Оклопни и цевни хладњаци за ЦО₂ компресоре

ЦО₂ компресори се широко користе у индустријском хлађењу, преради хране, хладњачама, хемијским постројењима и новим транскритичним ЦО₂ системима. Због високих радних притисака и повишених температура компресије ЦО₂, ефикасно и поуздано хлађење је критично. Хладњак са омотачем и цеви је једно од најпроверенијих и најснажнијих решења измењивача топлоте за апликације ЦО₂ компресора, обезбеђујући безбедан рад, стабилне перформансе и дуг животни век опреме.

Оклопни и цевни хладњаци се обично примењују као накнадни хладњаци, међухладњаци, хладњаци уља или гасни хладњаци, у зависности од конфигурације компресора и дизајна система.

Типичне примене у системима компресора ЦО₂

1. ЦО₂ накнадни хладњак

Инсталиран низводно од компресора ради смањења температуре гаса пре уласка у опрему низводно.

Предности:

Смањује термички стрес на цевима и вентилима

Побољшава ефикасност система

Штити заптивке и еластомере

2. Интеркулери (више-компресија)

Користи се између фаза компресије за снижавање улазне температуре следећег степена.

Предности:

Смањује рад компресије

Побољшава волуметријску ефикасност

Смањује излазну температуру завршне фазе

3. Хладњаци ЦО₂ гаса (транскритични системи)

У транскритичним системима за хлађење ЦО₂, расхладни уређаји са омотачем и цевима одбијају топлоту без кондензације.

Предности:

Стабилно одбијање топлоте под високим притиском

Компактан дизајн са високим стопама преноса топлоте

Погодно за инсталације{0}}хлађене водом

4. ЦО₂ Хладњаци уља компресора

Користи се за хлађење уља за подмазивање одвојеног од компримованог гаса.

Предности:

Одржава вискозитет уља и квалитет подмазивања

Штити лежајеве и покретне делове

Продужује сервисне интервале компресора

 

Кључна разматрања дизајна

Приликом пројектовања кућишта и цеви хладњака за сервис ЦО₂ компресора, мора се узети у обзир неколико критичних фактора:

Пројектовани притисак: Често прелази 100 бара на страни ЦО₂

Пројектна температура: Високе температуре испусног гаса

Материјал цеви: нерђајући челик или легуре бакра високе{0}}врсте

Материјал кућишта: угљенични челик или легирани челик са одговарајућим притиском

Одабир-бочне стране у односу на{1}}коњушну страну: ЦО₂ обично на страни цеви за задржавање већег притиска

Расхладни медијум: вода, гликол или друге секундарне течности

Ограничења пада притиска: За одржавање ефикасности компресора

Дизајни су обично у складу са АСМЕ Сецтион ВИИИ, ПЕД или еквивалентним стандардима посуда под притиском.

 

Типичне карактеристике конструкције

Фиксна или У-конфигурација снопа цеви

Побољшане унутрашње површине цеви за бољи пренос топлоте

Преграде дизајниране за оптималну дистрибуцију протока

Дозвољена количина корозије и сигурносне границе за дуготрајан{0}}рад

 

Студија случаја: Схелл анд Тубе афтерцоолер за индустријски ЦО₂ компресор

• Позадина пројекта

Хладњача која ради са индустријским ЦО₂ расхладним системом доживела је високе температуре пражњења компресора, што је довело до смањене ефикасности система и повећаног одржавања.

• Изазови

Висок притисак и температура пражњења

Ограничен простор за решења хлађена ваздухом{0}}

Захтев за високу поузданост и сигурност

• Решење је имплементирано

Испоручен је и инсталиран водено{0}}хлађени ЦО₂ са омотачем и цевима.

• Кључни параметри дизајна

Расхладно средство: ЦО₂ (Р744)

Пројектовани притисак (ЦО₂ страна): 120 бара

Расхладни медијум: затворена{0}}вода за хлађење

Конструкција: цеви од нерђајућег челика, шкољка од угљеничног челика

Усклађеност: АСМЕ код посуде под притиском

• Остварени резултати

Температура пражњења компресора смањена за преко 30 степени

Побољшана ефикасност система и стабилан рад

Смањено термичко оптерећење на компонентама које се налазе испод

Дугорочно-функционисање{1}}без проблема

 

Закључак

Оклопни хладњак за ЦО₂ компресоре је поуздано и индустријски{0}}проверено решење за управљање високим притисцима и температурама својственим ЦО₂ системима. Било да се користи као накнадни хладњак, интеркулер, гасни хладњак или хладњак за уље, овај тип измењивача топлоте пружа супериорну механичку чврстоћу, термичке перформансе и могућност сервисирања.