Kaksoisputkilämmönsiirtimet sopivat vaativien aineiden prosessointiin kemianteollisuudessa

Kaksoisputkilämmönsiirtimet sopivat vaativien aineiden prosessointiin kemianteollisuudessa

Kemianalan yrityksen valmistusprosessissa tuotteen lämmitys ja nopea jäähdytys toteutettiin aiemmin reaktorilla, jossa oli vaippalämmitys. Rakenne aiheutti ongelmia, joista seurasi tuotantokatkoja ja ylläpitokustannuksia. Finess ratkaisi haasteet toimittamalla kohteeseen neljä XTube-lämmönsiirrintä. Ne soveltuvat erinomaisesti prosessiin, jossa ilmenee rajuja lämpötilavaihteluita ja suuria viskositeetin muutoksia.

Kemianteollisuuden alan yrityksessä tuotteen valmistusprosessin vaiheisiin kuuluvat tuotteen lämmitys ja nopea jäähdytys. Prosessissa tapahtuu hyvin suuria ja nopeita lämpötilanvaihteluja, jotka kuormittavat prosessilaitteiston rakenteita.

Rakenteille asettavat haasteita myös valmistettavan tuotteen viskositeetin muutokset.

Prosessin vaiheet toteutettiin aiemmin käyttäen isoja reaktoreja, joissa oli vaippalämmitys. Käytännössä ne olivat säiliöitä, joiden ulkopuolella kiersivät putket lämmitys- ja jäähdytysveden kiertoa varten. Ratkaisu ei ollut ihanteellinen jatkuvia ja suuria lämpötilanvaihteluita käsittävään prosessiin. Lämpöjännitysten aiheuttamia vaurioita jouduttiin korjaamaan usein, mistä aiheutui tuotantokatkoja ja ylläpitokustannuksia.

Onnistunut suunnittelu toi monia hyötyjä

Finess ratkaisi rakenteeseen liittyvät haasteet suunnittelemalla laitteiston, jossa jäähdytys ja lämmitys tapahtuvat erillisessä lämmönsiirtimessä reaktorin ulkopuolella. Uusi rakenne on suunniteltu kestämään nopeat lämpötilanvaihtelut, ja jokainen lämmönsiirrinmoduuli on varustettu tasauspalkeilla. Laitteistoon lisättiin myös kaatoa, jonka ansiosta putkisto voidaan helposti tyhjentää. Finessin valikoimaan kuuluvat XTUBE-kaksoisputkilämmönsiirtimet soveltuvat erinomaisesti juuri tämäntyyppiseen käyttötarkoitukseen, jossa lämpötilojen ja viskositeetin suuret vaihtelut kuormittavat laitteistoa.

Onnistuneen suunnittelun ansiosta myös tuotantoprosessin nopeus kasvoi, eli laitteistossa on enemmän tehoa.

– Kaupan päälle asiakas sai vielä kolmannen hyödyn: tuotantoerän litramääräinen koko kasvoi lämmönsiirtimen tilavuuden verran, eli asiakas pystyy valmistamaan uudella laitteistolla suurempia eriä, Finess Energy Oy:n toimitusjohtaja Juha-Pekka Paavola kertoo.

Teknisenä ratkaisuna neljä isoa kaksoisputkilämmönsiirrintä

Kaksoisputkilämmönsiirrin on erikoistuote, jonka rakenne ja toimintaperiaate ovat monille tuntemattomia. Kaksoisputkilämmönsiirrin soveltuu vaativille väliaineille, koska siinä on iso vapaa virtauskanava, joka ei tukkeudu. Ratkaisu on ihanteellinen prosesseihin, joissa käsitellään viskooseja nesteitä ja nesteitä, joissa on paljon partikkeleita, kuituja tms. Kaksoisputkilämmönsiirrin sopii näin ollen erinomaisesti esimerkiksi jätevesille, joissa on partikkeleita.

– Toimitimme tähän kemiantehtaaseen neljä isoa kaksoisputkilämmönsiirrintä. Niiden kokoluokasta kertoo hyvin se, että toimitus sisälsi kaksi täyttä rekka-autollista tavaraa, Paavola kertoo.

Prosessin lämpötilavaihtelu on suuri: samassa lämmönsiirtimessä ajetaan lämmityspiirissä 90 ºC:n lämpöistä vettä ja jäähdytyspiirissä vettä, jonka lämpötila on 7 ºC. Prosessissa tapahtuu lämpöshokki; siirtyminen lämpötilasta toiseen tapahtuu sekunneissa. 

Suunnittelussa oli oleellista ottaa huomioon myös lämpöliikkeiden tasaukset. Rakenteellinen lujuus varmistettiin asentamalla jokaiseen lämmönsiirrinmoduuliin paljetasaimet, jotka kompensoivat putkiston lämpölaajenemista.

Kemiallisten aineiden käsittely asettaa vaatimuksia myös itse materiaalille. XTUBE-kaksoisputkilämmönsiirtimet on valmistettu kokonaan haponkestävästä teräksestä.

Lämmönsiirtimien lisäksi toimitussisältöön kuuluivat lämmönsiirtimen putkien lämpöeristys ja koko laitteiston ympäröivä kotelointi. Lisävarusteet vähentävät laitteiden lämpöhäviötä sekä toimivat kondenssisuojauksena.

Kaksoisputkilämmönsiirtimen keskeiset asiakashyödyt​

  • Lämmönsiirtimien kaksoisputkirakenne soveltuu haastavalle väliaineelle, kuten prosessiliuokselle, jonka viskositeetti muuttuu prosessin lämpötilan mukaan.
  • Lämmönsiirtimien kaadot varmistavat putkiston tyhjennyksen; kaadon ansiosta putkisto saadaan täysin tyhjäksi aineesta.
  • Kaksoisputkilämmönsiirtimen rakenne kestää nopeat lämpöliikkeet.
  • Prosessi nopeutuu ja tehostuu vikojen ja katkojen määrän vähenemisen ansiosta.
  • Ylläpitokustannukset alenevat.
  • Suuremmat eräkoot tehostavat tuotantoa ja lisäävät kannattavuutta.

Oletko kiinnostunut lämmönsiirtimistä teollisuuteen tai kiinteistöihin? Ota yhteyttä asiantuntijoihimme tai täytä lomake, niin me otamme yhteyttä sinuun:

Juha-Pekka Paavola
puh. 040 159 7767
juha-pekka.paavola@finess.fi

Antti Mattila
puh. 040 723 4774
antti.mattila@finess.fi

    * Pakollinen