Zuckerproduktion
Um die Produktionseffizienz zu maximieren, werden die Abfallprodukte aus den Zuckerproduktionsprozessen wann immer möglich wiederverwendet, um so viel Energie wie möglich zu extrahieren und wiederzuverwenden. Viele dieser Flüssigkeiten und Dämpfe können auch ein ernsthaftes Problem durch Ablagerungen verursachen, wenn sie erhitzt werden.
In der British Sugar Fabrik in York wird Kondensat wiederverwendet, um den Rohzuckersaft unmittelbar nach dem Pressen und Einweichen zu erhitzen. Dies führt zu schweren Ablagerungen im Rohsaftkreislauf, da sich Proteine und Schmutz auf der Oberfläche ablagern.
In der Newark-Fabrik mussten sie die Produktion in einem Abschnitt des Prozesses steigern, der Dampf aus einem vorherigen Abschnitt verwendet, um die Zuckerlösung zu erhitzen, während die gleiche Grundgröße des Systems beibehalten und an die bestehenden Rohrleitungsverbindungen angeschlossen wurde.
Das Designproblem
Aufgrund der Ablagerungseigenschaften des Produkts wurde HRS gebeten, gewellte Röhren-Wärmetauscher für die Rohsaft-Erhitzung in York und später für einen Dampfkondensator in Newark zu liefern.
Unsere Erfahrung zeigte eine signifikante Verbesserung der Wärmeübertragungsraten, wenn gewellte Rohre verwendet werden, aber British Sugar war mehr daran interessiert, die Wartungskosten zu senken, indem sie die Größe der Wärmetauscher minimierten und, wenn möglich, die Ausfallzeiten für die Reinigung reduzierten. Die Einheiten mussten so entworfen werden, dass sie in bestehende Installationen nachgerüstet werden konnten und die Verbindungszentren sowie die Positionen eingehalten wurden.
Die Lösung
Da der Zuckersaft wahrscheinlich mit festen Partikeln und Fasern kontaminiert ist, wurde entschieden, 25 mm „harte“ gewellte Rohre in vertikal montierten, festen Plattenwärmetauschern zu verwenden.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass die gewellten Rohre den ursprünglich prognostizierten verbesserten Wärmeübertrag liefern. Die Ablagerungsrate, die auf chemischen Prozessen beruht, ist die gleiche wie bei den ursprünglichen Rohrheizern mit glatten Rohren (da sie nicht von der Flüssigkeitsturbulenz abhängt), aber sie ist erheblich einfacher von der Rohroberfläche zu entfernen. Der Reinigungsprozess, den British Sugar verwendet, nutzt einen Hochdruck-Wasserstrahl, um die Ablagerungsschicht von der Rohroberfläche zu lösen und durch den Wärmetauscher zu spülen. Das Design der gewellten Rohre unterstützt diesen Prozess.
Tests
Aufgrund der Variabilität der Zuckerlösungen während der Verarbeitungsphasen stellte British Sugar Einrichtungen in der York-Fabrik zur Verfügung, damit HRS Heat Exchangers Wärmeübertragungstests an verschiedenen Formen der Wellung unter Verwendung verschiedener Zuckerprodukte durchführen konnte.
Die Testergebnisse zeigten British Sugar, dass die Wärmeübertragung an mehreren Phasen des Zuckerproduktionsprozesses signifikant verbessert werden kann, wenn gewellte Rohre in ihren verschiedenen Formen verwendet werden.