Échangeur de chaleur raffinerie

Types de échangeurs de chaleur de raffinerie

Un échangeur de chaleur de raffinerie est un dispositif utilisé dans les raffineries de pétrole pour transférer la chaleur entre deux fluides ou plus. Il existe différents types d'échangeurs de chaleur conçus pour les raffineries de pétrole, tels que les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire, les refroidisseurs d'air, les échangeurs de chaleur à double tube, les échangeurs de chaleur spiralés, les échangeurs de chaleur à plaques et les échangeurs de chaleur sous vide.

• Échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire :

  Ils sont constitués d'une série de tubes enfermés dans une enveloppe. Un fluide circule à travers les tubes, tandis que l'autre fluide circule sur les faisceaux de tubes à l'intérieur de l'enveloppe. Il s'agit du type d'échangeur de chaleur le plus courant utilisé dans diverses industries.

• Échangeurs de chaleur refroidisseurs d'air :

  Ils utilisent l'air ambiant pour refroidir ou chauffer les fluides de process. Ils fonctionnent comme des radiateurs avec des ventilateurs qui soufflent de l'air sur des tubes à ailettes transportant le fluide. La chaleur est soit perdue, soit gagnée par le fluide de process.

• Échangeurs de chaleur à double tube :

  Ils sont constitués d'un grand tube extérieur et d'un petit tube intérieur. Ils sont également appelés échangeurs de chaleur à tube simple. Les fluides circulent respectivement dans les tubes intérieur et extérieur. La conception est simple, couramment utilisée pour les applications à petite échelle.

• Échangeurs de chaleur spiralés :

  Cet échangeur possède deux canaux en spirale qui permettent aux fluides de circuler dans des directions opposées. Cette conception augmente l'efficacité du transfert de chaleur, en particulier dans les unités compactes.

• Échangeurs de chaleur à plaques :

  Ils sont constitués de plusieurs plaques minces. Les plaques sont empilées les unes sur les autres pour former des canaux où les fluides circulent et transfèrent la chaleur entre eux. La conception est utilisée dans les applications qui nécessitent des taux de transfert de chaleur élevés et une consommation d'énergie moindre.

• Raffinage d'échangeur de chaleur sous vide :

  Un échangeur sous vide dans une raffinerie fonctionne sous vide pour réduire le point d'ébullition des liquides. Il empêche la dégradation des produits sensibles à la chaleur et facilite la récupération de la chaleur de l'eau saumâtre et d'autres sous-produits.

Spécifications et entretien des échangeurs de chaleur de raffinerie

Les performances des échangeurs de chaleur dépendent en grande partie de leurs spécifications, qui déterminent leur capacité à transférer la chaleur efficacement.

• Milieu de travail

  Les échangeurs de chaleur sont utilisés pour transférer la chaleur entre des liquides, des gaz ou une combinaison des deux, chacun ayant ses propres caractéristiques et applications.

• Surface d'échange thermique

  Plus les surfaces d'échangeurs de chaleur sont nombreuses, plus la capacité de transfert de chaleur est importante, ce qui leur permet de répondre aux exigences de dimensionnement industriel. La disposition et la configuration des plaques et des tubes ont un impact direct sur les surfaces d'échange thermique disponibles.

• Classements de température et de pression

  Les échangeurs de chaleur doivent résister à la température de fonctionnement et à la pression du processus de fabrication, ce qui nécessite de choisir les bons matériaux et la bonne conception pour assurer leur stabilité et leur sécurité à des températures et des pressions élevées.

• Formes de connexion

  Les échangeurs de chaleur sont connectés à d'autres équipements et pipelines dans le processus de production par le biais de différentes méthodes de connexion, telles que les brides, les soudures ou les filetages, ce qui facilite l'intégration et la compatibilité technique avec d'autres équipements.

Maintenance

Les méthodes de maintenance des échangeurs de chaleur à plaques et à tubes sont cruciales pour assurer leur efficacité, leur sécurité et leur longévité. Une inspection régulière et des réparations et des nettoyages rapides sont nécessaires. Pendant les opérations, ils doivent être examinés et vérifiés. Recherchez des signes distincts de dommages tels que des fissures, des déformations, des fuites, etc. Faites également attention aux bruits provenant de l'échangeur. Si des bruits de frappe se produisent pendant le fonctionnement de l'appareil, faites-le vérifier dès que possible. Tout bruit inhabituel peut indiquer un problème potentiel qui pourrait entraîner des dommages s'il n'est pas résolu dès que possible.

Si des pièces sont desserrées ou endommagées, elles doivent être réparées ou remplacées immédiatement. Pour les échangeurs de chaleur équipés de joints, les joints doivent être examinés régulièrement pour détecter tout signe d'usure. En cas de signes d'usure, ils doivent être remplacés rapidement pour éviter les fuites et assurer l'efficacité opérationnelle.

Nettoyez régulièrement les échangeurs. Cela permet d'éviter tout dépôt d'échelle qui pourrait réduire l'efficacité du transfert de chaleur. Plus important encore, assurez-vous que l'échangeur de chaleur est correctement conçu pour l'application pour laquelle il est utilisé.

Scénarios d'échangeurs de chaleur de raffinerie

• Industrie du raffinage du pétrole

  Les échangeurs de chaleur de raffinerie jouent un rôle important dans les processus de raffinage du pétrole. Ils transfèrent la chaleur des gaz de combustion au pétrole brut dans les unités de distillation du pétrole brut, ce qui permet d'éliminer la teneur en humidité et d'augmenter les rendements en huile. Ce processus améliore l'efficacité et la productivité des raffineries de pétrole.

• Centrales électriques

  Les échangeurs de chaleur sont des composants essentiels des centrales électriques, telles que la production d'énergie thermique et les systèmes de cogénération. Ils transfèrent la chaleur des gaz de combustion ou de la vapeur à l'eau, ce qui lui permet de générer de la vapeur pour la production d'électricité. Ce processus augmente l'utilisation de l'énergie et l'efficacité de la production.

• Industrie chimique

  Les échangeurs de chaleur ont également des applications importantes dans l'industrie chimique. Ils sont utilisés dans les processus de réaction chimique, les processus de séparation et d'autres liens pour réaliser le transfert de chaleur entre les produits chimiques. Ce transfert de chaleur favorise les réactions chimiques et les processus de séparation, améliorant l'efficacité de la réaction et les rendements en produits.

• Industrie agroalimentaire

  Les échangeurs de chaleur de raffinerie sont largement utilisés dans les industries de transformation des aliments. Par exemple, dans les processus de pasteurisation et de stérilisation, ils sont utilisés pour transférer la chaleur afin d'atteindre les normes de sécurité alimentaire. Les échangeurs de chaleur aident également à préserver la valeur nutritionnelle et la saveur des aliments, ce qui en fait des équipements indispensables dans l'industrie alimentaire.

• Systèmes CVC

  Les échangeurs de chaleur sont les composants centraux des systèmes CVC (chauffage, ventilation et climatisation). Ils transfèrent l'énergie entre l'air intérieur et extérieur pour obtenir le chauffage, le refroidissement et le contrôle de l'humidité. Ce processus offre un environnement de vie et de travail confortable et améliore l'utilisation de l'énergie.

Comment choisir des échangeurs de chaleur de raffinerie

Sélectionner le bon échangeur de chaleur pour une application particulière parmi les nombreux types, conceptions et tailles d'échangeurs de chaleur disponibles peut être difficile.

• Le processus de sélection des échangeurs de chaleur est le suivant :

  Déterminez quels sont les fluides de transfert de chaleur et quelles sont leurs caractéristiques d'écoulement, y compris les débits massiques et les densités.

  L'agencement des flux des fluides chauds et froids, tel que le flux en parallèle, en contre-courant ou en courant croisé.

  La pression de fonctionnement des flux de fluide et leurs plages de température. La sélection de l'échangeur de chaleur doit tenir compte des caractéristiques d'ébullition et chimiques des fluides afin d'éviter des phénomènes tels que la vaporisation du liquide et l'encrassement du fluide.

  Déterminez les contraintes spatiales dans l'installation industrielle où l'échangeur de chaleur sera finalement situé. Certaines conceptions complexes comme l'échangeur de chaleur à plaques peuvent être très compactes.

  Quelle est l'allocation financière ? Les échangeurs de chaleur de raffinerie sont très gourmands en capital, mais le retour sur investissement est important tant que des calculs minutieux sont effectués pour choisir le bon type.

  Quelle est la durée de vie de conception de l'échangeur ? Les échangeurs de chaleur de raffinerie peuvent durer des décennies s'ils peuvent être entretenus et exploités dans des conditions optimales.

  Quel est le rendement thermique nécessaire que l'échangeur de chaleur doit avoir ? Les différents types d'échangeurs de chaleur ont des efficacités variables.

• Une fois que ces questions cruciales ont été résolues, les acheteurs peuvent examiner les points suivants :

  Types :

  Échangeur de chaleur à faisceau tubulaire : Ces échangeurs de chaleur ont un ou plusieurs faisceaux de tubes dans une enveloppe. Les tubes peuvent être à simple canal, intérieur-extérieur ou multicanaux. Les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire peuvent être simples, multiformes ou verticaux et horizontaux.

  Échangeurs de chaleur à double tube : Ce sont les échangeurs de chaleur les plus simples qui sont constitués d'un tube extérieur plus grand et d'un tube intérieur plus petit.

  Échangeurs de chaleur à plaques : Les fluides chauds et froids circulent dans des canaux alternés formés par les plaques. Les plaques sont assemblées entre les plaques de cadre, pressées et fixées à une distance appropriée. Les contours anguleux des plaques augmentent la surface, donc le transfert de chaleur.

  Échangeurs de chaleur à tubes à ailettes : Les tubes à ailettes chauffent l'environnement naturellement ou par convection forcée. Le processus de transfert de chaleur par condensation et ébullition est plus efficace en raison des ailettes attachées. Les types courants d'échangeurs de chaleur à tubes sont les échangeurs de chaleur à plaques et à ailettes, les échangeurs de chaleur à faisceau tubulaire et les condenseurs à air refroidi.

  Échangeur de chaleur spiralé : L'enveloppe comprend deux canaux en spirale qui font circuler les fluides chauds et froids. Le principe de l'échange de chaleur en contre-courant se produit dans les échangeurs de chaleur spiralés. Cela signifie que les deux fluides se déplacent dans des directions opposées à travers le canal en spirale.

  Échangeur de chaleur à air refroidi : Ces échangeurs de chaleur refroidis s'appuient entièrement sur l'air ambiant et le mouvement naturel de l'air pour transférer la chaleur vers l'environnement.

  Spécifications :

  Matériel :

Q&A

Q1 : Quels matériaux sont généralement utilisés dans la construction des échangeurs de chaleur dans les raffineries ?

A1 : Les échangeurs de chaleur de raffinerie sont souvent fabriqués à partir de matériaux résistants à la corrosion et durables comme l'acier à haute teneur en carbone, l'acier inoxydable, les alliages austénitiques et le titane.

Q2 : Comment les raffineurs garantissent-ils la sécurité et la fiabilité des échangeurs de chaleur ?

A2 : La sécurité et la fiabilité peuvent être assurées par une maintenance régulière, des inspections, des essais non destructifs et des vérifications de routine, ainsi que par des systèmes de contrôle automatisés qui peuvent surveiller leurs performances en temps réel.

Q3 : Quelles sont les dernières tendances en matière de technologie des échangeurs de chaleur pour les raffineries ?

A3 : Les dernières tendances incluent le développement d'échangeurs compacts, de matériaux avancés comme le graphène et l'amélioration des conceptions qui minimisent les pertes de charge et maximisent le transfert de chaleur.

Q4 : Les échangeurs de chaleur endommagés peuvent-ils être réparés ?

A4 : Certains échangeurs de chaleur raffinés peuvent être réparés, mais il est nécessaire d'évaluer les dommages de manière approfondie, en particulier s'il y a des fuites ou des problèmes structurels. Une maintenance régulière peut éviter le besoin de réparations.