Échangeur de chaleur électrique

Un échangeur de chaleur électrique pour fluides joue un rôle central dans les processus industriels au cours desquels des substances gazeuses ou liquides doivent être amenées à une température définie. Il peut s'agir de gaz naturel, de biogaz, d'hydrogène, de gaz de processus, de GNL, d'azote, d'air, d'eau ou de mélanges de glycols. L'utilisation de tels échangeurs de chaleur électriques est particulièrement importante dans l'industrie chimique, pétrochimique et des polymères, dans l'extraction du gaz naturel, dans la transformation des aliments, dans la construction navale ainsi que dans les applications maritimes et industrielles.

Un échange de chaleur ciblé permet non seulement de chauffer efficacement les fluides, mais aussi de les surchauffer afin de garantir une gestion optimale des processus. Selon l'application, l'échangeur de chaleur électrique peut être un système chauffé électriquement , un modèle fonctionnant à la vapeur ou une solution assistée par récupération de chaleur. Un contrôle précis de la température garantit des conditions constantes, ce qui augmente considérablement l'efficacité énergétique et la sécurité du processus.

Les échangeurs de chaleur électriques doivent répondre aux exigences techniques les plus élevées, en particulier dans les domaines d'application sensibles, comme le chauffage des gaz pour la réduction de la pression ou les réchauffeurs de liquide pour les circuits de refroidissement et de chauffage industriels. Les matériaux, la résistance à la température et les systèmes de commande sont alors adaptés avec précision aux paramètres de fonctionnement respectifs afin de garantir une efficacité et une longévité maximales.

1. industrie chimique

1.1 Préchauffage des fluides de process

• Chauffage de produits chimiques agressifs (par ex. acides, bases) avant une réaction
• Contrôle de la température dans les processus chimiques sensibles
• Réduction des problèmes de viscosité grâce au préchauffage

1.2 Chauffage de solvants

• Prévention de la condensation ou de la solidification
• Gestion homogène de la température lors des processus d'extraction
• Assurer la fluidité à des températures ambiantes basses

1.3 Chauffage pour les réactions de polymérisation

• Génération de la température de départ optimale pour les réactions
• Prévention des réactions secondaires indésirables grâce à un chauffage uniforme
• Apport de chaleur à faible consommation d'énergie dans les productions de matières plastiques

2. industrie du pétrole et du gaz

2.1 Préchauffage de l'huile lourde et du pétrole brut

• Réduction de la viscosité pour une meilleure pompabilité
• Prévention de la précipitation de paraffine et de cire à basse température
• Préparation pour le traitement ultérieur dans les raffineries

2.2 Préchauffage des gaz dans les systèmes à haute pression

• Prévention de la condensation lors de la détente du gaz (par ex. dans les stations de réduction de pression)
• Prévention des effets de givrage dans les vannes et les systèmes de régulation
• Chauffage efficace avant les processus de liquéfaction ou de gazéification des gaz

2.3 Chauffage d'huiles de lubrification et d'huiles hydrauliques

• Garantie de propriétés d'écoulement optimales pour les machines
• Réduction de l'usure des pompes et des conduites
• Utilisation dans les systèmes offshore et de pipeline pour un fonctionnement sûr

3. centrales électriques et production d'énergie

3.1 Préchauffage de l'eau d'alimentation pour les chaudières à vapeur

• Augmentation de l'efficacité des processus des centrales électriques
• Réduction des tensions thermiques dans les chaudières
• Optimisation de la production de vapeur grâce à des conditions plus constantes

3.2 Chauffages électrothermiques pour les applications d'urgence

• Fourniture de chaleur dans des situations sans combustibles fossiles
• Utilisation dans des régions pauvres en eau où le chauffage à la vapeur n'est pas possible
• Utilisation comme système de secours pour la production de chaleur dans les centrales électriques

4. industrie de l'alimentation et des boissons

4.1 Chauffage de liquides dans les processus de production

• Réchauffage du lait, des jus de fruits ou des aliments liquides
• Garantie de processus hygiéniques grâce à une régulation ciblée de la température
• Chauffage efficace sur le plan énergétique sans utilisation directe de vapeur

4.2 Fusion de graisses, d'huiles et de chocolat

• Prévention de la cristallisation pendant le transport ou le stockage
• Assurer des températures de traitement homogènes
• Utilisation en confiserie et en pâtisserie

4.3 Chauffage de l'eau de process

• Utilisation dans les systèmes CIP (Cleaning in Place) pour le nettoyage hygiénique
• Mise à disposition d'eau chaude pour les processus de pasteurisation
• Contrôle de la température dans les brasseries et les laiteries

5. industrie pharmaceutique et biotechnologie

5.1 Chauffage des milieux de réaction dans les bioréacteurs

• Contrôle de la température pour les cultures cellulaires et les fermentations
• Assurer des conditions optimales pour les processus biotechnologiques
• Prévention de la sensibilité au froid des substances biologiques

5.2 Chauffage de l'eau à des fins de stérilisation

• Chauffage direct de l'eau ultrapure pour la production pharmaceutique
• Mise à disposition d'eau chaude pour les autoclaves et les installations de nettoyage
• Utilisation dans la production de vaccins et les applications de laboratoire

6. industrie navale et maritime

6.1 Chauffage de l'huile lourde pour les moteurs de bateaux

• Réduction de la viscosité pour une combustion uniforme
• Prévention des dépôts et de l'usure dans les injecteurs.
• Utilisation dans les porte-conteneurs, les cargos et les pétroliers

6.2 Systèmes de chauffage pour l'eau de ballast

• Protection contre le givrage dans les zones climatiques froides
• Prévention de la contamination biologique grâce à l'adaptation de la température
• Amélioration de la qualité de l'eau pour les transports sur de longues distances

7. technologie de l'hydrogène et des énergies alternatives

7.1 Préchauffage de l'hydrogène gazeux pour les piles à combustible

• Augmentation de l'efficacité des piles à combustible grâce à un réchauffement contrôlé
• Prévention des variations de pression dues au froid
• Utilisation dans les véhicules, les installations industrielles et le stockage d'énergie

7.2 Soutien thermique des installations Power-to-Gas

• Réchauffement du méthane ou des gaz synthétiques pour les processus de conversion
• Utilisation dans des installations d'électrolyse pour la production d'hydrogène
• Amélioration de l'efficacité par la récupération de chaleur

Les échangeurs de chaleur électriques sont indispensables dans de nombreux secteurs qui travaillent avec la filtration et le préchauffage du gaz naturel ainsi que d'autres gaz techniques. Ils sont particulièrement utilisés dans l'industrie de l'énergie et du gaz, où le contrôle de la pression et de la température est essentiel. Le réchauffement du gaz avant son traitement ultérieur protège les installations sensibles et optimise l'efficacité de l'ensemble des processus.

L'industrie chimique et pétrochimique fait également appel aux échangeurs de chaleur électriques pour garantir la stabilité et la fiabilité de ses systèmes haute pression. On s'assure ici que les gaz sont introduits dans les réactions et autres processus dans des conditions optimales, sans refroidissements indésirables ni pertes d'efficacité.

THIELMANN ENERGIETECHNIK GmbH fabrique des échangeurs de chaleur électriques conçus pour répondre aux besoins spécifiques de ces industries exigeantes. Grâce à leur construction robuste et à leur contrôle précis de la température, nos échangeurs de chaleur électriques offrent une solution durable et sûre aux entreprises qui dépendent d'un préchauffage fiable des gaz.

La conception et la fabrication des échangeurs de chaleur électriques tiennent compte de réglementations et de certifications spécifiques afin de répondre aux exigences des marchés internationaux. Il s'agit entre autres des normes ASME (avec ou sans U-Stamp), EN 13445 pour le marché européen, SVTI pour la Suisse, AS1210 pour l'Australie et PD5500. Cette diversité permet d'utiliser les préchauffeurs dans les régions et les industries les plus diverses, avec des exigences normatives spécifiques.

Un facteur décisif lors de la planification est l'acceptation et le contrôle spécifiques au client par des entreprises et institutions de renom telles que BASF, OGE, Gascade, Sasol, INGL, ERI, Dolphin, Saudi Aramco, Gasco, MAN, Jenbacher, MAPNA, Siemens, DONG et TEMA. Cela permet de garantir que les échangeurs de chaleur électriques résistent aux conditions de fonctionnement exigeantes de chaque application.

Selon le domaine d'application, les échangeurs de chaleur électriques peuvent également être utilisés pour des applications de gaz acides conformément à la norme NACE, afin de garantir la résistance chimique dans des environnements corrosifs. En outre, ils peuvent être conçus pour un fonctionnement à basse température jusqu'à -50 °C, ce qui permet de faire face de manière fiable aux conditions de fonctionnement extrêmes.

La spécification technique comprend également une pression de conception allant jusqu'à 300 bars et une température de conception allant jusqu'à 250 °C, ce qui permet de couvrir un large éventail d'applications industrielles. De plus, une disposition des tubulures spécifique au client permet une intégration optimale des échangeurs de chaleur électriques dans les systèmes de processus existants.

Le choix des matériaux pour les échangeurs de chaleur électriques dépend des exigences spécifiques de chaque application et des conditions de fonctionnement. Une grande variété de matériaux permet une adaptation optimale à la pression, à la température et au fluide.

Les échangeurs de chaleur électriques peuvent être fabriqués en acier au carbone, en acier inoxydable ou dans une combinaison des deux matériaux. L 'acier au carbone se caractérise par une résistance mécanique et une rentabilité élevées et est utilisé de préférence dans des applications à températures modérées et avec des fluides non corrosifs. L 'acier inoxydable , quant à lui, offre une excellente résistance à la corrosion et aux influences chimiques et convient particulièrement aux fluides agressifs ou aux environnements exigeant une grande pureté.

La combinaison ciblée des deux matériaux permet de réunir les avantages de l'acier au carbone et de l'acier inoxydable dans un système de préchauffage, ce qui permet d'obtenir un équilibre optimal entre stabilité mécanique, protection contre la corrosion et coûts. Le choix des matériaux se fait toujours en étroite collaboration avec les exigences de fonctionnement et les normes en vigueur, afin de garantir une efficacité et une longévité maximales.