Теплообменники получили широкое применение в области химического производства, благодаря таким процессам, как охлаждение, испарение, абсорбция, кристаллизация и другие. Cо временем из-за загрязнения, в том числе коррозии, эффективность теплообменников снижается, приводя к росту расхода энергии для обеспечения техпроцесса.
Условия применения и технологическая среда значительно влияют на конструкцию теплообменника. Самые распространенные из них: кожухотрубчатые, пластинчатые, ребристые.
Несмотря на существенные внешние отличия теплообменных аппаратов, экономическую эффективность составляют три ключевых показателя:
Эксплуатация теплообменника в сложных условиях со временем может привести к его загрязнению, что является основной причиной снижения энергоэффективности производства.
Загрязнение приводит к следующим последствиям:
На среднем предприятии устранение даже небольшого процента загрязнения может ежегодно обеспечивать существенную экономию. Исходя из опыта работы с заказчиками и данных из многочисленных отраслевых изданий потенциальные риски на технологической линии с теплообменными установками достигают следующих значений (подробнее в инфографике):
Обеспечение измерений параметров технологического процесса в критических точках теплобменников позволяет включать их в систему планирования ресурсами предприятия – ЕАМ. Применение ЕАМ-систем ориентировано на сокращение затрат технического обслуживания и ремонта без снижения уровня надежности, либо повышение производственной эффективности без увеличения затрат.
Мониторинг теплообенника по средством ЕАМ сводится к расчету основных показателей состояния установки:
Полный коэффициент теплопередачиПозволяет оценить эффективность теплопередачи в теплообменнике. Чем выше коэффициент, тем лучше производительность теплообменника. На коэффициент теплопередачи теплообменника влияют изменения расходов с горячей и холодной стороны.
Ошибка тепловой нагрузкиОшибкой тепловой нагрузки теплообменника является измерение разницы тепловых нагрузок с горячей и холодной сторон. Это значение должно быть близким к нулю. Если ошибка тепловой нагрузки превышает 5-10%, оператор должен проверить правильность физических постоянных для обеих сторон теплообменника, а также значения расходов и температур. Ошибка тепловой нагрузки рассчитывается в виде процентного отношения к средней тепловой нагрузке теплообменника.
Коэффициент загрязненияEAM теплообменника измеряет величину загрязнения путем сравнения текущего коэффициента теплопередачи относительно коэффициента теплопередачи чистого теплообменника. Потери тепла измеряются с регулярными интервалами времени (дни или месяцы) и отображаются на графиках. Так же рассчитывается увеличение затрат из-за потери производительности и отображается общая наработка с момента последней чистки.
ПрогнозПоскольку загрязнение происходит в течение долгого периода времени, система EAM предсказывает его. Значительное увеличение загрязнения определяется путем сравнения ежедневной скорости изменения загрязнения с ежемесячной скоростью.
Очистка теплообменникаЕАМ теплообменника рекомендует оператору время для выполнения очистки или ремонта теплообменника. Эта сигнализация генерируется при высокой разности давлений на горячей или холодной стороне и срабатывании сигнализации по высокому коэффициенту загрязнения.
Подробнее о комплексных решениях от Emerson для оптимизации теплообменников читайте в электронной брошюре.
Предотвращение неисправности вентиляторов в системах воздушного охлаждения снижает расходы на ремонт в среднем на 30%.
Автоматизированные решения для мониторинга воздуходувок контролируют механические параметры оборудования и оповещают персонал об ухудшении процесса охлаждения с выявлением возможной причины этого события.
Повышение качества контроля температурных параметров без необходимости изменений конструкции установки, используя высокоточный беспроводной преобразователь с накладным температурным сенсором Rosemount X-Well.
Беспроводные технологии значительно снизили стоимость реализации мониторинга состояния технологического оборудования. Беспроводные устройства могут быть установлены в труднодоступных местах и в местах, считающихся, в общепринятом смысле, излишне затратными для контроля параметров.
Мониторинг образования коррозии и уменьшения толщины стенки трубопровода с помощью неинтрузивного сенсора.
Неинтрузивные сенсоры позволяют непрерывно следить за целостностью теплообменника и передавать данные в реальном времени. При использовании решений для мониторинга коррозии Permasense от Emerson нет необходимости погружать чувствительный элемент в технологический процесс.
Как это было реализовано на предприятиях химической промышленности читайте в примерах применения
Система мониторинга теплообменников от Emerson. Электронная брошюра
Ключевые вопросы обслуживания теплообменников. Инфографика
Мониторинг основного оборудования для обеспечения надежности, эффективности и безопасности. YouTube
Познакомьтесь с другими современными решениями автоматизации химических технологических процессов! Перейти на сайт