پایپینگ اطراف مبدل حرارتی

پس از آشنایی با انواع مبدل های حرارتی ، نوبت به نحوه لوله کشی اطراف مبدل های حرارتی می رسد ، در این مقاله به نحوه لوله کشی بهینه اطراف مبدل های حرارتی خواهیم پرداخت .

تکیه گاه و موقعیت مبدل

مبدل های حرارتی در محیط واحد فرآیندی در نزدیکی تجهیزات (Equipment) مرتبط قرار می گیرند تا خطوط لوله با هزینه کمتر قابل راه اندازی بوده و مشخصات لازم در فرآیند و دسترسی اپراتور و تعمیر کار تامین گردد . ساپورت تجهیزات (مثلا Air cooler ها یا Reboiler عمودی) نیز می تواند بر مکان قرار گرفتن مبدل حرارتی تاثیر بگذارد .

در مورد مبدل های لوله و پوسته ای لازم است مکان قرارگیری آنها طوری باشد که انتهای مبدل (Channel end) سمت راهگاه تعمیراتی یا معبر اختیاری (Auxiliary road or maintenance access way) قرار گیرد تا امکان جداسازی Tube bundle از مبدل فراهم شده و همچنین فضای کافی در جلوی مبدل جهت جداسازی کلاهک (Bonnet) تامین گردد .

لوله کشی مبدل باید به گونه ای باشد که از طرفی اقتصادی و به صرفه و همچنین انعطاف پذیری خوبی داشته باشد و مشخصات لازم جهت تکیه گاه و ساپورت سیستم و نیز دسترسی برای تعمیرات دستگاه در حد رضایت بخشی فراهم شود .
در مبدل های لوله و پوسته سیستم Piping به گونه ای طراحی می شود که فضای کافی جهت باز کردن سرپوش کانال (Channel head) و پوش های پوسته (Shell cover) وجود داشته باشد .

فضای خالی موجود در کنار پوسته های افقی را می توان جهت قرار دادن کنترلرها و ادوات ابزار دقیق استفاده نمود . به علاوه سیستم Piping در ارتفاع حداقلی از پایه و یا سکو قرار می گیرد تا ارتفاع لازم برای عبور اپراتورها (Head room) فراهم شود و علاوه بر این قرار دادن تکیه گاه آسان تر شده و ارتفاع طراحی شده برای Pipe Rack نیز رعایت شود.

می توان لوله ها با قطر و قیمت بیشتر را در مجاورت لوله های کوچکتر و ارزان تر قرار داد .لوله های متصل به نازل های Channel head باید به فلنج های جدا شدنی (Break flange) مجهز باشند تا جدا کردن Channel head آسان تر شود .

سیستم لوله کشی در مبدل های حلزونی (Spiral) و صفحه ای (Plate) طوری قرار داده می شود که باز کردن Cover و نیز جدا کردن Plate ممکن باشد . کنترل ها نیز در مبدل حلزونی در انتهای واحد مبدل نصب می شوند ، بدون اینکه تداخل با منطقه چرخش صفحه پوشاننده (Cover Plate Swing area) داشته باشد.

در مبدل های صفحه ای نیز کنترل ها در جلو و یک طرف مبدل نصب می شوند .مشابه مبدل های لوله پوسته ای ، در این مبدل ها نیز لوله ها در یک ارتفاع حداقل نصب می گردند . لوله های منتهی به مازل های صفحه پوشاننده (cover plate nozzle) در مبدل های حلزونی به فلنج های جداشدنی (Break flange) مجهز می شوند . لازم به ذکر است که piping در Air cooler روی فن ها یا Tube bank هدایت نشده و باید دور از فضای طراحی شده برای تعمیر موتور قرار گیرد .

تعمیرات و نگهداری مبدل های حرارتی

همانند یک رادیاتور اتومبیل اجزای داخلی مبدل حرارتی نیز نیاز به نظافت و تعمیر دارند ، لذا این نکته حائز اهمیت است که مبدل ها و سایر اجزای مربوط به آن ها طوری نصب شوند که دسترسی به قسمت های داخلی آن ها آسان باشد .
در مورد مبدل های لوله و پوسته ای می توان تیوب های داخل پوسته مبدل را در همان مکان نصب مبدل با استفاده از بخار فشار بالا یا آب تمیز کرد . به علاوه اگر طراحی مبدل اجازه دهد ، می توان دسته لوله ها (Tube bundle) را از مبدل جدا نموده و نسبت به نظافت یا تعمیر آن اقدام نمود .

Shell cover ، tube bundle و Head cover را می توان با به کارگیری دستگاه هایی نظیر وسایل تعبیه شده مانند Davit ، Hitch point و Pulling post سازه های ثابت با تیرهای گاری شکل و جرثقیل سیار و یا تجهیزات سیار مانند استخراج کننده های bundle هیدرولیکی و جرثقیل ها از سیستم جدا نمود . در صورت وجود تجهیزات سیار (Mobile equipment) در بسیاری هزینه ها صرفه جویی خواهد شد .

Air cooler به وسیله کاری ثابت (Fixed handling devices) جهت جداسازی Tube bundle مجهز نمی باشد . تعمیرات مختصر مانند قرار دادن Plug در تیوب ها را می توان در محل دستگاه انجام داد . جهت انجام تعمیرات کلی تر ، مقطع Air cooler با استفاده از جرثقیل سیار جدا می شود .

در مورد مبدل های صفحه ای نیز سرویس های داخلی به صورت دستی امکانپذیر است . چنانچه در موردی لوله ای خراب شود ، لوله های منفرد با قرار دادن توپی (Plug) در انتهای Header box و جازدن آن با چکش بسته می شوند .

در مبدل ها چنانچه از جداکننده های دسته لوله (Tube bundle extractor) استفاده شود ، نیازی به استفاده از سازه های جداسازی Tube bundle دائمی نبوده و به این ترتیب هزینه این کار در کارخانه صرفه جویی خواهد شد . این مکانیزم ها وزنی حدود هفت تن داشته و قادرند نیرویی بیش از 500000 پوند را وارد کنند .

دستگاه جداکننده (Extractor) با جرثقیل به محل مورد نظر برده شده و به فلنج پوسته مبدل گیر زده می شود. البته قبل از این کار باید فلنج باز شده باشد . به این ترتیب دسته لوله ها (Tube bundle) توسط اتصالات میله ای Extractor که با نیروی هیدرولیکی کار می کنند از پوسته جدا می شود . سپس می توان مبدل را پایین برده و روی Grade و یا اینکه جهت تعمیرات خارج از کارخانه روی کامیون قرار داد .

زاویه نازل ها Nozzle Orientation

زاویه نازل ها و نیز مکان آن ها در اکثر طراحی مبدل های حرارتی می تواند روی شکل طراحی لوله کشی تاثیر داشته باشد ، لذا تصمیم گیری طراح Piping مبنی بر تغییر مکان استقرار نازل های مبدل در اغلب موارد می تواند طراحی بهتر و در عین حال کم هزینه تر را به دنبال داشته باشد .
وظیفه مکان یابی نازل های مبدل بر عهده مهندس لوله کشی می باشد . نواحی بندی نازل های مبدل بر اساس ناحیه لوله کشی ، دسترسی و تعمیرات باید رعایت شود . طراح پایپینگ می تواند هوشمندانه نازل های مبدل را طوری پیدا نماید که سیستم piping خارج از مبدل بهتر و مناسب تر باشد .

نحوه اتصال لوله به مبدل 

لوله ها می بایست به طریقی به مبدل های حرارتی متصل شوند که در هنگام تعویض و یا تعمیر مبدل ها ، بتوان به راحتی لوله را از سیستم و دستگاه جدا نمود و برای حل کردن این موضوع می بایست از اتصال فلنجدار استفاده نمود . همواره در ورودی و خروجی مبدل های حرارتی فلنج هایی تعبیه شده است که لوله ها به واسطه حضور فلنج می توانند به دستگاه های مکانیکی متصل شوند .

هیچگاه لوله ها را به مبدل های حرارتی جوش نمیدهند زیرا در این حالت یک اتصال دائمی برقرار می شود که امکان باز کردن به حالت اولیه دیگر وجود نخواهد داشت.

پایپ کالا ، حس بازاری متفاوت