мэт) нь өндөр ажлын даралт (30МПа хүртэл) болон өргөн температурын хүрээ (-200 градус ~ 1000 градус) тэсвэрлэх чадвартай зузаан ханатай бөгөөд даралтын цочролоос болж хэв гажилтанд амархан ордоггүй.
Тухайлбал, нефтийн химийн үйлдвэрийн салбарт катализаторын хагарлын төхөөрөмжид ашигладаг бүрхүүл, хоолойт дулаан солилцогч нь 400 градусаас дээш өндөр температур, 10МПа-аас дээш даралтыг удаан хугацаанд тэсвэрлэх чадвартай, бусад төрлийн дулаан солилцогч (хавтан дулаан солилцуур гэх мэт)-ээс ажиллах доголдлын түвшин бага байдаг.
2. Аж үйлдвэрийн хэмжээний эрэлт хэрэгцээнд тохирсон том боловсруулалтын урсгал
Хоолойн багцыг "олон{0}}хоолойн процесс" (2-процесс, 4-процесс гэх мэт) хэлбэрээр зохион бүтээх боломжтой бөгөөд бүрхүүлийн процесс нь хаалт хавтангаар дамжуулан шингэний хуваарилалтыг оновчтой болгож чадна. Нэг төхөөрөмжийн дулаан дамжуулах талбай нь олон мянган квадрат метрт хүрч болох бөгөөд энэ нь том урсгалтай шингэний дулаан дамжуулах шаардлагыг (цахилгаан станц дахь конденсатор, том хөргөлтийн систем дэх хөргөлтийн усны дулаан солилцоо гэх мэт) хангаж чаддаг.
Харьцуулбал: хавтангийн дулаан солилцуур нь хавтангийн талбайгаар хязгаарлагддаг, нэг нэгжийн дулаан солилцооны хамгийн их талбай нь ихэвчлэн 1000㎡-аас ихгүй байдаг бол бүрхүүл болон хоолой нь 5000㎡-ийг амархан нэвтлэх боломжтой бөгөөд энэ нь химийн үйлдвэр, цахилгаан эрчим хүч зэрэг томоохон{2}}үйлдвэрлэлийн хувилбаруудад илүү тохиромжтой.
3. Шингэний дасан зохицох чадвар өргөн, нарийн төвөгтэй зөөвөрлөгчтэй нийцдэг
Өндөр зуурамтгай чанар, бага хэмжээний тоосонцор, масштаблахад хялбар шингэнтэй ажиллахад ашиглаж болно (том диаметртэй дулаан солилцооны хоолой, бөглөрөлтөөс хамгаалах-хаалт зэрэг тусгай загвартай хослуулах шаардлагатай):
Наалдамхай шингэний хувьд (түүхий тос, тосолгооны тос гэх мэт) бүрхүүлийн хажуугийн хаалт нь шингэний хилийн давхаргыг эвдэж, хадгалалтыг бууруулдаг;
Бага хэмжээний хатуу тоосонцор (целлюлоз, хаягдал ус гэх мэт) агуулсан шингэний хувьд та бөглөрөхөөс зайлсхийхийн тулд φ25 мм ба түүнээс дээш том ширхэгтэй хоолойг сонгож болно;
Хавтангийн дулаан солилцогч нь ялтсуудын хоорондох жижиг зай (ихэвчлэн 2 ~ 5 мм) тул тэдгээрийн дасан зохицох чадвар нь бүрхүүл, хоолойноос хамаагүй бага байдаг тул тоосонцор эсвэл наалдамхай шингэнээр хаагдахад хялбар байдаг.
4. Засвар үйлчилгээний зардал бага, засвар үйлчилгээний өндөр тав тухтай байдал
Ихэнх бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцогчийг (хөвөгч толгой, U{0}}хоолой гэх мэт) бүрэн гаргаж авах боломжтой бөгөөд ингэснээр хоолой болон бүрхүүлийг механикаар цэвэрлэх (өндөр даралттай усны тийрэлтэт цэвэрлэгээ гэх мэт) эсвэл эвдэрсэн дулаан солилцооны хоолойг солих боломжтой бөгөөд ингэснээр төхөөрөмжийг бүхэлд нь задлахгүйгээр хийх боломжтой;
Тухайлбал, химийн үйлдвэрийн хөргөгчийг зургаан сар тутамд засвар үйлчилгээ хийдэг. Хөвөгч толгойн бүрхүүлийн хоолой нь хоолойн багцыг гаргаж авах, цэвэрлэх, дахин тохируулахад ердөө 1-2 хоног зарцуулдаг бол хавтан дулаан солилцогч нь хэдэн зуун хавтанг задлах шаардлагатай бөгөөд засвар үйлчилгээний хугацаа 3-5 хоног байна.
5. Боловсруулсан үйлдвэрлэлийн процесс ба хяналттай өртөг
Бүрхүүлийн болон хоолойн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд (бүрхүүл, хоолойн багц, хоолойн хуудас) нь стандартчилсан боловсруулалттай, нарийн төвөгтэй хэвний шаардлагагүй, материалын сонголт нь уян хатан (нүүрстөрөгчийн ган, зэвэрдэггүй ган, титан хайлш гэх мэт) бөгөөд ажлын нөхцлийн дагуу хамгийн үр дүнтэй схемд нийцэх-;
Харьцуулалт: авсаархан дулаан солилцогч (спираль хавтан, хавтан бүрхүүл гэх мэт) нь нарийн төвөгтэй бүтэцтэй, өндөр түвшний тохируулгатай байдаг тул үйлдвэрлэлийн өртөг нь ижил дулаан дамжуулах талбайтай бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцогчоос ихэвчлэн 20% ~ 50% илүү байдаг.
Үндсэн сул талууд: хязгаарлагдмал үр ашиг, орон зай, хязгаарлагдмал дасан зохицох хувилбарууд
Бүрхүүл ба хоолойн сул талууд нь дулаан дамжуулалтын үр ашиг, орон зайн ашиглалтад өндөр шаардлага тавьдаг хувилбаруудад илэрхий дутагдалтай байдаг "бүрхүүлгийн шингэний жигд бус урсгал" ба "харьцангуй сул бүтэцтэй" онцлогтой холбоотой юм. Тодруулбал, 4 оноогоор дүгнэж болно.
1. Дулаан дамжуулалтын үр ашиг бага, эрчим хүчний хэрэглээ харьцангуй өндөр
Бүрхүүлийн хажуугийн шингэн нь хаалтаар хаагдсан бөгөөд энэ нь "үхсэн бүс" (шингэн хадгалах хэсэг) үүсгэхэд хялбар бөгөөд урсгалын хурд нь хоолойн талынхаас ихэвчлэн бага байдаг (ерөнхийдөө 0.5~2м/с), үр дүнд нь бүрхүүлийн хажуугийн дулаан дамжуулах коэффициент бага (ус -усны дулаан солилцооны үед нийт дулаан дамжуулах коэффициент W~10²0м орчим байдаг);
Харьцуулалт: ялтсуудын хоорондох шингэн нь турбулент (урсгалын хурд 1~3м/с) тул дулаан солилцуурын нийт дулаан дамжуулах коэффициент нь 3000~6000 Вт/(м²· градус), ижил дулаан солилцооны хэрэгцээнд бүрхүүл, хоолойн эрчим хүчний зарцуулалт хавтантай харьцуулахад 15% ~ 30% их байдаг.
2. Том хэмжээтэй, зай багатай
Дулаан дамжуулалтын коэффициент багатай тул ижил дулаан солилцооны үр дүнд хүрэхийн тулд бүрхүүл, хоолой нь илүү том дулаан солилцооны талбайг шаарддаг тул төхөөрөмжийн хэмжээ, жин нь авсаархан дулаан солилцогчоос хамаагүй их байх болно;
Жишээлбэл, 1000 кВт-ын дулаан дамжуулах ачаалалд хүрэхийн тулд бүрхүүл ба хоолойн эзэлхүүн нь ойролцоогоор 20 ~ 30 м³ байдаг бол хавтан нь зөвхөн 5 ~ 8 м³ шаардлагатай байдаг тул бүрхүүл, хоолой нь орон зайн хязгаарлагдмал хувилбаруудад (эмийн цэвэр өрөө, хөлөг онгоцны дулаан солилцооны систем гэх мэт) тохиромжгүй байдаг.
3. Бүрхүүлийг цэвэрлэх нь хэцүү бөгөөд гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэхэд хялбар байдаг
Хоолойн багцыг гаргаж авах боломжтой боловч бүрхүүлийн дотор талыг бүрэн цэвэрлэхэд хэцүү байдаг (ялангуяа хаалт ба бүрхүүлийн хоорондох зай, хоолойн боодол хоорондын нарийн зай). Хэмжихэд хялбар шингэнийг (хатуу ус, хольц{1}}процессын шингэн агуулсан) боловсруулбал бүрхүүл дэх масштабын давхарга өтгөрч, дулаан дамжуулалтын үр ашиг буурна (масштабны зузаан 1 мм-ээр нэмэгдэх тусам дулаан дамжуулах үр ашиг 10%-15%-иар буурна);
Харьцуулалт: Бүх{0}}гагнасан хавтан дулаан солилцогч нь CIP (онлайн цэвэрлэгээ) системээр дамжуулан бүрхүүлд үхсэн зайг цэвэрлэх боломжгүй бөгөөд масштабын асуудал нь бүрхүүлийн хоолойноос хамаагүй бага юм.
4. Хязгаарлагдмал дулааны нөхөн олговорын хүчин чадал ба температурын зөрүүний холбогдох муж
Тогтмол хоолойн хуудасны бүрхүүл ба хоолойн төрөлд (хамгийн энгийн бүтэц) хоолойн хуудас нь бүрхүүлд хатуу холбогдсон байна. Хоолойн урсгал ба бүрхүүлийн урсгалын хоорондох температурын зөрүү хэт их байвал (50 хэмээс дээш гэх мэт) хоолойн бүрхүүл нь янз бүрийн дулааны тэлэлтийн коэффициентээс шалтгаалан дулааны стресс үүсгэх бөгөөд энэ нь хоолойны хуудасны хэв гажилт эсвэл дулааны солилцооны хоолой гоожиход хүргэж болзошгүй тул нөхөн төлбөр авахын тулд "өргөтгөх холбоос" суурилуулах шаардлагатай;
Хэдийгээр хөвөгч толгойн төрөл ба U{0}}хоолойн төрөл нь дулааны нөхөн олговрын асуудлыг шийдэж чаддаг ч бүтэц нь илүү төвөгтэй (зардал нь 15% ~ 20% -иар өсдөг) бөгөөд U-хоолойн төрлийн хоолойг цэвэрлэхэд хэцүү байдаг (U-хоолойн дотор талд хүрч болохгүй).
Дүгнэлт: Холбогдох хувилбарууд нь сонголтыг тодорхойлдог
Дулаан солилцуур нь "бүх-зорилготой төхөөрөмж" биш бөгөөд түүний сонголтыг ажлын нөхцлийн тэргүүлэх чиглэлтэй хослуулах хэрэгтэй:
● Тэргүүлэх сонголтын хувилбарууд:өндөр даралт ба өндөр температур (нефть химийн урвалын дулаан солилцоо гэх мэт), их хэмжээний урсгал (цахилгаан станцын конденсатор гэх мэт), бөөмс/өндөр зуурамтгай чанар (целлюлозын хөргөлт гэх мэт), засвар үйлчилгээний тав тухтай байдлын өндөр шаардлага бүхий үйлдвэрлэлийн хувилбарууд;
● Үзэгдэлийг анхааралтай сонгох:хязгаарлагдмал орон зай (цэвэр цех гэх мэт), эрчим хүчний бага зарцуулалт (иргэний халаалт гэх мэт), масштабаар тооцоход хялбар, ойр ойрхон цэвэрлэх (хоол хүнс, ундааны ариутгал гэх мэт) үзэгдэл (илүү санал болгож буй хавтан, спираль хавтан болон бусад авсаархан дулаан солилцуур).
Товчхондоо, бүрхүүл ба хоолойн дулаан солилцогч нь үйлдвэрлэлийн салбарт "найдвартай тоглогчид" бөгөөд нарийн төвөгтэй, хүнд хэцүү нөхцөлд орлуулшгүй боловч өндөр үр ашигтай, нягтралыг эрэлхийлэхийн тулд илүү тохиромжтой дулаан солилцооны төхөөрөмжид байр сууриа тавьж өгөх хэрэгтэй.
Халуун Сэдвүүд: сайн чанарын давхар хоолой дулаан солилцуур, Хятад сайн чанарын давхар хоолой хуудас дулаан солилцуур үйлдвэрлэгчид, ханган нийлүүлэгчид, үйлдвэр
