Schimbător de căldură electric

Un schimbător de căldură electric pentru medii joacă un rol central în procesele industriale în care substanțele gazoase sau lichide trebuie să fie aduse la o temperatură definită. Acestea pot fi gaz natural, biogaz, hidrogen, gaz de proces, GNL, azot, aer, apă sau amestecuri de glicol. Utilizarea acestor schimbătoare de căldură electrice este deosebit de importantă în industria chimică, petrochimică și a polimerilor, în extracția gazelor naturale, în prelucrarea alimentelor, în construcția de nave și în aplicații maritime și industriale.

Prin schimbul de căldură direcționat, mediile pot fi nu numai încălzite eficient, ci și supraîncălzite pentru a asigura un control optim al procesului. În funcție de aplicație, schimbătorul de căldură electric poate fi proiectat ca un sistem încălzit electric , un model acționat de abur sau o soluție susținută de recuperarea căldurii. Controlul precis al temperaturii asigură condiții constante, ceea ce crește semnificativ atât eficiența energetică, cât și fiabilitatea procesului.

În special în aplicațiile sensibile, cum ar fi încălzirea gazelor pentru reducerea presiunii sau încălzitoarele de lichide pentru circuitele industriale de răcire și încălzire, schimbătoarele de căldură electrice trebuie să îndeplinească cele mai înalte cerințe tehnice. Materialele, rezistența la temperatură și sistemele de control sunt adaptate cu precizie la parametrii de funcționare respectivi pentru a asigura eficiență și durabilitate maxime.

1 Industria chimică

1.1 Preîncălzirea mediilor de proces

• Încălzirea substanțelor chimice agresive (de exemplu, acizi, alcali) înainte de o reacție
• Controlul temperaturii pentru procesele chimice sensibile
• Reducerea problemelor de vâscozitate prin preîncălzire

1.2 Încălzirea solvenților

• Evitarea condensării sau solidificării
• Controlul uniform al temperaturii în timpul proceselor de extracție
• Asigurarea fluidității la temperaturi ambiante scăzute

1.3 Încălzirea pentru reacțiile de polimerizare

• Generarea temperaturii de pornire optime pentru reacții
• Prevenirea reacțiilor secundare nedorite prin încălzirea uniformă
• Alimentarea cu căldură eficientă din punct de vedere energetic în producția de mase plastice

2. Industria petrolului și a gazelor

2.1 Preîncălzirea petrolului greu și a țițeiului

• Reducerea vâscozității pentru o mai bună pompabilitate
• Evitarea precipitării parafinei și a cerii la temperaturi scăzute
• Pregătirea pentru prelucrarea ulterioară în rafinării

2.2 Preîncălzirea gazelor în sistemele de înaltă presiune

• Prevenirea condensării în timpul expansiunii gazului (de exemplu, în stațiile de reducere a presiunii)
• Evitarea efectelor de îngheț în supape și linii de control
• Încălzirea eficientă înaintea proceselor de lichefiere sau gazeificare a gazelor

2.3 Încălzirea uleiurilor lubrifiante și hidraulice

• Asigurarea unor proprietăți optime de curgere pentru mașini
• Reducerea uzurii la pompe și conducte
• Utilizarea în sistemele offshore și de conducte pentru o funcționare sigură

3. Centrale electrice și generarea de energie

3.1 Preîncălzirea apei de alimentare pentru cazanele de abur

• Creșterea eficienței proceselor din centralele electrice
• Reducerea solicitărilor termice în sistemele de cazane
• Optimizarea generării de abur prin condiții mai constante

3.2 Încălzitoare electrotermice pentru aplicații de urgență

• Furnizarea de căldură în situații în care nu există combustibili fosili
• Utilizare în regiuni în care apa este rară și încălzirea cu abur nu este posibilă
• Utilizarea ca sistem de rezervă pentru generarea de căldură în centralele electrice

4. Industria alimentară și a băuturilor

4.1 Încălzirea lichidelor în procesele de producție

• Încălzirea laptelui, a sucurilor de fructe sau a produselor alimentare lichide
• Asigurarea unor procese igienice prin controlul direcționat al temperaturii
• Încălzire eficientă din punct de vedere energetic fără utilizarea directă a aburului

4.2 Topirea grăsimilor, uleiurilor și ciocolatei

• Prevenirea cristalizării în timpul transportului sau depozitării
• Asigurarea unor temperaturi de procesare omogene
• Utilizare în producția de dulciuri și în industria de panificație

4.3 Încălzirea apei de proces

• Utilizarea în sistemele CIP (curățare la fața locului) pentru curățarea igienică
• Furnizarea de apă caldă pentru procesele de pasteurizare
• Controlul temperaturii în fabricile de bere și lactate

5. Produse farmaceutice și biotehnologie

5.1 Încălzirea mediului de reacție în bioreactoare

• Controlul temperaturii pentru culturi celulare și fermentații
• Asigurarea condițiilor optime pentru procesele biotehnologice
• Prevenirea sensibilității la frig a substanțelor biologice

5.2 Încălzirea apei în scopul sterilizării

• Încălzirea directă a apei ultrapure pentru producția farmaceutică
• Furnizarea de apă caldă pentru autoclave și sisteme de curățare
• Utilizarea în producția de vaccinuri și aplicații de laborator

6 Industria maritimă și navală

6.1 Încălzirea păcurii grele pentru motoarele navelor

• Reducerea vâscozității pentru o ardere uniformă
• Prevenirea depunerilor și a uzurii în duzele de injecție
• Utilizare în nave container, cargoboturi și petroliere

6.2 Sisteme de încălzire pentru apa de balast

• Protecție împotriva formării gheții în zonele cu climă rece
• Evitarea contaminării biologice prin adaptarea temperaturii
• Îmbunătățirea calității apei pentru transportul pe distanțe lungi

7 Hidrogenul și tehnologiile energetice alternative

7.1 Preîncălzirea hidrogenului gazos pentru pilele de combustie

• Creșterea eficienței pilelor de combustie prin încălzire controlată
• Evitarea fluctuațiilor de presiune cauzate de frig
• Utilizarea în vehicule, instalații industriale și sisteme de stocare a energiei

7.2 Suport termic pentru sistemele power-to-gas

• Încălzirea metanului sau a gazelor sintetice pentru procesele de conversie
• Utilizarea în instalațiile de electroliză pentru producția de hidrogen
• Îmbunătățirea eficienței prin recuperarea căldurii

Schimbătoarele de căldură electrice sunt indispensabile în numeroase industrii care lucrează cu filtrarea și preîncălzirea gazelor naturale și a altor gaze tehnice. Acestea sunt frecvent utilizate în special în industria energetică și a gazelor, unde controlul presiunii și al temperaturii este de o importanță centrală. Încălzirea gazului înainte de prelucrarea ulterioară protejează sistemele sensibile și optimizează eficiența întregului proces.

Industria chimică și petrochimică se bazează, de asemenea, pe schimbătoare de căldură electrice pentru a asigura stabilitatea și fiabilitatea sistemelor lor de înaltă presiune. Astfel, se asigură că gazele sunt introduse în reacții și alte procese în condiții optime, fără a provoca răciri nedorite și pierderi de eficiență.

THIELMANN ENERGIETECHNIK GmbH produce schimbătoare de căldură electrice care sunt concepute pentru a îndeplini cerințele speciale ale acestor industrii solicitante. Cu designul lor robust și controlul precis al temperaturii, schimbătoarele noastre de căldură electrice oferă o soluție durabilă și sigură pentru companiile care depind de preîncălzirea fiabilă a gazelor.

Schimbătoarele de căldură electrice sunt proiectate și fabricate în conformitate cu reglementările și certificările specifice pentru a îndeplini cerințele piețelor internaționale. Acestea includ ASME (cu sau fără U-Stamp), EN 13445 pentru piața europeană, SVTI pentru Elveția, AS1210 pentru Australia și PD5500. Această varietate permite ca preîncălzitoarele să fie utilizate într-o gamă largă de regiuni și industrii cu specificații standard specifice.

Un factor decisiv în planificare este acceptarea și testarea personalizată de către companii și instituții renumite precum BASF, OGE, Gascade, Sasol, INGL, ERI, Dolphin, Saudi Aramco, Gasco, MAN, Jenbacher, MAPNA, Siemens, DONG și TEMA. Acest lucru asigură faptul că schimbătoarele de căldură electrice pot rezista condițiilor de funcționare exigente din aplicațiile respective.

În funcție de aplicație, schimbătoarele de căldură electrice sunt, de asemenea, adecvate pentru aplicații cu gaze acide, în conformitate cu NACE, pentru a asigura rezistența chimică în medii corozive. De asemenea, acestea pot fi proiectate pentru funcționarea la temperaturi scăzute de până la -50 °C, astfel încât chiar și condițiile extreme de funcționare să poată fi stăpânite în mod fiabil.

Specificațiile tehnice includ, de asemenea, o presiune de proiectare de până la 300 bar și o temperatură de proiectare de până la 250 °C, acoperind o gamă largă de aplicații industriale. În plus, un aranjament personalizat al duzelor permite integrarea optimă a schimbătoarelor de căldură electrice în sistemele de proces existente.

Alegerea materialelor pentru schimbătoarele de căldură electrice depinde de cerințele specifice ale aplicației respective și de condițiile de funcționare. O mare varietate de materiale permite adaptarea optimă la presiune, temperatură și mediu.

Schimbătoarele de căldură electrice pot fi realizate din oțel carbon, oțel inoxidabil sau o combinație a ambelor materiale. Oțelul carbon se caracterizează prin rezistență mecanică ridicată și economie și este preferat în aplicații cu temperaturi moderate și medii necorozive. Oțelul inoxidabil , pe de altă parte, oferă o rezistență excelentă la coroziune și la influențele chimice și este deosebit de potrivit pentru medii agresive sau medii cu cerințe ridicate de puritate.

Prin combinarea specifică a ambelor materiale, avantajele oțelului carbon și ale oțelului inoxidabil pot fi reunite într-un singur sistem de preîncălzire pentru a obține un echilibru optim între stabilitatea mecanică, protecția împotriva coroziunii și costuri. Materialele sunt întotdeauna selectate în strânsă coordonare cu cerințele de funcționare și standardele aplicabile pentru a asigura eficiență și durabilitate maxime.