Le défi de l'installation sans-vidange
Un réservoir de traitement chimique nécessite une mise à niveau du chauffage, mais le processus ne peut pas être interrompu pendant les 2 à 3 jours nécessaires pour vidanger, nettoyer, installer un échangeur de chaleur conventionnel, remplir et réchauffer. Le réservoir est équipé d'une vanne de vidange inférieure de 100 mm. L'échangeur de chaleur existant, le cas échéant, est en panne ou est inadéquat. Le défi : installer un nouvel échangeur thermique en PTFE via la vanne de vidange inférieure sans vidanger le réservoir.
Ceci est possible car le tube en PTFE est flexible, léger et peut être fabriqué dans une configuration qui traverse la vanne de vidange dans un état replié ou replié et se dilate jusqu'à sa configuration opérationnelle une fois à l'intérieur du réservoir. La conception nécessite une ingénierie minutieuse du mécanisme d'insertion, de la méthode d'expansion et de l'étanchéité au niveau du raccord du robinet de vidange.
La conception d'insertion et d'expansion
L'échangeur de chaleur en PTFE est construit comme un faisceau de tubes flexibles fixés à une tige centrale. La tige traverse le robinet de vidange et sert à la fois de guide d'insertion et de conduit d'alimentation en vapeur. Le faisceau de tubes est replié autour de la tige pour l'insertion.-les tubes sont rassemblés avec une bande de retenue temporaire qui les maintient dans un faisceau compact suffisamment petit pour passer à travers l'ouverture de la valve.
La tige avec le faisceau effondré est insérée à travers la vanne de vidange ouverte. Une fois que le paquet est entièrement à l’intérieur du réservoir, la bande de retenue est libérée. Le mécanisme de libération est un cordon de traction-qui court le long de la tige vers l'extérieur du réservoir. Tirer sur le cordon libère la bande et les tubes PTFE, libérés de toute retenue, ressortent vers l'extérieur vers leur configuration opérationnelle conçue -un réseau radial qui répartit la surface chauffante dans toute la section transversale du réservoir-.
| Paramètre de conception | Spécification |
|---|---|
| Diamètre minimum du robinet de vidange | 80 mm (3 pouces) |
| Diamètre de la tige d'insertion | 50mm |
| Nombre de tubes PTFE dans le faisceau | 12-20 |
| Tube OD × paroi | 8 mm × 0,8 mm |
| Diamètre du faisceau effondré | 70 mm (passe à travers une valve de 80 mm) |
| Diamètre du faisceau élargi | 400-600 mm (en fonction de la taille du réservoir) |
| Méthode de libération de la bande de retenue | Tirer-le cordon vers un opérateur externe |
| Méthode d'étanchéité de la tige-à-la valve | Presse-étoupe ou joint gonflable |
| Temps d'installation (après préparation) | 2-4 heures |
L'étanchéité de la tige et la connexion à la vapeur
La tige traverse la vanne de vidange et doit être étanche à la pression du fluide de procédé tout en permettant à la tige d'être positionnée axialement et en rotation. Un joint de presse-étoupe à compression, semblable à une garniture de tige de vanne, est installé dans le chapeau de la vanne de vidange. Le matériau du joint est du graphite imprégné de PTFE- ou une garniture en PTFE pur, compatible avec la chimie du procédé.
Une fois le faisceau expansé à l’intérieur du réservoir, la position de la tige est fixée en serrant le presse-étoupe. L'extrémité externe de la tige se connecte à la tuyauterie d'alimentation en vapeur et de retour des condensats via des tuyaux flexibles. La tige elle-même est un tube coaxial : un tube interne transporte la vapeur vers le faisceau, et l'espace annulaire entre les tubes interne et externe renvoie le condensat.
La configuration opérationnelle
Le faisceau expansé forme un réseau radial de tubes s'étendant vers l'extérieur à partir de la tige centrale, près du fond du réservoir. Les tubes sont lestés à leurs extrémités avec de petits poids encapsulés en PTFE-de sorte qu'ils s'enfoncent dans une orientation presque-horizontale. La vapeur entrant par la tige s'écoule à travers les tubes et revient sous forme de condensat à travers l'espace annulaire. Le réseau de tubes fournit un chauffage réparti sur toute la section transversale du réservoir-, avec une convection naturelle transportant le fluide chauffé vers le haut à partir du faisceau monté en bas-.
La configuration est optimisée pour les réservoirs où le montage par le bas est acceptable et où le contenu du réservoir assure la circulation thermique. Il ne convient pas aux cuves présentant une forte accumulation de boues au fond, ce qui enfouirait le ballot.
La procédure de retrait et de maintenance
L'échangeur de chaleur est retiré en inversant la procédure d'installation. L'alimentation en vapeur est isolée et dépressurisée. La glande tige est relâchée. La tige est tirée vers l'extérieur et les tubes s'effondrent lorsqu'ils sont tirés à travers l'ouverture du robinet de vidange-à l'inverse du processus d'insertion. L'ensemble est retiré par la vanne. L'entretien ou le remplacement est effectué à l'extérieur du réservoir.
Cette conception permet le remplacement de l'échangeur thermique sans entrée dans le réservoir, sans vidange et sans interruption de la production au-delà des 2 à 4 heures nécessaires à l'opération d'insertion ou de retrait.
Résumé
Un échangeur de chaleur en PTFE personnalisé conçu pour être inséré à travers une vanne de vidange au fond du réservoir permet l'installation ou le remplacement du système de chauffage sans vidanger le réservoir. Le faisceau de tubes flexible et pliable traverse la vanne dans une configuration retenue et se dilate à l'intérieur du réservoir jusqu'à sa géométrie opérationnelle. Une tige coaxiale assure l'alimentation en vapeur, le retour des condensats et le guide d'insertion. La conception élimine les temps d'arrêt de production et l'élimination des déchets associés à la vidange du réservoir pour la maintenance de l'échangeur de chaleur.
Une assistance technique pour la conception d'un échangeur de chaleur en PTFE à insertion de drain est disponible sur soumission des dimensions du réservoir, de la taille et du type de la vanne de vidange, de la chimie et de la température du fluide de traitement, ainsi que des exigences de chauffage.
