Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)

1. szám - Kocsis János: Ipartelepek vízellátásának korszerű tervezése

Kocsis J.: Ipartelepek vízellátásúnak tervezése Hidrológiai Közlöny 1986. 1. szám 35 Ennek eredménye, hogy fejlettebb technológiával, jól előkészített hűtővízzel, magasabb At és gazdaságosabban kialakított hűtőköröket lehet megvalósítani. A szivattyúval szállított víztömegáram: 3300 m

3/ó-ról 1800 rn

3/ó mennyiségre csökkent a fejlettebb vízkörben. A 2. és 3. ábrát szemlélve, mindkét megoldásban szivattyúk, nyomó és gravitációs vezetékek, hőcserélők, kondenzátorok, hűtőtornyok stb. vannak. A 3. ábrán lévő vízkörök teljesen illeszkednek a korszerűbb technológiai folyamatokhoz és fejlettebb készülékhez. A vázlatos ismertetésből is érzékelhető, hogy — a vegyipari vízfogyasztó készülékek — a hűtővíz minősége, — a hőátadó-átvevő ,,fal" tisztasága — a hőátadó-átvevő folyékony közegek hőmérséklete között igen szoros kapcsolat van. Ha itt minden rendben van, akkor eredményekhez juthatunk. Ha itt ,,baj van" leállás által okozott kár a 100 millió Ft-ot is elérheti ilyen teljesítménynél. Ezért a hőátadó felületeket és az ott lejátszódó bonyolult hőtani folyamatokat az összes kölcsönhatásokat tovább kell elemezni, hogy tervszerűen jussunk el a kitűzött célhoz. 6. A hűtővíz és hűlendő folyadék kölcsönhatásai A technológiai folyamatokban lévő meleg folyadék lehűtésének egyszerűbb módja az lenne, ha azt egy arányos mennyiségű vízzel keverjük (2. ábra). A két folyadék tömegárama, fajhője és hőfoka ismeretében a teljes hőátvitel értelmezhető. Ugyancsak képezhető a vízértékáramok összessége is, ezek hányadosa a keverék közös hőfokát eredményezi. Mostmár csak az a kérdés, hogy a két összekevert folyadékot szét lehet-e választani tökéletesen • Sajnos a vegyipari folyamatok legtöbbjénél ezt egyszerű módon elérni nem lehet. Ezért válaszfalat kell tenni a két folyadék közé és a válaszfal közbeiktatásával lejátszódhat a termékben a kívánt hőmérséklet csökkentés. E válaszfalon azonban mind a hűtendő folyadék, mind a hűtővíz oldalon a legtöbb esetben lerakódások keletkeznek. A tiszta felületekre érvényes hőátszármaztatás ,,konvekció-kondukció, majd ismét konvekció"-s folyamat a szennyeződés miatt nehezen határozható meg. A hőátadó fal csőköpeny oldali részén keletkező lerakódások ellen a technológus védekezik különböző vegyszerek adagolásával, hogy minél jobban megközelítse az ideális állapotot. A hűtővíz tervezője — bár szerény keretek között — szintén törekszik a ,,fal" másik oldalának közel tisztán tartására. A 6. 7. 8. 9. ábrán látható, hogy a hőátadó fal egyik v. másik oldalán keletkezett szennyeződés a technológiát és a vízkört egyaránt károsítja. Csak közös szemlélettel lehet ellene védekezni. Ez az érzékeny pontja mind a technológiának. mind a vízkörnek. (Határréteg elemzés a „csőfal" 4. ábra. Merev csőköteges hőcserélő és kapcsolati (hűtővíz-hűtött folyadék ellenáramban) Fig. 4. Bigid pipe-bundle heat-exchanger and its connections (cooling-water-cooled water in contraflow

) 5. ábra. ,,U" csöves hőcserélő és kapcsolatai Fig. 5. „U"-piped heat-exchanger and ist connections mindkét oldalán hidraulikai és termikus szempontból.) A két folyadék elválasztására egy „merev csőköteges" és egy ,,U csőköteges" hőcserélőt mutat a 4. és 5. ábra. E hőcserélők a hőmérséklet változás miatt az illesztéseknél nehezen tömöríthetők. A csőkötegtérben az esetek nagy részében — vákuum kondenzátorokat kivéve — a folyékony kőolajtermék nyomása nagyobb a hűtővíz nyomásánál. így a hűtővíz ilyen magas hőfokon nem kerülhet a termékbe, mert zavart okozna. A termék széles skálája viszont bekerülhet a hűtővízbe és ez gondot okoz a hűtővíz rendszerben. Meg kell említeni, hogy a vízkörben még sok helyen bekerülhet .szennyeződés (hűtőtoronynál, megszakító tölcséreknél, olajfogó stb.) A 6. ábrán látható tiszta hűtő felületre vonatkozó h őátszármaztatási értékek a gyakorlatban nem érvényesülhetnek. 7. Hőátadás—átvétel a „hőcserélő fal,, mentén A 6'., 7., 8. és 9. ábrán jól szemlélhető a két folyékony közeg hőfok változásának alakulása. Mindkét folyadéknál a turbulens tartományokban a hűtővíz fő tömeg hőmérséklete a keveredés (konvekció) folytán jól kiegyenlítődik. A „fal" két oldalán e vékony határrétegben csak lamináris vízmozgás van. Itt a hőátadás-átvétel „vezetéssel" (kondukció) megy végbe, hasonlóan a csőfalban is. Jól látható, hogy a gázolaj hőmérséklete a falhoz érve állandóan csökken ellentétben a vízoldallal, ahol a víz hőmérséklete közvetlenül a fal mentén nagyon megemelkedik a főtömeg hőmérsékletéhez képest. A hőátvétel a hűtővízben e vékony határ-