مبادل حراري كهربائي

يلعب مبادل حراري كهربائي للوسائط دورًا محوريًا في العمليات الصناعية التي يجب فيها جلب المواد الغازية أو السائلة إلى درجة حرارة محددة. يمكن أن تكون هذه المواد الغاز الطبيعي أو الغاز الحيوي أو الهيدروجين أو غاز المعالجة أو الغاز الطبيعي المسال أو النيتروجين أو الهواء أو الماء أو مخاليط الجليكول. إن استخدام مثل هذه المبادلات الحرارية الكهربائية مهم بشكل خاص في الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية والبوليمرية، واستخراج الغاز الطبيعي، ومعالجة الأغذية، وبناء السفن وفي التطبيقات البحرية والصناعية.

من خلال التبادل الحراري المستهدف، لا يمكن تسخين الوسائط بكفاءة فحسب، بل يمكن أيضًا تسخينها بكفاءة عالية لضمان التحكم الأمثل في العملية. اعتمادا على التطبيق، يمكن تصميم المبادل الحراري الكهربائي كنظام تسخين كهربائي أو نموذج يعمل بالبخار أو حل مدعوم باستعادة الحرارة. يضمن التحكم الدقيق في درجة الحرارة ظروفًا متسقة، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة الطاقة وموثوقية العملية.

يجب أن تلبي المبادلات الحرارية الكهربائية أعلى المتطلبات التقنية خاصة في التطبيقات الحساسة، مثل تسخين الغاز لخفض الضغط أو السخانات السائلة لدوائر التبريد والتسخين الصناعية. يتم تكييف المواد ومقاومة درجات الحرارة وأنظمة التحكم بدقة مع معايير التشغيل المعنية من أجل ضمان أقصى قدر من الكفاءة والمتانة.

1 الصناعة الكيميائية

1.1 التسخين المسبق لوسائط المعالجة

• تسخين المواد الكيميائية العدوانية (مثل الأحماض والقلويات) قبل التفاعل
• التحكم في درجة الحرارة للعمليات الكيميائية الحساسة
• الحد من مشكلات اللزوجة من خلال التسخين المسبق

1.2 تسخين المذيبات

• تجنب التكثيف أو التصلب
• التحكم في درجة الحرارة الموحدة أثناء عمليات الاستخلاص
• ضمان قابلية التدفق في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة

1.3 التسخين لتفاعلات البلمرة

• توليد درجة حرارة البدء المثلى للتفاعلات
• منع التفاعلات الجانبية غير المرغوب فيها من خلال التسخين المنتظم
• إمدادات الحرارة الموفرة للطاقة في إنتاج البلاستيك

2- صناعة النفط والغاز

2.1 التسخين المسبق للنفط الثقيل والنفط الخام

• تقليل اللزوجة لتحسين قابلية الضخ
• تجنب ترسيب البارافين والشمع في درجات حرارة منخفضة
• التحضير لمزيد من المعالجة في المصافي

2.2 التسخين المسبق للغاز في أنظمة الضغط العالي

• منع التكثيف أثناء تمدد الغاز (على سبيل المثال في محطات تخفيض الضغط)
• تجنب تأثيرات التثليج في الصمامات وخطوط التحكم
• التسخين الفعال قبل عمليات تسييل الغاز أو التغويز

2.3 تسخين زيوت التشحيم والزيوت الهيدروليكية

• ضمان خصائص التدفق الأمثل للماكينات
• تقليل تآكل المضخات والأنابيب
• الاستخدام في الأنظمة البحرية وأنظمة خطوط الأنابيب للتشغيل الآمن

3. محطات الطاقة وتوليد الطاقة

3.1 التسخين المسبق لمياه التغذية للغلايات البخارية

• زيادة كفاءة عمليات محطات توليد الطاقة
• تقليل الضغوط الحرارية في أنظمة الغلايات
• تحسين توليد البخار من خلال ظروف أكثر ثباتًا

3.2 السخانات الحرارية الكهربائية لتطبيقات الطوارئ

• توفير الحرارة في حالات عدم وجود وقود أحفوري
• الاستخدام في المناطق التي تندر فيها المياه ويتعذر فيها التسخين بالبخار
• استخدامها كنظام احتياطي لتوليد الحرارة في محطات توليد الطاقة

4- صناعة الأغذية والمشروبات

4.1 تسخين السوائل في عمليات الإنتاج

• تسخين الحليب أو عصائر الفاكهة أو المواد الغذائية السائلة
• ضمان عمليات صحية من خلال التحكم في درجة الحرارة المستهدفة
• تسخين موفر للطاقة دون الاستخدام المباشر للبخار

4.2 إذابة الدهون والزيوت والشوكولاتة

• منع التبلور أثناء النقل أو التخزين
• ضمان درجات حرارة معالجة متجانسة
• الاستخدام في إنتاج الحلويات وصناعة المخابز

4.3 تسخين مياه المعالجة

• الاستخدام في أنظمة التنظيف المكاني (التنظيف المكاني) للتنظيف الصحي
• توفير الماء الساخن لعمليات البسترة
• التحكم في درجة الحرارة في مصانع الجعة والألبان

5. المستحضرات الصيدلانية والتكنولوجيا الحيوية

5.1 تسخين وسائط التفاعل في المفاعلات الحيوية

• التحكم في درجة الحرارة لمزارع الخلايا والتخمير
• ضمان الظروف المثلى لعمليات التكنولوجيا الحيوية
• منع الحساسية للبرودة في المواد البيولوجية

5.2 تسخين المياه لأغراض التعقيم

• التسخين المباشر للمياه فائقة النقاء لإنتاج الأدوية
• توفير الماء الساخن لأجهزة التعقيم وأنظمة التنظيف
• الاستخدام في إنتاج اللقاحات والتطبيقات المعملية

6 الصناعة البحرية والشحن البحري

6.1 تسخين زيت الوقود الثقيل لمحركات السفن

• تقليل اللزوجة للاحتراق المتساوي
• منع الترسبات والتآكل في فوهات الحقن
• الاستخدام في سفن الحاويات وسفن الشحن والناقلات

6.2 أنظمة تسخين مياه الصابورة

• الحماية من الجليد في المناطق المناخية الباردة
• تجنب التلوث البيولوجي من خلال التكيف مع درجة الحرارة
• تحسين جودة المياه للنقل لمسافات طويلة

7 تكنولوجيا الهيدروجين والطاقة البديلة

7.1 التسخين المسبق لغاز الهيدروجين لخلايا الوقود

• زيادة كفاءة خلايا الوقود من خلال التسخين المتحكم به.
• تجنب تقلبات الضغط الناجمة عن البرودة.
• الاستخدام في المركبات والمنشآت الصناعية وأنظمة تخزين الطاقة.

7.2 الدعم الحراري لأنظمة تحويل الطاقة إلى غاز

• تسخين غاز الميثان أو الغازات الاصطناعية لعمليات التحويل
• الاستخدام في مصانع التحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين
• تحسين الكفاءة من خلال استعادة الحرارة

لا يمكن الاستغناء عن المبادلات الحرارية الكهربائية في العديد من الصناعات التي تعمل في الترشيح والتسخين المسبق للغاز الطبيعي والغازات التقنية الأخرى. وكثيرًا ما تُستخدم في صناعة الطاقة والغاز على وجه الخصوص، حيث يكون التحكم في الضغط ودرجة الحرارة ذا أهمية مركزية. تسخين الغاز قبل المعالجة الإضافية يحمي الأنظمة الحساسة ويحسن كفاءة العملية بأكملها.

وتعتمد الصناعات الكيميائية والبتروكيماوية أيضًا على المبادلات الحرارية الكهربائية لضمان استقرار وموثوقية أنظمة الضغط العالي الخاصة بها. ويضمن ذلك إدخال الغازات في التفاعلات والعمليات الأخرى في ظل الظروف المثلى دون التسبب في خسائر غير مرغوب فيها في التبريد والكفاءة.

تقوم شركة THIELMANN ENERGIETECHNIETECHNIK GmbH بتصنيع المبادلات الحرارية الكهربائية المصممة لتلبية المتطلبات الخاصة لهذه الصناعات الصعبة. وبفضل تصميمها القوي وتحكمها الدقيق في درجة الحرارة، توفر مبادلاتنا الحرارية الكهربائية حلًا متينًا وآمنًا للشركات التي تعتمد على التسخين المسبق للغاز الموثوق به.

يتم تصميم المبادلات الحرارية الكهربائية وتصنيعها وفقًا للوائح وشهادات محددة من أجل تلبية متطلبات الأسواق الدولية. ويشمل ذلك ASME (مع أو بدون ختم U-Stamp)، وEN 13445 للسوق الأوروبية، وSVTI لسويسرا، وAS1210 لأستراليا وPD5500. يسمح هذا التنوع باستخدام السخانات المسبقة في مجموعة واسعة من المناطق والصناعات ذات المواصفات القياسية المحددة.

والعامل الحاسم في التخطيط هو القبول والاختبار المخصص من قبل شركات ومؤسسات مشهورة مثل BASF و OGE و Gascade و Sasol و INGL و ERI و Dolphin و Saudi Aramco و Gasco و MAN و Jenbacher و MAPNA و Siemens و DONG و TEMA. وهذا يضمن قدرة المبادلات الحرارية الكهربائية على تحمل ظروف التشغيل الصعبة في التطبيقات المعنية.

واعتمادًا على التطبيق، فإن المبادلات الحرارية الكهربائية مناسبة أيضًا لتطبيقات الغاز الحامض وفقًا لمعايير NACE لضمان المقاومة الكيميائية في البيئات المسببة للتآكل. ويمكن أيضًا تصميمها للتشغيل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -50 درجة مئوية، بحيث يمكن إتقان ظروف التشغيل القاسية بشكل موثوق.

تشمل المواصفات الفنية أيضًا ضغط تصميمي يصل إلى 300 بار ودرجة حرارة تصميمية تصل إلى 250 درجة مئوية، مما يغطي مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، يتيح ترتيب الفوهة المخصص التكامل الأمثل للمبادلات الحرارية الكهربائية في أنظمة المعالجة الحالية.

يعتمد اختيار مواد المبادلات الحرارية الكهربائية على المتطلبات المحددة للاستخدام المعني وظروف التشغيل. تتيح مجموعة واسعة من المواد التكيف الأمثل مع الضغط ودرجة الحرارة والوسط.

يمكن أن تكون المبادلات الحرارية الكهربائية مصنوعة من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو مزيج من كلتا المادتين. ويتميز الفولاذ الكربوني بالقوة الميكانيكية العالية والاقتصاد ويفضل في التطبيقات ذات درجات الحرارة المعتدلة والوسائط غير المسببة للتآكل. من ناحية أخرى، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومة ممتازة للتآكل والتأثيرات الكيميائية وهو مناسب بشكل خاص للوسائط العدوانية أو البيئات ذات متطلبات النقاء العالية.

من خلال الجمع بين كلتا المادتين على وجه التحديد، يمكن الجمع بين مزايا الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ في نظام واحد للتسخين المسبق لتحقيق التوازن الأمثل بين الثبات الميكانيكي والحماية من التآكل والتكاليف. يتم اختيار المواد دائمًا بالتنسيق الوثيق مع متطلبات التشغيل والمعايير المعمول بها لضمان أقصى قدر من الكفاءة والمتانة.