Scambiatori di calore ad alta pressione stanno diventando fondamentali in Africa

Produttore locale e fornitore di servizi di manutenzione di generatori di vapore a carbone polverizzato di scala utility Steinmüller Africa offre ora soluzioni chiavi in ​​mano per scambiatori di calore a fascio tubiero e tubolari, sia per il tipo di testata che per il tipo di provetta.

Questi scambiatori di calore non sono solo componenti integrali della produzione di energia, impianti petrolchimici e di processo, ma anche di generazione di energia rinnovabile come l'energia solare concentrata (CSP).

Gli scambiatori di calore a fascio tubiero sono particolarmente diffusi nella generazione di energia a ciclo Rankine con rigenerazione, come nella maggior parte delle centrali elettriche moderne. Steinmüller Africa ha perseguito un programma di trasferimento tecnologico per sviluppare metodi di progettazione e fabbricazione per questi scambiatori di calore, che sono diretti a rispondere alle sfide poste dalle condizioni locali. Ha collaborato con i progettisti tedeschi di riscaldatori di acqua di alimentazione ad alta pressione, utilizzati nella maggior parte delle centrali elettriche esistenti nel paese, e ha incorporato l'esperienza operativa dei propri clienti.

Il capo gruppo Steinmüller Africa, ingegnere meccanico Khalid Peer, spiega: "Uno scambiatore di calore a fascio tubiero è costituito da un guscio con un numero di tubi montato al suo interno. Questo è il tipo di scambiatore più popolare, grazie alla combinazione di economia e flessibilità che il designer sfrutta per soddisfare una vasta gamma di parametri. "

Aggiunge che lo scambiatore trova applicazione nell'industria petrolchimica, nei processi industriali e nell'industria energetica attraverso riscaldatori di acqua di alimentazione e condensatori di centrali elettriche.

Inoltre, lo scambiatore di calore a collettore è essenzialmente costituito da due testate a pareti spesse all'interno di un guscio di un recipiente a pressione con numerosi "tubi a serpente" che collegano le due intestazioni. Le testate sono molto simili a quelle utilizzate nelle caldaie a tubi d'acqua ad alta pressione, componenti in cui l'azienda è esperta e ben attrezzata per progettare, fabbricare e mantenere. Questi scambiatori di calore a collettore sono generalmente utilizzati solo in applicazioni ad altissima pressione.

Generazione di energia solare

Il peer indica che gli scambiatori di calore utilizzati negli impianti CSP sono molto efficaci nel trasferire il calore ottenuto durante il giorno dal sole al sale fuso per la conservazione termica. L'energia immagazzinata viene quindi utilizzata per generare elettricità tra il tramonto e l'alba.

“. . . la conservazione del sale fuso consente alle centrali termiche solari di funzionare esattamente come una centrale elettrica tradizionale, generando elettricità in modo affidabile quando è necessario ", afferma.

Con lo sviluppo di CSP nella Northern Cape, Steinmüller Africa rileva che il suo sviluppo di una capacità di progettazione e fabbricazione locale è tempestivo. Keyur Patel, ingegnere di processo, afferma: "I nostri scambiatori di calore sono continuamente sviluppati per migliorare il processo di progettazione e i tempi di produzione. ”

Petrolchimici e centrali elettriche convenzionali

Negli impianti petrolchimici, gli scambiatori di calore sono necessari per una serie di motivi per mantenere i fluidi operativi e operativi entro un intervallo di temperatura desiderato. Le applicazioni sono infinite; tuttavia, l'applicazione principale degli scambiatori di calore a fascio tubiero nella produzione di energia, sia a combustibili fossili derivati ​​che nucleari, è nel miglioramento dell'efficienza del ciclo usando il vapore salato per aumentare la temperatura dell'acqua di alimentazione.

Questo viene fatto sia in bassa pressione che in alta pressione. In considerazione dell'età generale degli impianti petrolchimici, di processo e di energia in tutta l'Africa meridionale, è ragionevole attendersi un enorme interesse per gli scambiatori di calore di ricambio per applicazioni ad alta pressione e ad alta temperatura che sono progettati e fabbricati localmente.

La produzione di scambiatori di calore ad alta pressione comporta lavorazioni pesanti, laminazione, fresatura, foratura e saldatura di acciai legati. Questi requisiti, unitamente a soluzioni esclusive sviluppate per soddisfare le restrizioni imposte dalla saldatura esplosiva del foglio tubo-tubo, nonché la sostituzione di estremità di grandi dimensioni con contenitori autosigillanti, hanno reso necessaria la produzione di tolleranze molto strette. A causa di ciò, una grande parte della produzione di Steinmüller in Africa viene eseguita internamente nel suo laboratorio di 53 000 m2 a Pretoria West.

Saldatura esplosiva

La tecnologia di saldatura esplosiva è una fusione a stato solido di due metalli mediante propagazione delle onde d'urto indotta da una carica esplosiva. Il processo richiede un'ampia preparazione dell'interfaccia materiale, lo sviluppo del personale e l'investimento in officina. La magnitudo delle tolleranze delle onde d'urto e di adattamento può essere perfezionata solo eseguendo numerosi test, simulazioni e test distruttivi. Una perfetta interfaccia sinusoidale senza inclusioni è il segno distintivo di un'eccellente saldatura esplosiva, che è di gran lunga superiore alle tradizionali tecnologie di saldatura per molti aspetti.

Hennie Visser, responsabile della saldatura esplosiva in Africa di Steinmüller, spiega che, grazie al vasto trasferimento di conoscenze attraverso seminari di formazione in Germania e nel Regno Unito, Steinmüller Africa ha sviluppato linee guida e modelli per la progettazione e la fabbricazione di scambiatori di calore, incorporando la saldatura esplosiva. Steinmüller Africa ha sviluppato pratiche di saldatura esplosiva che forniscono costantemente saldature superiori.

"Siamo in grado di offrire ai clienti saldature convenzionali e saldatura esplosiva. Siamo l'unico produttore di scambiatori di calore che offre la saldatura esplosiva e l'espansione esplosiva alla giunzione della piastra tubiera dello scambiatore di calore, che è una delle parti più critiche ", conclude.