خلاصة
ومع تطور التصنيع الحديث، أصبحت الصناعة المنخفضة{0}}من الكربون اتجاهًا لا مفر منه. في مختلف المجالات الصناعية، تم تطوير-المبادلات الحرارية العالية الكفاءة وتوفير الطاقة-لتحل محل معدات التبادل الحراري التقليدية. ومع ذلك، فإن تحسين أداء المبادلات الحرارية وحده لا يمكن أن يحقق التأثير الأمثل لتوفير الطاقة-لنظام الإنتاج بأكمله.
استنادًا إلى ظروف التشغيل الفعلية في صناعة البتروكيماويات، تستعرض هذه الورقة بيئات التطبيق للأنواع المختلفة من المبادلات الحرارية، وتطوير تقنيات توفير الطاقة-، بالإضافة إلى التقدم البحثي في إزالة الأوساخ ومعالجة الأخطاء. كما يتم اقتراح اتجاهات بحثية جديدة.
المبادل الحراري، المعروف أيضًا باسم المبادل الحراري، هو جهاز يستخدم بشكل أساسي لتحقيق نقل الحرارة بين السوائل المختلفة. أثناء إنتاج البتروكيماويات، غالبًا ما تحتاج وسائط المعالجة إلى التسخين أو التبريد. وفقًا لظروف التشغيل ومتطلبات الإنتاج المختلفة، يمكن اختيار أنواع مختلفة من المبادلات الحرارية لضمان وصول سوائل المعالجة إلى مستويات درجة الحرارة المطلوبة وتلبية متطلبات عمليات التفاعل الكيميائي.
نظرًا لمبادئ التشغيل والوظائف، تلعب المبادلات الحرارية دورًا مهمًا خلال عملية التكرير بأكملها. إنها معدات أساسية لضمان التحكم المناسب في درجة حرارة سوائل المعالجة، والحفاظ على التشغيل المستقر لأنظمة التكرير، واستعادة الحرارة المهدورة للحفاظ على الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لاستخدام معدات التبادل الحراري على نطاق واسع في صناعة البتروكيماويات، فإنها تمثل نسبة كبيرة من تكاليف الاستثمار في المعدات. يعد استهلاك الطاقة وخسارة المعادن ذات الصلة أيضًا من العوامل الرئيسية التي تتطلب الاهتمام.
1. التقدم المحرز في تطبيق المبادلات الحرارية في صناعة البتروكيماويات
1.1 تطبيق المبادلات الحرارية للأنابيب الحرارية في استعادة الحرارة المهدرة
لقد تم تطبيق المبادلات الحرارية للأنابيب الحرارية بنجاح في ظروف استعادة الحرارة المهدرة القاسية في صناعة البترول، خاصة في العمليات التي تشتمل على وقود يحتوي على نسبة عالية من الكبريت.
في عمليات إنتاج البتروكيماويات، تعد معدات التسخين والتكسير ذات درجات الحرارة المرتفعة-ضرورية. على سبيل المثال، في إنتاج الأوليفينات الخفيفة، يتم استخدام-أفران تكسير النافتا البترولية ذات درجة الحرارة العالية بشكل شائع. يمكن أن تصل درجة حرارة غاز العادم من هذه الأفران إلى 200-400 درجة. نظرًا لبيئة التشغيل القاسية، لا يمكن تفريغ غاز النفايات المتولد مباشرة في الغلاف الجوي.
يمكن للمبادلات الحرارية لأنابيب التسخين المسبق للهواء الاستفادة من الحرارة المتبقية من غازات العادم لتسخين هواء الاحتراق مسبقًا، مما يحسن كفاءة الطاقة مع تقليل التلوث البيئي.
في السنوات الأخيرة، تم اعتماد مجموعات مختلفة من المبادلات الحرارية الأنبوبية على نطاق واسع محليًا ودوليًا لتحقيق أداء أفضل في توفير الطاقة- واستعادة الحرارة المهدرة. تظهر عملية الإنتاج الرئيسية في الشكل 1.
1.2 تطبيق المبادلات الحرارية ذات الحاجز الحلزوني في عمليات التبريد والتبادل الحراري
يعد المبادل الحراري ذو الحاجز الحلزوني نوعًا جديدًا من معدات التبادل الحراري ذات الكفاءة العالية-. نشأ مفهومها من هيكل المبادل الحراري للوحة الحلزونية الذي اقترحته شركة روزنبلاند السويدية في عام 1930، والذي حصل على براءة اختراع لاحقًا. وفي وقت لاحق، قامت دول بما في ذلك المملكة المتحدة والولايات المتحدة وألمانيا والاتحاد السوفييتي السابق بتطوير وتصنيع معدات مماثلة.
بدأت الصين في إدخال وتطبيق هذه التكنولوجيا في الصناعة الكيميائية خلال الخمسينيات. بحلول منتصف الستينيات، حقق المصنعون المحليون إنتاجًا ضخمًا من خلال عمليات الدرفلة. وفي عام 1973، قامت الصين بتجميعدليل الاختيار لرسومات المبادل الحراري للوحة الحلزونية. أحدث المعايير، JB/T4751مبادل حراري لوحة دوامة(طبعة 2003)، يمثل مستوى تطور تكنولوجيا المبادلات الحرارية ذات الألواح الحلزونية في الصين.
بالمقارنة مع المبادلات الحرارية التقليدية، تتمتع المبادلات الحرارية ذات الألواح الحلزونية بمزايا تشمل معاملات نقل حرارة أعلى وإمكانية التنظيف الذاتي- الناتجة عن اضطراب السوائل، مما يساعد على منع تراكم الرواسب.
لذلك، في صناعة البتروكيماويات، تُستخدم المبادلات الحرارية ذات الألواح الحلزونية بشكل أساسي في عمليات التدفئة والتبريد التي تتضمن البنزين ووقود الديزل ومياه الأمونيا ومياه الكلور والمحلول الملحي والأحماض القوية والقلويات القوية وغازات النيتروجين-الهيدروجين-الأمونيا المختلطة.
كما يتم تطبيقها على نطاق واسع في أنظمة التدفئة والتبريد والتكثيف وإعادة الغليان للكحوليات والراتنجات واليوريا والمونومرات الجزيئية الصغيرة والأوليفينات المبلمرة والمنتجات الوسيطة ذات الصلة.
هاو تشن ليانغ وآخرون. تمت دراسة العلاقة بين انخفاض الضغط الجانبي للغلاف - ومعدل التدفق، وتغير أداء انتقال الحرارة بالحمل الحراري الجانبي للغلاف - مع رقم رينولدز (Re) ورقم نسلت (Nu)، ومعامل انتقال الحرارة الجانبي للغلاف - تحت ظروف انخفاض ضغط الوحدة للمبادلات الحرارية ذات الحاجز الحلزوني والمبادلات الحرارية ذات الحاجز القطاعي.
قدمت أبحاثهم إرشادات لاختيار المعدات في ظل ظروف التشغيل المختلفة. الاستنتاجات الرئيسية هي كما يلي:
(1) في ظل نفس ظروف رقم رينولدز، يكون معامل نقل الحرارة بالحمل الحراري الجانبي للغلاف - للمبادلات الحرارية ذات الحاجز القطعي أعلى من المبادلات الحرارية ذات الحاجز الحلزوني.
(2) في ظل نفس قطر الغلاف وظروف معدل التدفق، يرتبط انخفاض الضغط الجانبي للغلاف - للمبادلات الحرارية ذات الحاجز الحلزوني سلبًا بالزاوية الحلزونية. ومع ذلك، بغض النظر عن الزاوية الحلزونية المختارة، يظل انخفاض الضغط أقل من انخفاض المبادلات الحرارية ذات الحاجز القطاعي.
(3) بخلاف الاستنتاجين المذكورين أعلاه، عند النظر في أداء نقل الحرارة لكل وحدة انخفاض في الضغط، يكون معامل نقل الحرارة بالحمل الحراري الجانبي للغلاف - للمبادلات الحرارية ذات الحاجز الحلزوني أعلى. عندما تكون الزاوية الحلزونية حوالي 40 درجة، فإن معامل نقل الحرارة بالحمل الحراري يصل إلى قيمته القصوى، مما يؤدي إلى أعلى أداء إجمالي لنقل الحرارة.
1.3 تطبيق توفير الطاقة- للمبادلات الحرارية اللوحية ذات الكفاءة العالية- في تكرير النفط
في مصافي النفط المتوسطة والكبيرة الحجم-، يمكن أن يكون هناك ما يقرب من 400 مبادل حراري من أنواع مختلفة. تعمل هذه الأنظمة غالبًا تحت ظروف الضغط العالي ودرجات الحرارة المرتفعة. على المستوى الدولي، وصلت المبادلات الحرارية ذات الغلاف-والأنبوبي إلى مستويات تشغيل تبلغ 8.4 ميجا باسكال ودرجة حرارة 1500 درجة، مع وصول مناطق نقل الحرارة إلى 6700 متر مربع.
نظرًا لارتفاع تكاليف بناء منصات النفط البحرية، فقد تم استخدام المبادلات الحرارية ذات الألواح الملحومة على نطاق واسع في إنتاج النفط البحري بسبب هيكلها المدمج، وتصميمها خفيف الوزن، وأداءها الممتاز في نقل الحرارة، وانخفاض تكلفتها.
وتشمل تطبيقاتها الرئيسية تبريد زيت التشحيم الميكانيكي والمياه العذبة (مثل مياه تبريد غلاف المحرك). وفي حقول النفط، يمكن استخدامها أيضًا لتسخين النفط الخام والعمليات الأخرى.
يكمن التحدي الرئيسي في تصميم وحساب أنظمة العمليات. في الإنتاج الفعلي، غالبًا ما يكون سبب فقدان الطاقة هو التصميم غير المعقول للعملية.
تشن جيانوي وآخرون. أجرى بحثًا نظريًا حول حساب انخفاض الضغط للمبادلات الحرارية لألواح التبريد المستخدمة في التطبيقات البتروكيماوية. استنادًا إلى خصائص المبادلات الحرارية ومبادئ نقل الحرارة، افترضوا أن الطور السائل على طول قناة التدفق يزداد خطيًا وأنشأوا علاقات بين طول قناة التدفق وجودة بخار الكتلة الفعلية وجودة البخار الحجمي. وكانت نتائج الحساب متوافقة مع بيانات التشغيل العملية.
الاستنتاجات الرئيسية هي كما يلي:
(1) في ظل ظروف تغير الطور-، عند حساب انخفاض ضغط المائع، يجب اعتبار المائع بمثابة تدفق ثنائي-مرحل أو تدفق متعدد الأطوار. لا ينبغي استخدام نماذج التدفق -أحادية الطور أو التدفق المتجانس كبدائل لحسابات التدفق متعدد الأطوار. وينبغي تطبيق نموذج التدفق المنفصل.
(2) أثناء عمليات التبريد في صناعة البتروكيماويات، قد يحدث تكثيف جزئي، مما يؤدي إلى تكوين أغشية سائلة على أسطح نقل الحرارة. ولذلك، عند اختيار مبادلات حرارية مدمجة مثل المبادلات الحرارية ذات الزعانف اللوحية-، فإن تحقيق تصميم معقول واقتصادي يتطلب مراعاة المعلمات الهيكلية. إن مجرد زيادة مساحة نقل الحرارة وإضافة هوامش الأمان لا يكفي.
1.4 تطبيق مبخرات الأغشية الرقيقة في عمليات التركيز والتجفيف
تُستخدم المبخرات ذات الأغشية الرقيقة بشكل شائع في العمليات البتروكيماوية مثل تركيز الصودا الكاوية، وتبخر كبريتيد الصوديوم، وتجفيف الراتنج، وتجفيف المطاط. أنها توفر فوائد اقتصادية كبيرة.
بالمقارنة مع المعدات التقليدية مثل أحواض التبخير المصنوعة من الحديد الزهر، تتمتع المبادلات الحرارية التبخيرية ذات الأغشية الرقيقة التي يتم تسخينها بواسطة أفران الزيت الحراري بالمزايا التالية:
(1) يمكن تقليل أثر المعدات بنسبة 6% تقريبًا. تتيح هذه العملية التبخير الميكانيكي، وتبسيط التشغيل، وتحويل الإنتاج المتقطع إلى إنتاج مستمر، وبالتالي تحسين الكفاءة الصناعية.
(2) يتم تشغيلها بواسطة المكشطة الدوارة، مما يؤدي إلى تحسين أداء نقل الحرارة بشكل ملحوظ. يمكن تقليل وقت التبخر على السطح إلى أقل من دقيقة واحدة، مما يقلل من تراكم القشور والكربون. المنتج أقل عرضة للتحلل ومناسب للمواد الحساسة للحرارة-. وفي الوقت نفسه، يتم تقليل تكوين الرواسب، مما يؤدي إلى سهولة الصيانة والتنظيف.
(3) بالمقارنة مع أوعية التبخير المصنوعة من الحديد الزهر، فإن فرن الزيت الحراري الداعم يمكن أن يقلل من استهلاك الفحم بحوالي 50%. يمكن أن يعمل في درجات حرارة تصل إلى 300 درجة مع الحفاظ على التشغيل الآمن في ظل ظروف غير مضغوطة.
(4) يعتبر الجهاز ملائمًا لتصميم توسيع نطاق العملية-ويمكن أن يحل محل المجففات التقليدية من نوع الغلاية-. أثناء التوسع في الإنتاج على نطاق واسع-، يكون الانحراف الناتج عن التوسع صغيرًا نسبيًا.
ومع ذلك، لا تزال هناك بعض التحديات التقنية في التطبيقات العملية.
For example, scraper grooves are usually made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which has excellent corrosion resistance but limited high-temperature resistance. One possible solution is to use materials such as graphite that provide both corrosion resistance and high-temperature resistance (>280 درجة).
عادةً ما تكون خطوط أنابيب المعالجة مصنوعة من أنابيب غير ملحومة، والتي قد تتطلب الاستبدال كل 30 يومًا تقريبًا. من التحسينات الممكنة استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ أو الأنابيب ذات البطانات الداخلية المقاومة للتآكل-، مثل أنابيب المبادل الحراري المبطنة بالفلوروبلاستيك-.
بالإضافة إلى ذلك، تتطلب مشاكل التآكل المرتبطة بمضخات التدوير أيضًا حلولاً إضافية.
2. إزالة القاذورات والتدابير المضادة لمعدات التبادل الحراري في صناعة البتروكيماويات
وفقًا لشتاينهاغن وآخرين، أظهرت دراسة استقصائية أجريت على 3000 نوع مختلف من المبادلات الحرارية في نيوزيلندا أن أكثر من 90% من المبادلات الحرارية واجهت مشاكل في التلوث. يظهر الشكل 2 مقارنة بين ظروف التلوث بين الأنواع المختلفة للمبادلات الحرارية.
وتشير الدراسات المحلية والدولية إلى أن التكلفة السنوية المرتبطة بمعالجة القاذورات في صناعات تكرير البترول والصناعات الكيماوية تصل إلى ما يقرب من 15.6 مليون دولار، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة واستهلاك للموارد.
في ظل ظروف التشغيل الفعلية في صناعة البتروكيماويات، يمكن تقسيم آليات تكوين وتصنيفات القاذورات بشكل أساسي إلى الفئات التالية:
نماذج التآكل
نماذج التصلب
المواد السطحية-نماذج التلوث الناتج
نماذج تلوث الطور الغازي-
نماذج تلوث التفاعلات الكيميائية
أثناء التنبؤ والتحليل العملي للتشغيل، يمكن تصنيف القاذورات وفقًا لهذه الآليات. ومن خلال اختيار أنواع المبادلات الحرارية المناسبة وفقًا لظروف التشغيل المختلفة وحساب فترات التنظيف المثالية، يمكن تقليل الخسائر الاقتصادية.
علاوة على ذلك، وبالنظر إلى بيئات التشغيل-درجة الحرارة العالية والضغط العالي-في تطبيقات البتروكيماويات، تتضمن طرق المعالجة الرئيسية ما يلي:
تعزيز نقل الحرارة
طرق التنظيف الميكانيكية
طرق التنظيف الكيميائي
المراقبة عبر الإنترنت وتقنيات التنظيف-في الوقت الفعلي
3. تحليل الأعطال وصيانة المبادلات الحرارية في صناعة البتروكيماويات
3.1 منع التآكل والتآكل في المبادلات الحرارية
أثناء تشغيل المبادلات الحرارية في صناعة البتروكيماويات، تحدث حوادث تسرب التآكل بشكل متكرر. يمكن أن تؤدي هذه الأعطال إلى تعطيل الإنتاج المستقر وتعتبر إحدى مشكلات المعدات الرئيسية في أنظمة البتروكيماويات.
يتم تصنيف مشاكل التسرب هذه بشكل أساسي إلى تسرب التآكل وتسرب التآكل. تركز الحلول الحالية بشكل أساسي على إصلاح المعدات التالفة بعد حدوث الأعطال، وتحسين عمليات الإنتاج لمنع الأعطال، وتقليل تدهور المعدات من خلال الاختيار السليم لمواد وأنواع المبادلات الحرارية.
3.1.1 أسباب التآكل والتآكل في المبادلات الحرارية
التحليل من منظور المواد الخام
تحتوي المواد الخام المستخدمة في إنتاج البتروكيماويات، وخاصة النفط الخام، على مكونات كيميائية معقدة. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع النفط الخام بشكل عام بلزوجة عالية ويحتوي على جزيئات صلبة ذات أحجام غير منتظمة.
ونتيجة لذلك، فإن وسط العمل الملامس لأسطح المبادل الحراري يكون معقدًا للغاية. غالبًا ما تتعرض المعدات للضرر الميكانيكي الناجم عن الاحتكاك الجسدي والتآكل الكيميائي الشديد.
التحليل من منظور العمليات الكيميائية
The entire petrochemical production chain often involves high-temperature (>1000 درجة ) وظروف التشغيل-الضغط العالي. قد تحدث أشكال مختلفة من التآكل في وقت واحد وتتفاعل مع بعضها البعض.
على سبيل المثال، تعد سرعة التدفق العالية المطلوبة أثناء عمليات الإنتاج سببًا مباشرًا للتآكل التآكل، بينما تعمل أيضًا على تسريع مشكلات تسرب التآكل الحالية.
لذلك، في حالات فشل المبادل الحراري، عادة ما يكون التسرب والتآكل مرتبطين ارتباطًا وثيقًا ويمكن أن يخلقان تأثيرًا تآزريًا يعمل على تسريع تدهور المعدات.
3.1.2 تصنيف تآكل وتآكل المبادلات الحرارية والتدابير المضادة في صناعة البتروكيماويات
(1) تآكل السطح وتآكل المبادلات الحرارية
يعد تآكل السطح هو السبب الأكثر شيوعًا لتسرب أنبوب المبادل الحراري، وهو ما يمثل حوالي 90٪ من الحالات.
غالبًا ما تتمتع وسائط المعالجة المستخدمة في إنتاج البتروكيماويات بمستويات معينة من اللزوجة والالتصاق. تؤثر السوائل عالية السرعة- التي تحتوي على جزيئات صلبة وفقاعات بشكل مستمر على أسطح نقل الحرارة، مما يؤدي إلى توليد ضغوط سطحية محلية تصل إلى 10 ميجاباسكال، مما قد يتسبب في تآكل الكلال وتلف الأسطح المعدنية.
لذلك، تحدد متطلبات العملية غالبًا أن سرعة التدفق المتوسطة يجب أن تكون أكبر من 2 م/ث.
(2) التآكل الكهروكيميائي الناجم عن الرواسب السطحية
أثناء عمليات تكرير البترول، عادةً ما تكون وسائط المعالجة ذات لزوجة عالية وقد تتعرض للتصلب في ظل ظروف معينة. يمكن أن يتسبب ذلك في تراكم المواد على أسطح المبادلات الحرارية وتكوين رواسب.
يمكن أن تؤدي الخصائص غير المستقرة والمتقطعة وغير المستوية لهذه الرواسب إلى حدوث تشققات وثغرات. قد تؤدي الاختلافات في تركيز الأكسجين بين داخل هذه الفجوات وخارجها إلى حدوث تآكل كهروكيميائي.
تشمل تفاعلات التآكل ذات الصلة بشكل رئيسي ما يلي:
تفاعلات انحلال المعادن، وهي الأكسدة الأنودية؛
تفاعلات التخفيض الكاثودية؛
التوسع التدريجي للتآكل الناجم عن عدم التوازن الكهروكيميائي.
(3) التآكل على السطح الجانبي المائي لأنابيب المبادل الحراري
في أنظمة التبادل الحراري، يتم استخدام الماء بشكل متكرر كوسيلة لنقل الحرارة، مما يجعل التآكل الجانبي للمياه -مشكلة شائعة.
تشمل آليات التآكل الرئيسية ما يلي:
تخفيض قيمة الرقم الهيدروجيني.
اختراق بخار الماء
الهجوم الناجم عن الأكسجين المذاب؛
تآكل أيون الكلوريد (Cl⁻)؛
تآكل أيون الكبريتيد (S²⁻).
يمكن عمومًا تقسيم هذه التفاعلات إلى تآكل كيميائي وتآكل كهروكيميائي.
تشتمل متطلبات المواد المقاومة للتآكل-على الجانب المائي لأنابيب المبادل الحراري على ما يلي:
الموصلية الحرارية الجيدة والالتصاق القوي بالسطح.
مقاومة ممتازة للتغيرات في درجات الحرارة وصلابة كافية؛
مقاومة قوية للتآكل الأيوني.
أداء جيد في مكافحة-التوسع؛
مقاومة ممتازة لاختراق بخار الماء.
3.1.3 طرق الحماية من التآكل للمبادلات الحرارية
حاليًا، تشمل طرق الحماية من التآكل للمبادلات الحرارية في صناعة البتروكيماويات بشكل رئيسي ما يلي:
(1) حماية الأنود الذبيحة
تحمي هذه الطريقة مواد المبادل الحراري عن طريق استخدام معدن أكثر نشاطًا كأنود مضحٍ لمنع تآكل المعدات الرئيسية.
(2) تطوير وتطبيق الطلاءات المضادة للتآكل-.
تُستخدم الطلاءات المضادة للتآكل-على نطاق واسع في حماية المبادلات الحرارية. من خلال تطبيق طلاء معدني رقيق للغاية أو طلاء غير عضوي على سطح التلامس، يمكن عزل المواد الضارة والرواسب الملوثة بشكل فعال.
الطلاء الشائع الاستخدام هو نظام الطلاء المضاد للتآكل CH-784 من الإيبوكسي الأميني.
(3) تحسين مواد المبادلات الحرارية
ولمنع التآكل الناجم عن نوعية المياه والوسائط العدوانية، يمكن اختيار مواد محسنة.
توفر المبادلات الحرارية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النحاس وسبائك التيتانيوم بشكل عام مقاومة ممتازة للتآكل. ومع ذلك، فإن ارتفاع تكاليف المواد يحد من تطبيقها في بعض الصناعات.
3.2 تكنولوجيا اللحام لإصلاح شقوق شفة المبادل الحراري
في الوقت الحاضر، يتم استخدام تكنولوجيا إصلاح اللحام بالصهر البارد على نطاق واسع لصيانة المجال الصناعي.
تقنية اللحام بالصهر البارد هي تقنية إصلاح جديدة تم تطويرها استنادًا إلى تقنيات اللحام المحمي بالغاز-. يتم تطبيقه بشكل متكرر في إصلاح وصيانة المبادلات الحرارية التالفة في صناعة البتروكيماويات.
وتشمل خصائصه الرئيسية ما يلي:
(1) مدخلات حرارة منخفضة ووقت لحام قصير
الحرارة المتولدة أثناء اللحام منخفضة للغاية. تستغرق عملية اللحام عدة عشرات من المللي ثانية فقط، مما يؤدي إلى تجنب المشكلات مثل التلدين وتغير اللون.
(2) حوض لحام صغير وجودة إصلاح ممتازة
حجم حوض اللحام أقل من 2 مم مكعب. يتم تشتيت توزيع الضغط، مما يقلل الضغط المركّز على المكون الذي تم إصلاحه.
لا تسبب العملية تشققًا أو تشوهًا. بالإضافة إلى ذلك، تمنع حماية الغاز الخامل تكوين المسام والفقاعات، مما يؤدي إلى سطح أملس ونظيف تم إصلاحه.
(3) المعدات الصغيرة والملاءمة للإصلاح في-الموقع
معدات اللحام صغيرة الحجم ومناسبة للإصلاح الميداني في الوقت الفعلي-.
يمكن اختيار مجموعة واسعة من أسلاك اللحام، مما يسمح بإصلاح المبادلات الحرارية المصنوعة من مواد مختلفة.
4. توقعات التنمية المستقبلية
تجدر الإشارة إلى أن متطلبات العملية المختلفة تتطلب أنواعًا مختلفة من المبادلات الحرارية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الترتيب المتوازي أو المتسلسل للمبادلات الحرارية له تأثير كبير على أداء التشغيل لنظام العملية بأكمله.
يعد اختيار المكونات ومطابقتها من العوامل الحاسمة أيضًا. يتطلب التصميم الموجه نحو الموثوقية- أن تتمتع المكونات بقدرة كافية على التكيف لتحمل ظروف التشغيل المختلفة، وتغيرات الأحمال العشوائية، وتغيرات الضغط الشائعة في صناعة البتروكيماويات. يوفر مفهوم التصميم هذا تحسينات على القيود المفروضة على أساليب التصميم التقليدية.
فيما يتعلق بالحفاظ على الطاقة وخفض الانبعاثات، لا ينبغي للتنمية المستقبلية أن تركز فقط على تحسين هياكل المبادلات الحرارية، بل يجب أيضًا إيلاء المزيد من الاهتمام لتطوير مواد المبادلات الحرارية المتقدمة.
ومن بين مجالات البحث هذه، تتمتع تكنولوجيا طلاء سطح المبادل الحراري بإمكانات كبيرة. يشمل الاتجاه المستقبلي لتطوير الطلاء ما يلي:
تصميم خفيف الوزن؛
مقاومة درجات الحرارة العالية-والضغط العالي-؛
مقاومة ممتازة للتآكل.
انخفاض تكاليف التصنيع.
تشغيل وصيانة أكثر اقتصادا.
في الوقت الحاضر، أصبح تطوير تقنيات المحاكاة والبرامج الهندسية أيضًا اتجاهًا بحثيًا مهمًا. يمكن أن توفر هذه التقنيات إرشادات فعالة للتنبؤ بالتلوث وتحسين دورة التنظيف وتقييم الأداء التشغيلي.
