Intercambiadores de calor con cáscara y tubo en molinos de pulpa para calentamiento de vapor de aceite pesado

Pulp Mill utilizaintercambiador de calor de carcasa y tubo

Los intercambiadores de calor de la cáscara y el tubo se usan en molinos de pulpa para el calentamiento de vapor de aceite pesado, que luego se transfiere a calderas a aceite para proporcionar una fuente de calor estable para el proceso de secado.

En las fábricas de pulpa, el uso del intercambiador de calor de la carcasa y el tubo (intercambiador de calor de carcasa y tubo) para realizar el ciclo de energía térmica del calentamiento de vapor pesado → suministro de calderas de aceite → El proceso de secado es una solución de utilización de energía altamente eficiente y estable.

 

Principio de trabajo
Ruta de transferencia de calor
Lado de vapor: vapor saturado (4-10 barra, 150-180 grado) de la caldera de calor residual o el sistema de cogeneración ingresan al lado de la carcasa del intercambiador de calor, liberando el calor latente y condensándose en agua líquida.
Lado del aceite pesado: el aceite pesado a baja temperatura (inicial 40-60} grado) fluye a través del tubo, absorbiendo el calor de vapor y el calentamiento a 90-120 grado, viscosidad desde 200-400 CST hasta 15-50 CST, para cumplir con los requisitos de combustión atomizados de la caldera.
La recuperación del condensado: el condensado (80-100 grado) se devuelve al sistema de caldera a través de la trampa, realizando un circuito cerrado.

Puntos de control de procesos
La presión de vapor necesita fluctuar constantemente por menos o igual a ± 0. 5 bar para evitar la fluctuación excesiva de la temperatura del petróleo pesado.
La velocidad de flujo de petróleo pesado se controla a 1. 5-2 M/S para evitar coque de baja velocidad.
La temperatura de salida se controla por PID con una precisión de ± 2 grados.

 

Selección de material
Haz de tubo: se prefiere el acero inoxidable 316L, que es resistente a la corrosión de azufre (el contenido de azufre de petróleo pesado puede ser de hasta 3%) y tiene una buena conductividad térmica (16 con (mk)).
Concha: acero al carbono forrado con recubrimiento anticorrosión, economía y durabilidad.
Placa plegable: estructura de acero inoxidable perforada, la caída de presión se reduce en 15-20% en comparación con el tipo de arco único tradicional.

Optimización contra la cocción
Diseño estructural: el tubo de diámetro variable mejora la velocidad de flujo a 1.8 m/s, reduciendo el riesgo de acumulación de carbono.
Limpieza en línea: configurado con sistema de cepillo de tubo giratorio, extracción de escala automática cada 8 horas.
Monitoreo Medios: Medición de temperatura de fibra óptica distribuida Monitorea las anomalías de temperatura de la pared del tubo en tiempo real.

Sinergia con proceso en papel
Integración de fuente de vapor

Principalmente utiliza vapor de calor de residuos de la caldera de recuperación alcalina (45%) y la unidad de cogeneración (30%) para reducir el consumo de energía primaria.

La caldera de gas de respaldo (15%) asegura un funcionamiento ininterrumpido de la línea de secado.

Mejora de la eficiencia energética del secado

Calefacción graduada: la caldera genera aire caliente de 300 grados para secado primario y aire caliente circulante de 180 grados para secado secundario.

Recuperación de calor de residuos: el gas de combustión de la caldera (200 grados) precaliente el petróleo pesado a 60 grados, reduciendo la carga de vapor.

Solución de problemas y mantenimiento
Árbol de falla típico

Temperatura insuficiente de petróleo pesado: puede originarse a partir de baja presión de vapor, trampas obstruidas o coque de paredes de tubería.

Caída de presión anormal: indicativa de una placa plegable dañada o una línea de aceite obstruida.

Estrategias de mantenimiento

Diario: verifique la calibración de la presión del vapor y el sensor de temperatura.

Monthly: pantallas laterales de tubo de descarga y sellos de prueba.

Anual: paquetes de tubo químicamente limpio, medición de espesor ultrasónico para verificar la corrosión.

Beneficios económicos y amabilidad ambiental

Comparación de costos

En comparación con un sistema de calefacción eléctrica, la solución de intercambio de calor de vapor reduce los costos de energía anual en un 44.8% ($ 2.6 millones/año para una planta con una capacidad anual de 300, 000 toneladas, por ejemplo).

Los costos de mantenimiento se reducen en un 37.5% y la vida útil del equipo se extiende a más de 15 años.

Efecto de reducción de emisiones

Las emisiones de CO₂ se redujeron de 12, 000 toneladas/año a 6.800 toneladas, una reducción del 43.3%.

El condensado se recicla al 100%, reduciendo la carga de tratamiento de aguas residuales.