Intercambiador de calor raspado

Tipos de intercambiadores de calor raspados

Un intercambiador utilizado para transferir energía entre dos fluidos se denomina intercambiador de calor raspado. A diferencia de otros intercambiadores de calor, los intercambiadores de calor raspados utilizan un raspador mecánico para eliminar los depósitos en la superficie de calentamiento, que se limpia contra la superficie del calentador. Hay dos tipos de intercambiadores de calor raspados.

• Intercambiadores de calor de superficie raspada vertical (VSSHE): El aparato consiste en una caldera cilíndrica montada verticalmente en el suelo que obtiene la mayor parte de su aislamiento de las paredes que actúan como refrigerantes para mantener los productos a temperaturas estables. En términos de ingeniería alimentaria, pueden utilizarse para evaporar y/o concentrar líquidos alimenticios como los zumos de fruta. Para esta aplicación específica, la caldera puede calentarse externamente con vapor o internamente con serpentines eléctricos.
• Intercambiadores de calor de superficie raspada horizontal (HSSHE): Estos funcionan de la misma manera que los verticales, pero las calderas cilíndricas están instaladas horizontalmente. También conocidos como intercambiadores de haz de tubos, los intercambiadores de calor de superficie raspada horizontal están diseñados con tubos de acero inoxidable pulido, que pueden raspar los productos alimenticios. Los fabricantes de alimentos pueden utilizar estos aparatos para precalentar, enfriar, calentar o enfriar líquidos alimenticios, así como emulsiones. Además, pueden utilizarse para evaporar y/o concentrar líquidos y para cristalizar sustancias sólidas en la ingeniería alimentaria.

Especificaciones y mantenimiento de los intercambiadores de calor raspados

Las especificaciones de un intercambiador de calor de superficie raspada varían según el diseño y el modelo. Estas son algunas especificaciones generales de un intercambiador de calor de superficie raspada:

• Tamaños: Los intercambiadores de calor de superficie raspada están disponibles en muchos tamaños. Por ejemplo, algunos están construidos con una placa con relieve de 6 pulgadas, que se utiliza habitualmente en los intercambiadores de calor más pequeños. Una placa con relieve de 12 pulgadas es otro ejemplo que se utiliza más a menudo en los modelos más grandes. Las especificaciones también pueden incluir la longitud y el grosor.
• Materiales: Los intercambiadores de calor deben estar hechos de un material que resista la corrosión. La serie SVL, por ejemplo, está fabricada en acero inoxidable, incluidas las calidades 304 y 316L. Se pueden utilizar otras aleaciones o aceros al carbono bajo petición, como el titanio o el acero dúplex.
• Sistema de limpieza: Los tipos de mecanismos de raspado automatizados que limpian las placas del intercambiador varían. Algunos utilizan un raspador giratorio y otros cadenas.
• Clasificaciones de presión: La clasificación de presión indica cuánta presión puede soportar el intercambiador de los fluidos que pasan a través de él. A menudo son alrededor de 4.500 kpa para placas de 16 mm y alrededor de 3.000 kpa para placas de 12 mm.
• Temperatura: Las temperaturas principales que puede manejar un intercambiador de calor de superficie raspada son, entrada 180, salida 15, ambiente 25, temperatura ambiente y 70. El intercambiador puede soportar temperaturas entre 70' y 180' en las industrias de procesamiento de alimentos. El rango de temperatura puede estar entre 20°C y 120°C en las industrias químicas. Sin embargo, en las industrias petroquímicas, puede estar entre -45°C y 450°C.

Mantenimiento

Muchas industrias dependen de un intercambiador de calor de superficie raspada mantenido y que funciona correctamente. Al aplicar cualquier rutina de mantenimiento, es esencial prestar mucha atención a las estrictas instrucciones del fabricante. También es crucial adaptar el programa en función de la ingesta de uso y las condiciones ambientales. Sólo deben utilizarse herramientas y productos químicos limpios y no abrasivos durante el mantenimiento. Priorice siempre el equipo de seguridad, incluidas las gafas de seguridad y los guantes.

• Comprobación previa al mantenimiento: Inspeccione las condiciones generales y mecánicas. Busque cosas anormales como ruido, caída de presión, vibración y temperatura.
• Inspección de estanqueidad: Compruebe periódicamente los pernos y las tuercas de las abrazaderas para ver si hay que ajustar algo.
• Lubricación de piezas: Lubrique las cadenas del sistema de transmisión y el reductor para que el raspador y la cadena del raspador se muevan sin problemas en el elemento calefactor.
• Limpieza: Se utilizan soluciones de limpieza tanto de grado alimenticio como ecológicas, ya sea un intercambiador de calor de placas raspadas o un intercambiador de calor de tubos raspados. Se utilizan paños suaves no corrosivos. Evite limpiar la superficie de cualquier pieza que tenga una superficie rugosa. Utilice siempre la solución de limpieza adecuada.
• Reemplazo: Si se observa algún defecto en la inspección o daño durante el proceso de limpieza, es una buena idea reemplazar las piezas que estén dañadas. El intercambiador de calor tubular es más caro, y el daño es más crítico en cuanto a coste. Por lo tanto, es mejor reemplazar las piezas tan pronto como sea necesario después de examinar cuidadosamente toda la unidad.

Escenarios de intercambiadores de calor raspados

El raspador de intercambiador de calor de crudo es un componente crucial de la industria del refino de petróleo. El sector del petróleo y el gas explota, perfora, explora y extrae petróleo crudo de las formaciones geológicas. Los intercambiadores de calor raspados pueden utilizarse en los siguientes escenarios del sector del petróleo y el gas.

• Procesos de refinería

  Las refinerías utilizan intercambiadores de calor raspados en varios procesos para cambiar la composición química del petróleo crudo y transformarlo en productos finales útiles como la gasolina, el combustible de avión, el diésel y otros subproductos. Los procesos incluyen la destilación, el craqueo, el hidrocraqueo, el craqueo catalítico, la desalquilación, la alquilación, la isomerización, la mezcla, etc. El control de la temperatura es crucial en muchos procesos de refinería. Los intercambiadores de calor raspados pueden utilizarse para calentar o enfriar las corrientes de proceso a medida que el petróleo crudo pasa por los diversos procesos de refinería para garantizar la calidad y maximizar el rendimiento del petróleo crudo.

• Producción petroquímica

  El intercambiador de calor raspado es esencial para la producción de productos petroquímicos. Los intercambiadores controlan la temperatura de las reacciones químicas que producen los bloques de construcción de los productos petroquímicos. Los productos petroquímicos incluyen etileno, propileno, butileno, benceno, tolueno, xileno y otros. Los intercambiadores de calor raspados también se utilizan en los procesos de condensación y craqueo para garantizar el máximo rendimiento de los productos petroquímicos que requieren las industrias y los mercados.

• Enfriamiento de petróleo crudo

  El intercambiador de calor raspado de petróleo crudo se utiliza para enfriar el petróleo crudo de los pozos. El petróleo crudo de los pozos está muy caliente (la temperatura puede ser de varios cientos de grados Fahrenheit) debido a la presión y la temperatura en las profundidades del subsuelo. Si la temperatura no se regula durante el transporte a través de tuberías, puede crear problemas como la rotura de la tubería o la volatilización del producto. Los intercambiadores de calor de petróleo crudo ayudan a enfriarlo sin necesidad de un tratamiento posterior antes de transportarlo y procesarlo.

• Condensación de gases

  Los intercambiadores de calor de petróleo crudo pueden condensar los gases formados durante otros procesos de refino. Los gases pueden incluir compuestos orgánicos volátiles (COV), gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y otros contaminantes que deben capturarse antes de entrar en la atmósfera para cumplir con las normas medioambientales. La devolución de estos gases a la planta de refino de petróleo a través de los condensadores de intercambiadores de calor raspados minimiza los residuos y es más eficiente económicamente para la empresa.

• Intercambiadores raspados en la producción de biocombustibles

  Los biocombustibles son fuentes de energía renovables: biodiesel, bioetanol y biodiesel directo. Muchos de los mismos procesos utilizados para la conversión del petróleo crudo se aplican a la conversión de fuentes biológicas (maíz, azúcar, algas, células, etc.) en estos biocombustibles. Por ejemplo, en los procesos de fermentación y destilación del bioetanol, el control de la temperatura es esencial para garantizar el éxito del proceso. Los intercambiadores raspados se utilizan para enfriar, condensar y reciclar el etanol, así como otros compuestos orgánicos. La temperatura óptima también es importante en la hidrólisis de grasas y la transesterificación para garantizar el rendimiento del biodiesel y realizar la reacción de forma más eficiente.

Cómo elegir los intercambiadores de calor raspados

Al elegir un intercambiador de calor de superficie raspada, es esencial tener en cuenta varios factores para seleccionar el modelo adecuado que se adapte a las necesidades industriales específicas.

• Temperatura

  Saber los tipos de temperaturas que puede soportar un intercambiador de calor de superficie raspada es muy importante, ya que los procesos industriales suelen trabajar a temperaturas muy altas. El intercambiador debe ser capaz de soportar la temperatura a la que se llevará a cabo el proceso.

• Requisitos de mantenimiento

  Debido a la necesidad de un mantenimiento periódico para garantizar un rendimiento óptimo y prolongar la vida útil, es importante considerar las necesidades de mantenimiento del intercambiador de calor. Elija dispositivos que sean fáciles de mantener, que tengan piezas reemplazables y que dispongan de instrucciones de mantenimiento completas.

• Presión

  Las capacidades de presión de los intercambiadores de calor raspados deben ser adecuadas para la aplicación. Deben ser capaces de soportar las altas presiones del proceso sin fugas ni daños.

• Capacidad

  Al seleccionar un intercambiador de calor raspado, es importante tener en cuenta la capacidad de calentamiento o enfriamiento que se necesita. Elija dispositivos que tengan la capacidad necesaria para garantizar el rendimiento deseado de transferencia de calor.

• Propiedades del fluido

  Al seleccionar un intercambiador de calor raspado, es importante tener en cuenta las características de los fluidos que se intercambiarán, como la corrosividad, la viscosidad y las partículas. Elija dispositivos que tengan materiales y diseños adecuados para las propiedades del fluido para garantizar un rendimiento óptimo y una larga vida útil.

• Eficiencia energética

  Opte por modelos de bajo consumo energético para reducir los gastos operativos y el impacto ambiental. Compruebe las clasificaciones de los intercambiadores y seleccione aquellos que tengan excelentes capacidades de ahorro energético.

• Coste

  Es crucial tener en cuenta tanto la inversión inicial como los gastos operativos. Elija modelos rentables que ofrezcan el rendimiento y la calidad adecuados para garantizar un retorno a largo plazo.

Preguntas frecuentes sobre el intercambiador de calor raspado

P1: ¿Cuál es el propósito de un intercambiador de calor de superficie raspada?

A1: El principal propósito de un intercambiador de calor de superficie raspada es transferir calor entre dos fluidos, al tiempo que se evita la formación de depósitos de ensuciamiento mediante el raspado.

P2: ¿Cuáles son algunas ventajas de los intercambiadores de calor raspados?

A2: Algunos beneficios de un intercambiador de calor raspado incluyen una transferencia de calor eficiente, el control del ensuciamiento, la preservación de la calidad del producto, la adaptabilidad a diversos fluidos y una mayor duración de funcionamiento.

P3: ¿Cuáles son las diferencias entre los intercambiadores de calor de superficie raspada y los intercambiadores de calor estáticos?

A3: Los intercambiadores de calor estáticos, que dependen de las corrientes de convección natural de los fluidos, pueden verse obstaculizados por la acumulación de depósitos de ensuciamiento. En cambio, los SSHE sobresalen en la lucha contra este tipo de ensuciamiento, lo que garantiza una eficiencia de transmisión de calor constante durante todo el funcionamiento.

P4: ¿Qué tipos de intercambiadores de calor de superficie raspada existen?

A4: Existen tres tipos principales de intercambiadores de calor de superficie raspada: intercambiadores de calor tubulares de superficie raspada, intercambiadores de calor de placas raspadoras longitudinales e intercambiadores de calor de superficie espiral raspada.