La contrainte de rénovation qui détermine la sélection de la disposition
Une ligne de placage en service depuis dix à quinze ans est en cours de modernisation avec un nouvel échangeur de chaleur en PTFE. Le réservoir existant est en place. L'arrivée de vapeur et le retour des condensats sont en place. L'espace disponible autour du réservoir est limité par les équipements adjacents, les colonnes structurelles et la tuyauterie aérienne. L'échangeur de chaleur doit être installé sans déplacer le réservoir ni modifier la structure du bâtiment.
Les options d'agencement disponibles dans une nouvelle installation - une empreinte au sol plus grande, une orientation différente, un tracé de tuyauterie différent - ne sont pas disponibles dans une rénovation. L'échangeur de chaleur doit être conçu pour s'adapter aux contraintes existantes et la disposition doit minimiser la main d'œuvre requise pour l'installation, la tuyauterie et la mise en service.
Facteurs d'aménagement qui déterminent la main d'œuvre d'installation
Plusieurs facteurs de configuration déterminent la main-d'œuvre d'installation d'un échangeur de chaleur en PTFE modernisé.
Orientation de l'échangeur de chaleur.Une orientation verticale nécessite moins d'espace au sol qu'une orientation horizontale mais peut nécessiter un dispositif de levage pour l'installation. Une orientation horizontale est plus facile à installer mais nécessite plus d’espace au sol.
Emplacement de connexion.Les connexions d'entrée et de sortie doivent être situées de manière à minimiser les longueurs de tuyauterie vers les connexions d'alimentation en vapeur et de processus existantes. Les connexions orientées dans la mauvaise direction nécessitent une tuyauterie, des raccords et une main d'œuvre supplémentaires.
Structure de soutien.L'échangeur de chaleur doit être supporté par la structure existante ou par une nouvelle structure de support. Un aménagement utilisant la structure existante réduit le travail d'installation et le coût des nouveaux supports.
Dégagement pour l'installation.La disposition doit fournir suffisamment d'espace pour que l'échangeur de chaleur puisse être mis en place, connecté et entretenu. Un dégagement insuffisant augmente le travail d'installation et le risque de dommages lors de l'installation.
Exigences de poids et de levage.Le poids de l'échangeur de chaleur détermine l'équipement de levage requis. Une unité plus légère peut être installée avec une grue ou un palan plus petit, ce qui réduit le coût d'installation.
Complexité de la tuyauterie.Le nombre de coudes, de tés et de réducteurs dans la tuyauterie affecte la main d'œuvre d'installation et la chute de pression. Une disposition qui minimise la complexité de la tuyauterie réduit les deux.
Comparaison des options de présentation pour la main d'œuvre d'installation
Le tableau suivant résume la main d'œuvre d'installation pour différentes configurations d'échangeurs de chaleur en PTFE dans une ligne de placage modernisée avec un espace au sol limité et une alimentation en vapeur existante.
| Option de mise en page | Orientation | Emplacement de connexion | Structure de soutien | Main d'œuvre d'installation (heures) | Coût d'installation à 85 $/heure | Coût relatif |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tuyauterie horizontale,-montée au sol, personnalisée | Horizontal | Connexions latérales, extrémités opposées | Nouveaux supports de sol | 60–80 | $5,100–6,800 | 100 |
| Connexions horizontales,-montées au sol et optimisées | Horizontal | Connexions face à la tuyauterie existante | Nouveaux supports de sol | 40–55 | $3,400–4,675 | 67 |
| Connexions verticales, murales-optimisées | Verticale | Connexions en haut et en bas | Supports muraux existants | 30–40 | $2,550–3,400 | 50 |
| Vertical, monté au sol-avec support existant | Verticale | Connexions alignées avec la tuyauterie existante | Structure de plancher existante | 25–35 | $2,125–2,975 | 42 |
| Skid-monté, pré-tuyauté | Horizontal ou vertical | Pré-acheminé vers un seul point de connexion | Châssis antidérapant | 15–25 | $1,275–2,125 | 25 |
| Unité modulaire avec-raccords à déconnexion rapide | N'importe lequel | Déconnexion rapide-au niveau des connexions pré-canalisées | Châssis modulaire | 10–18 | $850–1,530 | 17 |
Les valeurs de main d'œuvre d'installation supposent une modernisation d'une ligne de placage existante avec le réservoir en place et l'approvisionnement en vapeur disponible. Le coût d'installation comprend la main d'œuvre nécessaire au déplacement de l'échangeur de chaleur, au raccordement de la tuyauterie et à la mise en service.
Pourquoi les configurations-montées sur châssis et-pré-canalisées réduisent le travail ?
Un échangeur de chaleur-monté sur patins est assemblé sur un cadre en acier avec la tuyauterie, les vannes et les instruments préinstallés-en usine. L'unité arrive sur le site sous forme d'un package complet et l'installation consiste à mettre en place le skid et à connecter un seul point de raccordement au procédé et un seul point de raccordement à la vapeur.
Le skid pré--tuyauté réduit le travail d'installation pour trois raisons. Premièrement, la tuyauterie est déjà assemblée et testée, ce qui élimine le travail de tuyauterie sur site. Deuxièmement, les connexions sont regroupées en un seul point, ce qui réduit le nombre de connexions sur le terrain. Troisièmement, l'unité peut être testée et mise en service en usine, ce qui réduit le temps de mise en service sur le terrain.
La configuration montée sur skid-est particulièrement efficace dans les rénovations où la tuyauterie existante est difficile à modifier. Le patin peut être positionné pour s'aligner avec les points de connexion existants, et les connexions pré--tuyautées peuvent être conçues pour correspondre à la tuyauterie existante.
Le rôle de l’orientation de la connexion
L'orientation des connexions d'entrée et de sortie a un effet significatif sur la main d'œuvre d'installation. Les connexions qui font face à la tuyauterie existante nécessitent des parcours de tuyauterie plus courts et moins de raccords. Les connexions orientées dans la mauvaise direction nécessitent des tuyaux, des coudes et de la main d'œuvre supplémentaires.
Pour un échangeur de chaleur modernisé, l'orientation des connexions doit être spécifiée en fonction de la disposition réelle de la tuyauterie dans l'installation. Une étude de site qui documente l'emplacement et l'orientation des connexions existantes d'alimentation en vapeur, de retour de condensat et de processus fournit les informations nécessaires pour spécifier l'orientation des connexions.
L'orientation de la connexion affecte également l'accès de maintenance. Les connexions situées sur le côté ou sur le dessus de l'échangeur thermique sont plus faciles d'accès pour la maintenance que les connexions situées en bas ou dans un espace confiné.
Le rôle de la structure de soutien
La structure de support d’un échangeur de chaleur modernisé peut représenter un élément de coût important. Une nouvelle structure de support nécessite une conception, une fabrication et une installation. Un aménagement utilisant la structure existante élimine ce coût.
Les échangeurs de chaleur verticaux peuvent souvent être soutenus par des supports muraux ou par les colonnes structurelles existantes. Les échangeurs de chaleur horizontaux nécessitent généralement des supports de sol, qui peuvent devoir être conçus et fabriqués.
La structure de support doit être conçue pour s'adapter à la dilatation thermique de l'échangeur thermique. Un support rigide qui contraint la dilatation thermique peut imposer des contraintes sur l'échangeur thermique et la tuyauterie. Un support flexible qui permet à l'échangeur de chaleur de se dilater et de se contracter librement réduit les contraintes et le risque de panne.
Le rôle du levage et du gréage
Le poids et les dimensions de l'échangeur de chaleur déterminent l'équipement de levage requis pour l'installation. Un grand échangeur de chaleur peut nécessiter une grue, tandis qu'une unité plus petite peut être installée avec un palan ou un chariot élévateur.
Un échangeur de chaleur plus léger réduit les coûts de levage et le risque de dommages lors de l'installation. Le poids peut être réduit en utilisant une surface plus petite, une paroi de tube plus fine ou une structure de support plus légère. Cependant, ces changements peuvent affecter les performances thermiques et la durée de vie.
Le plan de levage doit être élaboré avant la commande de l'échangeur thermique. Le plan doit identifier les points de levage, l'équipement de levage et le chemin depuis le point de livraison jusqu'au lieu d'installation. Une disposition qui permet à l'échangeur de chaleur d'être mis en place sans obstruction réduit le travail d'installation et le risque de dommages.
Caractéristiques de conception qui réduisent le travail d'installation
Plusieurs caractéristiques de conception réduisent le travail d'installation pour un échangeur de chaleur en PTFE modernisé.
Skid pré-tuyauté.Une unité-montée sur châssis avec-tuyauterie, vannes et instruments préinstallés réduit le travail de tuyauterie sur site et le temps de mise en service.
Raccords à déconnexion rapide-.Les raccords à déconnexion rapide-au niveau des connexions de processus et de vapeur permettent de connecter et de déconnecter l'échangeur de chaleur en quelques minutes plutôt qu'en quelques heures.
Connexions flexibles.Les tuyaux flexibles ou les joints de dilatation au niveau des connexions permettent de compenser un désalignement mineur et une dilatation thermique sans imposer de contrainte sur l'échangeur de chaleur ou la tuyauterie.
Supports réglables.Les supports réglables permettent de niveler et d'aligner l'échangeur de chaleur une fois mis en place, ce qui réduit le temps nécessaire à l'alignement.
Œillets et tourillons de levage.Les œillets de levage ou les tourillons sur la coque de l'échangeur thermique permettent de soulever l'unité avec une grue ou un palan sans gréement qui pourrait endommager la tuyauterie ou le faisceau de tubes.
Construction modulaire.Un échangeur de chaleur modulaire peut être assemblé à partir de composants plus petits qui sont plus faciles à mettre en place. Ceci est particulièrement utile dans les rénovations avec un accès limité.
Paramètres de spécification pour une faible main d’œuvre d’installation
Les ingénieurs d'équipement spécifiant un échangeur de chaleur en PTFE pour une ligne de placage modernisée doivent confirmer les paramètres suivants avec le fournisseur.
Enquête de chantier.Fournissez au fournisseur une étude de site qui documente le réservoir existant, la tuyauterie, l'alimentation en vapeur et l'espace disponible.
Orientation.Précisez l’orientation requise en fonction de l’espace disponible et de la tuyauterie existante.
Emplacement et orientation de la connexion.Spécifiez l'emplacement et l'orientation de la connexion en fonction de la disposition de la tuyauterie existante.
Structure de soutien.Spécifiez la structure de support en fonction de la structure existante et des exigences de dilatation thermique.
Dispositions de levage.Préciser les points de levage et les équipements de levage disponibles sur le chantier.
Option de montage sur patin-.Spécifiez si une unité-montée sur châssis avec des-connexions pré-canalisées est requise.
Raccords à déconnexion rapide-.Spécifiez le type de raccord au niveau des raccords process et vapeur.
Connexions flexibles.Spécifiez les connexions flexibles requises pour tenir compte du désalignement et de la dilatation thermique.
Estimation de la main d'œuvre d'installation.Demander au fournisseur de fournir une estimation de la main-d'œuvre d'installation basée sur l'étude du site et la disposition spécifiée.
Faire correspondre la disposition aux contraintes d’installation
La disposition d'un échangeur de chaleur en PTFE dans une ligne de placage modernisée détermine la main d'œuvre d'installation et le coût total de modernisation. Une disposition-montée sur patins et pré-tuyautée avec une orientation de connexion optimisée et une structure de support existante réduit le travail d'installation de 50 à 75 % par rapport à une disposition personnalisée-tuylée et montée au sol-. Les économies de main d'œuvre d'installation peuvent plus que compenser le coût d'investissement plus élevé de l'unité montée sur skid-.
La décision d'aménagement doit être basée sur une analyse spécifique à l'installation-qui intègre l'espace disponible, la tuyauterie existante, la structure de support et l'équipement de levage. Une étude de site et un dessin d'implantation fournissent les informations nécessaires pour spécifier l'implantation optimale.
Pour les lignes de placage modernisées évaluant les options d'échangeur de chaleur, la configuration doit être sélectionnée en fonction du coût total d'installation, y compris le coût d'investissement, la main d'œuvre d'installation et la perte de production lors de l'installation. Un échangeur de chaleur avec un coût d'investissement plus élevé mais un coût d'installation inférieur peut avoir un coût total de rénovation inférieur.
Les ingénieurs d'équipement et les spécialistes en approvisionnement évaluant les spécifications des échangeurs de chaleur en PTFE pour les lignes de placage modernisées peuvent demander une révision de la conception couvrant l'orientation, l'emplacement des connexions, la structure de support, les dispositions de levage et les options de montage sur châssis pour confirmer que l'unité est adaptée aux contraintes d'installation réelles et à la structure de coûts de l'installation.
