Santral ısı değiştirici

Santral Isı Değiştiricileri Türleri

Santral ısı değiştirici, termal santrallerde iki akışkan arasındaki ısı transferi için kullanılan bir endüstriyel ekipmandır.

Akış düzenlemesine göre, santral ısı değiştiricileri dört ana kategoriye ayrılabilir:

• Karşı akışlı ısı değiştiriciler: Karşı akışlı ısı değiştiricilerde, iki akışkan zıt yönlerde akar. Bu yapı, sürekli ısı transferine olanak tanır ve böylece akışkanların optimum sıcaklıklara ulaşmasını sağlar. Karşı akışlı ısı değiştiriciler yüksek verimlilik sunar ve santrallerde yaygın olarak kullanılır.
• Eş akışlı veya paralel akışlı ısı değiştiriciler: Eş akışlı ısı değiştiricilerde, her iki akışkan da aynı yönde akar. Bu düzenleme basit olmasına rağmen, akışkanlar arasındaki sıcaklık farkını sınırlar. Eş akışlı ısı değiştiriciler, karşı akışlı ısı değiştiricilere göre daha az verimlidir. Eş akışlı veya paralel akışlı ısı değiştiriciler, hava-hava ısı değiştiricileri gibi daha az zorlu uygulamalarda bulunur.
• Tüplü ısı değiştiriciler: Tüplü ısı değiştiriciler, bir kabuk içinde kapsanmış bir tüp demeti içerir. Karşı akışlı veya eş akışlı prensiplerini kullanırlar. İki akışkan tüplerden ve kabuk boşluğundan akar. Tüplü ısı değiştiriciler çok yönlüdür ve çeşitli santral uygulamaları için uygundur.
• Plakalı ısı değiştiriciler: Plakalı ısı değiştiriciler, çok sayıda ince plaka içerir. İki akışkan plakalar arasında akar. Tasarım, artan yüzey alanı ve türbülans nedeniyle verimli ısı transferini destekler. Plakalı ısı değiştiriciler, tüplü değiştiricilere göre kompakt boyuttadır ve daha az yer kaplar.

Santral Isı Değiştiricilerinin Özellikleri ve Bakımı

Özellikler

• Malzeme

  Santral ısı değiştiricisi genellikle paslanmaz çelik ve alaşımlı çelik gibi dayanıklı malzemelerden yapılır. Bu malzemeler ısıya ve korozyona dayanıklıdır, bu da zorlu koşullar altında iyi çalışma ve daha uzun süre dayanma yeteneğine sahip olmalarına yardımcı olur.

• Tasarım

  Santral ısı değiştiricileri, kabuk-tüp, plaka ve spiral gibi çeşitli tasarımlara sahiptir. Her tasarım, akışkanlar arasında ısıyı verimli bir şekilde aktarmaya özgü bir yol sunar. Örneğin, kabuk ve tüp ısı değiştiricileri, bir dış silindirik kabuk ve iki tüp demeti içerir. Isı transferi kabuk ve tüp aracılığıyla gerçekleşir.

• Boyut

  Isı değiştiricileri, farklı santrallerin ihtiyaçlarını karşılamak için farklı boyutlarda gelir. Boyutlar, santrallerin kapasitesine ve basıncına göre belirlenir. Genellikle daha büyük santraller, daha yüksek kapasiteli daha büyük ısı değiştiricileri gerektirir.

Bakım

• Düzenli Muayene

  Yıpranma, korozyon veya sızıntı belirtileri olup olmadığını görmek için ısı değiştiriciyi düzenli olarak incelemek önemlidir. Daha fazla komplikasyonları önlemek ve ekipmanın sürekli verimliliğini sağlamak için muayene sırasında keşfedilen sorunları derhal ele alın.

• Temizlik

  Santral ısı değiştiricileri, verimliliğini azaltabilecek kirlenmeye eğilimlidir. Bu nedenle, operatörler ekipmanın kirlenme eğilimine ve santral çalışma koşullarına göre bir ısı değiştirici temizleme programı oluşturmalıdır. Ek olarak, ısı değiştiriciye zarar vermemek için uygun temizleme yöntemlerini ve maddelerini seçmelidirler.

• Parça Değişimi

  Isı değiştirici bakımı sırasında, parçalarında hasar veya aşınma belirtisi varsa, operatör, ekipmanın güvenilirliğini ve performansını korumak için bileşenleri değiştirmelidir. Ayrıca, yüksek kaliteli yedek parçalar kullanarak ekipmanın ömrünü uzatabilirler.

Santral Isı Değiştiricileri Senaryoları

• Endüstriyel enerji üretimi:

  Termal santraller ve biyokütle santralleri gibi endüstriyel enerji üretim tesislerinde, yanma gazından veya buhardan suya ısı transferi gerekir. Isı daha sonra suyu soğutmak için kullanılır ve su, elektrik üretmek için bir türbin jeneratörü çalıştırmak üzere buhara dönüşür.

• Endüstriyel işleme:

  Kimya, petrol rafinerisi ve gıda ve içecek gibi farklı endüstrilerde endüstriyel işleme, reaksiyon tankları, yoğunlaştırıcılar, soğutucular ve diğer ekipmanlar arasında ısı transferi için santral ısı değiştiricileri gerektirir. Bu işlem, işlem sıcaklıklarının kontrol edilmesine, kimyasal reaksiyonların teşvik edilmesine ve ürün yoğunlaşmasının ve ayrılmasının kolaylaştırılmasına yardımcı olur.

• Bölgesel enerji sistemleri:

  Bölgesel ısıtma sistemleri, merkezi santrallerden ısıtma ağları aracılığıyla konut ve ticari binalara ısı transferi için ısı değiştiricileri kullanır. Santral tarafından sağlanan ısı, yer ısıtması, sıcak su temini ve diğer ısıtma ihtiyaçları için kullanılır.

Santral Isı Değiştiricilerini Nasıl Seçersiniz?

Endüstriyel ve kamu hizmeti santral ısı değiştiricileri gibi büyük ölçekli enerji üreten sistemler için gerekli olan parçalar pahalı olabilir. Bu nedenle, enerji üretim sürecinin ihtiyaçlarını en iyi şekilde karşılayan, maliyetleri düşük tutan çözümü belirlemek önemlidir. Aşağıda, büyük santral ısı değiştiricilerini seçerken en önemli faktörlerden bazılarını inceliyoruz:

• U Maliyeti: Birim maliyet başına değiştirilen ısı miktarını en üst düzeye çıkarmak önemlidir. Yüzey alanı ve inşaat maliyetlerinin etkisini hesaba katan ısı değişim katsayısını (U) hesaplayarak, alıcılar birim inşaat maliyeti başına yeterli ısı transferine sahip bir değiştirici kullandıklarından emin olabilirler.
• Yüzey Alanı: Bir ısı değiştiricisinin elde edebileceği maksimum ısı transferi doğrudan yüzey alanıyla ilişkilidir. Yüzey alanı eklemeyi atlayarak gerekli ısı değişim miktarını korumak için cihaz sayısı artırılabilir. Bu, daha maliyet etkin bir çözümdür.
• Isı Transfer Katsayısı: Birim alan ve inşaat maliyeti başına daha fazla ısı değiştirildiği için bu, ek yüzey alanları dahil etmek yerine bir santrale kaç cihaz eklenmesi gerektiğini belirler.
• Basınç Düşüşü: Isı değiştirilirken, akışkanları ısı değiştiriciden geçirmek için gereken enerjide genellikle bir kayıp olur. Bu kayıp, basınç düşüşü olarak adlandırılır. Basınç düşüşü, bir enerji üretim sisteminin genel verimliliğini azaltabileceğinden, tüm pratik durumlarda en aza indirilmelidir.
• Dayanıklılık ve Bakım: Büyük santral ısı değiştiricileri çok büyük basınç ve ısıya maruz kalır ve bu nedenle çok dayanıklı olması gerekir. Bakım ihtiyaçları da karmaşık ve maliyetli enerji üretiminin minimum kesintiyle devam etmesini sağlamak için makul derecede kolay ve az sıklıkta olmalıdır.

Santral Isı Değiştirici SSS

S1: Santraller neden ısı değiştiricileri kullanır?

C1: Isı değiştiricileri, santrallerde çok önemli rol oynar. Yakıtın yanmasından veya jeotermal gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen ısıyı, buhar üretimi için suya transfer etmeye yardımcı olurlar. Buhar daha sonra elektrik üretmek için türbin jeneratörlerini çalıştırır. İşlemden ısıyı geri dönüştürmeye ve dağılmasına izin vermemeye olanak tanıyarak, yakıt kullanımını optimize etmeye yardımcı olurlar. Bu, operasyonel maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir.

S2: Santraller için ısı değiştiricileri tasarlamanın zorlukları nelerdir?

C2: Tasarımcılar, bozulmadan veya değiştirilen akışkanlarla reaksiyona girmeden yüksek sıcaklıklara dayanabilen malzemeler seçmelidir. Değiştirici, büyük miktarda akışkanı idare edebilecek kadar kompakt olmalı, bu nedenle tasarımcılar verimliliği en üst düzeye çıkarıp maliyetleri en aza indirmek için tasarımı optimize etmelidir.

Bir diğer zorluk da, ısı değiştiricisinin, santral çalışma koşullarındaki değişikliklerden dolayı ortaya çıkabilecek akışkan akış hızlarındaki farklılıkları idare edebilmesini sağlamaktır. Akışkanların ısıyı etkili bir şekilde transfer edebilmesi için belirli basınçlarda olması gerektiğinden, ısı değiştiricileri bu basınçlara dayanabilen yollar oluşturmak üzere tasarlanır. Bu, maliyetleri artırabilen ağır hizmet tipi malzemeler ve sızdırmazlık teknolojileri kullanmayı gerektirir.

S3: Bir yoğunlaştırıcı ile bir ısı değiştirici arasındaki fark nedir?

C3: Isıyı geri kazanmak ve geri dönüştürmek için kullanılan bir santral ısı değiştirici, bir yoğunlaştırıcı veya bir soğutucu olabilir. Ancak, yoğunlaştırıcılar ve ısı değiştiricileri aynı değildir. Isı değiştiriciler, iki akışkan arasında ısı transfer eder. Yoğunlaştırıcılar, buharı suya dönüştürmek için buhardan fazla ısıyı gideren belirli bir ısı değiştirici türüdür, yani onu yoğunlaştırır.

S4: Bir ısı değiştiricinin ömrü nedir?

C4: Genellikle 10 ila 15 yıldır.