Procesul de fabricație al schimbătoarelor de căldură cu recuperarea căldurii reziduale este un proiect de inginerie sistematic care integrează prelucrarea de precizie, știința materialelor și designul termodinamic. Obiectivul său principal este acela de a obține o recuperare eficientă, stabilă și de lungă durată-de energie termică în condiții complexe de funcționare, cum ar fi temperaturi ridicate, coroziune și presiune înaltă. Întregul proces de fabricație poate fi împărțit în cinci etape cheie: procesarea componentelor de bază, fabricarea carcasei și cadrului, asamblarea și sudarea fasciculului de tuburi, inspecția calității și anti-coroziunea și acoperirea suprafeței.
Fabricarea componentelor de schimb de căldură de bază: Fundația pentru eficiența transferului de căldură
Componentele schimbătoare de căldură sunt „inima” echipamentului; performanța lor determină în mod direct eficiența generală și durabilitatea.
Procesare cu tuburi cu aripioare (potrivit pentru căldura reziduală a gazelor de ardere)
Ca tub de bază sunt folosite-tuburi de oțel fără sudură sau oțel inoxidabil de înaltă calitate. Benzile de oțel sunt fixate pe suprafața tubului de bază folosind procese de sudură de înaltă-frecvență sau de înfășurare mecanică pentru a forma aripioare, crescând semnificativ zona de schimb de căldură. Sudarea cu frecvență înaltă realizează o legătură metalurgică între aripioare și tubul de bază, rezultând o rezistență termică mai mică sau egală cu 0,001㎡・ grad /W, asigurând o conducere termică foarte eficientă.
Materialele comune includ:
Oțel ND: potrivit pentru gaze de ardere care conțin sulf-la temperatură medie- și joasă-(mai mică sau egală cu 400 de grade)
Oțel inoxidabil 316L: rezistent la coroziune cu ioni de clorură, potrivit pentru medii foarte corozive, cum ar fi instalațiile chimice și sursele de apă de mare
Duplex stainless steel/nickel-based alloy: Used in ultra-high temperature (>800 de grade ) sau scenarii de presiune înaltă-, cum ar fi incinerarea deșeurilor și industriile metalurgice.
Formarea plăcilor de schimbător de căldură cu plăci (potrivit pentru căldura reziduală lichidă):
Utilizează plăci din oțel inoxidabil (304/316L) sau aliaj de titan, formate în plăci ondulate prin procesul de ștanțare pentru a spori turbulența și a îmbunătăți coeficientul de transfer de căldură. Plăcile sunt sigilate prin sudură sau garnituri, cu o rezistență la presiune de 1,0–2,5 MPa.
Fabricarea elementelor conductei de căldură (potrivit pentru căldură reziduală la temperatură medie- și joasă-):
Utilizează o structură de conductă termică gravitațională cu apă din oțel carbon-, evacuată intern și umplută cu fluid de lucru, utilizând schimbarea fazei de evaporare-condensare pentru a obține o conductivitate termică ultra-(coeficient de transfer termic cu aproape un ordin de mărime mai mare decât metalele tradiționale), potrivită pentru condiții de funcționare de 50-400 de grade .
Fabricarea carcasei și cadrului: asigurarea rezistenței și etanșării structurale
Tabla este realizată din oțel carbon Q345R sau oțel inoxidabil, cu grosimea determinată în funcție de presiunea de proiectare (de obicei 0,1–0,6 MPa). Formarea se realizează prin tăiere cu laser și rulare plăci.
Cusăturile longitudinale și circumferențiale ale carcasei sunt sudate utilizând sudarea automată cu arc scufundat sau sudura protejată cu gaz, utilizând un proces de sudare cu mai multe straturi, cu mai multe treceri și supuse testării cu ultrasunete 100% pentru a asigura absența defectelor, cum ar fi fuziunea incompletă și porozitatea.
Tabla tubulară este prelucrată din forjare, cu găuri precise găurite cu o mașină de frezat CNC (diametrul găurii cu 0,1–0,2 mm mai mare decât tuburile de schimb de căldură) pentru a asigura acuratețea rosturilor de dilatare sau a sudării.
Asamblarea și sudarea pachetului de tuburi: asigurarea stabilității structurale și prevenirea scurgerilor
Tuburile cu aripioare prelucrate sau tuburile de schimb de căldură sunt introduse în foaia tubulară, iar un expandor hidraulic pentru tub este utilizat pentru a completa rostul de dilatare, asigurând o conexiune strânsă între tuburi și foaia tubulară pentru a preveni scurgerea mediului.
Pentru echipamentele pentru gaze arse cu temperatură înaltă-, sunt necesare și deflectoare sau plăci de ghidare pentru a optimiza căile fluxului de aer și pentru a evita blocajele sau uzura localizate.
Schimbătoarele de căldură cu plăci sunt sigilate cu o presiune uniformă de 20–30 MPa folosind șuruburi de strângere pentru a asigura o etanșare fără scurgeri-între plăci.
Inspecție strictă a calității: controlul cheii înainte de expediere
Fiecare echipament trebuie să treacă mai multe teste:
Test de presiune hidraulică: Presiunea este menținută la 1,5 ori presiunea de proiectare timp de 30 de minute pentru a verifica dacă există scurgeri în suduri și rosturi de dilatare.
Test de etanșeitate la aer: Se introduce aer comprimat, iar punctele de sudură sunt testate cu apă cu săpun pentru a se asigura că nu se generează bule de aer.
Test de performanță a transferului de căldură: Simulând condițiile reale de funcționare, eficiența transferului de căldură este verificată pentru a îndeplini standardele. De exemplu, echipamentele de recuperare a căldurii reziduale necesită o rată de recuperare a căldurii reziduale mai mare sau egală cu 80%.
Test de rezistență la coroziune: Echipamentul utilizat cu medii corozive este supus unui test de pulverizare cu sare neutră (48 de ore fără rugină).