Papua Nugini Elemen pertukaran panas

1. Singkat

Komponen inti dari pemanas awal udara putar adalah elemen penyimpanan panas, yang umumnya dikenal sebagai elemen pertukaran panas. Elemen pertukaran panas dan kotak elemen merupakan bagian penting dari pemanas awal putar; berat keduanya terkadang mencapai sekitar 50% dari total berat pemanas awal tersebut. Kinerja pemanas awal sangat erat kaitannya dengan elemen-elemen pertukaran panas. Pemilihan elemen pertukaran panas sangat menentukan karakteristik termal, efisiensi ekonomi secara menyeluruh, serta operasi dan pemeliharaan pemanas awal tersebut.

Elemen pertukaran panas pada pemanas awal udara berputar biasanya terdiri atas pelat bergelombang dan pelat penentu yang digulung dari pelat baja tipis. Pelat bergelombang dan pelat penentu saling tumpang tindih sehingga membentuk saluran gas buang dan saluran udara di bagian tengahnya. Ketika aliran udara mengalir melalui bagian tengah tersebut, aliran tersebut mengalami gangguan yang cukup kuat, yang pada gilirannya memperkuat proses perpindahan panas konvektif antara aliran udara dan elemen pertukaran panas.

Pemilihan material untuk elemen pertukaran panas ditentukan berdasarkan karakteristik bahan bakar, suhu operasi, kondisi pembakaran, apakah sistem dilengkapi dengan sistem denitrifikasi SCR, serta distribusi medan suhu pada elemen pertukaran panas. Pada unit berbahan bakar batu bara, dalam kebanyakan kasus digunakan baja karbon biasa pada bagian ujung panas dan suhu menengah. Untuk menahan korosi suhu rendah, pada penukar panas ujung dingin umumnya digunakan baja tahan korosi paduan rendah, sementara baja Corten atau material setara sering kali dipakai. Pada pemanas udara untuk bahan bakar minyak dan batu bara berkualitas rendah, elemen pertukaran panas ujung dingin terkadang dilapisi enamel.

2. Prinsip desain pemilihan pola elemen pertukaran panas

Desain elemen perpindahan panas tipe pelat tergantung pada aplikasinya.

2.1. Kinerja perpindahan panas yang baik, yaitu kecepatan aliran udara yang tinggi, gangguan yang baik, dan pencampuran yang kuat.

2.2. Luas permukaan pemanasan per satuan volume besar.

2.3. Kinerja ketahanan yang baik, dengan tahanan yang kecil pada karakteristik termal yang sama.

2.4. Tidak mudah terakumulasi abu (terutama pada bagian ujung yang dingin).

2.5. Produk ini mudah diproduksi pada lini produksi dan biayanya relatif rendah. Banyak persyaratan saling bertentangan, sehingga manfaat ekonomi secara keseluruhan, termasuk biaya pemeliharaan, harus dipertimbangkan secara komprehensif.

3. Pengenalan singkat tentang pola elemen pertukaran panas

Saat ini, terdapat banyak jenis papan di dunia. Berbagai jenis tersebut digunakan dalam situasi yang berbeda, meskipun hanya beberapa jenis yang umum dipakai, namun ukuran spesifiknya bervariasi. Setiap jenis papan harus diuji berkali-kali, baru kemudian secara resmi dijadikan standar dan diajukan permohonan paten. Kurva j dan f diberikan; j berkaitan dengan perpindahan panas, sedangkan f berkaitan dengan tahanan. Baik j maupun f merupakan fungsi dari bilangan Reynolds Re. J dan f merupakan data kunci dalam perhitungan kinerja preheater. Dalam perbandingan uji kinerja berbagai jenis papan, data rating daya Puming sering kali digunakan.

Saat ini, DU, DNF, NF, dan FNC merupakan jenis pelat yang paling umum digunakan. Namun, ukuran spesifik di masing-masing negara berbeda-beda, dan data uji bersifat rahasia. Demikian pula untuk jenis pelat DU: kinerjanya dapat bervariasi secara signifikan, sehingga perlu diperhatikan dalam proses desain.

Berdasarkan karakteristik saluran alir, bentuk gelombang dapat dibagi menjadi dua jenis: bentuk gelombang terbuka dan bentuk gelombang tertutup. Bentuk gelombang terbuka menimbulkan gangguan yang kuat selama aliran gas buang, sehingga transfer panasnya lebih baik, namun tahanannya rendah. Sebaliknya, bentuk gelombang tertutup menunjukkan kebalikannya. Oleh karena itu, berdasarkan prinsip desain yang ekonomis, bentuk gelombang terbuka umumnya digunakan pada bagian ujung panas untuk meningkatkan efisiensi transfer panas, sedangkan pada bagian ujung dingin biasanya digunakan bentuk gelombang tertutup guna mencegah terjadinya penyumbatan.

4. Karakteristik kinerja dari berbagai pola elemen pertukaran panas

5. Perbandingan kinerja elemen pertukaran panas

6. Saran mengenai pemilihan jenis dalam situasi saat ini

Efek perpindahan panas, tahanan aliran, dan kemungkinan penyumbatan oleh abu harus dipertimbangkan dalam pemilihan jenis pelat elemen. Penggunaan elemen perpindahan panas dengan efek perpindahan panas yang baik dapat menurunkan biaya produksi; namun, hal itu belum tentu berarti bahwa tahanan alirannya kecil atau ketahanan terhadap penyumbatan oleh abu juga rendah, sehingga justru dapat meningkatkan biaya operasi. Sebagai contoh, suatu perusahaan menggunakan elemen bergelombang seri DU seperti HS7, HS8, dan lain-lain pada bagian dingin dari preheater. Meskipun bobot rotor preheater menjadi lebih ringan, apabila kandungan abu dalam bahan bakar semakin tinggi atau ketika elemen tersebut digunakan pada preheater SCR, maka mudah terjadi penyumbatan oleh abu dan tahanan aliran pun meningkat. Efek perpindahan panas dan tahanan aliran seringkali merupakan pasangan yang saling bertentangan, karena untuk meningkatkan efek perpindahan panas berarti memperkuat turbulensi lokal di dalam saluran aliran udara—yaitu dengan meningkatkan kerapatan riak atau sudut kemiringan permukaan perpindahan panas—namun cara ini juga akan meningkatkan koefisien tahanan aliran.

Oleh karena itu, pemilihan elemen perpindahan panas didasarkan pada karakteristik bahan bakar untuk menentukan jenis pelat elemen perpindahan panas yang sesuai. Secara umum, elemen perpindahan panas berbentuk gelombang seperti DU, DN, DL, dan jenis lainnya dipilih untuk bagian panas dan bagian suhu menengah dari preheater guna menyesuaikan dengan bahan bakar antrasit hingga lignit. Dibandingkan dengan seri gelombang Du (seperti HS7 dan HS8 dari suatu perusahaan) yang digunakan untuk segala jenis batu bara, elemen ini mampu memberikan keseimbangan antara kinerja perpindahan panas dan kemampuan anti-penyumbatan. Mengingat karakteristik batu bara Tiongkok, untuk batu bara berabu tinggi dan lignit, pada bagian dingin preheater, preheater umumnya menggunakan elemen perpindahan panas bergelombang nf6 yang memiliki tahanan aliran kecil dan tidak mudah tersumbat oleh abu; sedangkan pada preheater SCR, elemen perpindahan panas tipe DNF/KE-1 dengan efek perpindahan panas yang baik dan saluran aliran tertutup biasanya digunakan pada bagian dingin. Efek pertukaran panas yang baik dapat memastikan bahwa suhu gas buang tidak menurun seiring bertambahnya tinggi elemen pada bagian dingin, sementara efek pembersihan jelaga yang baik dari saluran tertutup dapat mencegah terjadinya penyumbatan jelaga.

Pada tahap pemilihan tipe, juga diperlukan perhitungan medan suhu logam dan gas dalam rotor pemanas awal, serta penentuan tinggi elemen transfer panas pada setiap lapisan berdasarkan medan suhu dan suhu titik embun asam sulfat serta amonium hidrogen sulfat, dengan memberikan margin tertentu untuk menyesuaikan perubahan jenis batu bara. Di satu sisi, metode ini memastikan bahwa area pengendapan amonium hidrogen sulfat di pemanas awal SCR sepenuhnya berada dalam lingkup elemen transfer panas pada bagian dingin; dan ketika digunakan batu bara berkadar belerang tinggi, asam sulfat pun akan sepenuhnya terendapkan pada lapisan bagian dingin, sehingga dapat menghindari penyumbatan abu antarlapisan, meningkatkan efek pembilasan, serta menjamin ekonomi dan keamanan peralatan.

Dapatkan video MFG dari tautan di bawah ini:

https://m.facebook.com/story.php?story_fbid=pfbid032pJad2JAM9RzEjhwXFDuwqyqpAHw7UNXsPAVUyvHB2ce2aqJ6HMumStxZctbYhP8l&id=100064429324156&mibextid=Nif5oz