जटिल औद्योगिक थर्मल प्रक्रियाओं के क्षेत्र में, और विशेष रूप से डेयरी (एचटीएसटी) उत्पादों, फार्मास्युटिकल उत्पादों और ठीक रसायनों जैसे स्वच्छता उद्योगों के क् जब किसी प्रक्रिया को सीमित स्थान में हीटिंग, कूलिंग और पुनर्जन्म के लिए विभिन्न चरणों की आवश्यकता होती है, तो मल्टी-सेक्शन (मल्टी-स्टेज) प्लेट हीट एक
यह इंजीनियरिंग अवलोकन इंजीनियरिंग मुद्दों को संबोधित करने के लिए मूल बातों से परे जाने वाले बहु-अनुभाग इकाइयों के कार्यान्वयन से सं
संरचनात्मक यांत्रिकी और प्रवाह विन्यास
एकल-पास इकाइयों के विपरीत, एक बहु-अनुभाग PHE एक एकल फ्रेम में कई थर्मल कर्तव्यों को एकीकृत करता है। परिभाषित घटक है मध्यवर्ती विभाजन प्लेट (जिसे कनेक्टर ग्रिड या डिवाइडर प्लेट भी कहा जाता है)।
कनेक्टर ग्रिड की भूमिका
विभाजन प्लेट प्लेट पैक के भीतर एक यांत्रिक और हाइड्रोलिक सीमा के रूप में कार्य करती है। यह दो प्राथमिक इंजीनियरिंग कार्यों की सेवा करता है:
- प्रवाह विचलन:यह आंतरिक पोर्टिंग (कोनों) का उपयोग विशिष्ट प्लेट ब्लॉकों (चरणों) में तरल पदार्थ को निर्देशित करने या सहायक लूप (जैसे, ट्यूब, होमोजेनाइज़र या विभ
- अंतर दबाव अलगाव:यह भौतिक रूप से प्रक्रिया चरणों को अलग करता है (जैसे, शीतलन अनुभाग को हीटिंग अनुभाग से अलग करता है), जिससे एक ही फ्रेम के भीतर स्वतंत
प्रवाह तर्क
विभाजन प्लेटों और पास कॉन्फ़िगरेशन की रणनीतिक व्यवस्था के माध्यम से, PHE निम्नलिखित के लिए अनुमति देता हैः
- पुनर्जनन:उत्पाद-से-उत्पाद गर्मी हस्तांतरण जहां बाहर निकलने वाला गर्म द्रव आने वाले ठंडे द्रव को पूर्व-गर्म करता है।
- बहु-क्षेत्र प्रसंस्करण:चरणों के बीच बाहरी पाइपिंग के बिना अनुक्रमिक प्रसंस्करण (जैसे, ज़ोन 1: पूर्व-शीतलन; ज़ोन 2: ग्लाइकोल के साथ गहरी शीतलन)
प्रक्रिया एकीकरण में इंजीनियरिंग लाभ
1. थर्मल पुनर्जनन और एनटीयू दक्षता
उच्च मात्रा में प्रसंस्करण में, प्राथमिक डिजाइन उद्देश्य अधिकतम करना है पुनर्जनन दक्षता (अक्सर आधुनिक एचटीएसटी लूप में 90-95% से अधिक)। एक बहु-खंड डिजाइन एक समर्पित खंड के भीतर कच्चे और पास्टरीकृत उत्पाद के प्रति-वर्तमान प्रवाह की अनुमति देता है। यह बाद के हीटिंग और कूलिंग अनुभागों के लिए आवश्यक बॉयलर भाप और शीतलन मध्यम भार को काफी कम करता है।
2. हाइड्रोलिक पदचिह्न कमी
एक फ्रेम में तीन या चार इकाई संचालनों को समेकित करने से स्किड पदचिह्न कम हो जाता है। और भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह होल्ड-अप वॉल्यूम और इंटरकनेक्टिंग पाइपिंग की समकक्ष लंबाई को कम करता है, इस प्रकार कुल सिस्टम हेड हानि और पंप ऊर्जा आवश्यकताओं को कम करता है अलग-अलग एक्सचेंजर स्थापित करना.
महत्वपूर्ण डिजाइन विचार
एक डिजाइन करना बहु-अनुभाग इकाई को विशिष्ट हाइड्रोलिक और यांत्रिक बाधाओं को संबोधित करने की आवश्यकता होती है जो एकल-पास इकाइयों में कम
1. प्रवाह खराब वितरण और बंदरगाह गति
बहु-अनुभाग इकाइयों में, तरल पदार्थ अक्सर मुख्य फ्रेम बंदरगाहों के बजाय कनेक्टर ग्रिड के माध्यम से प्लेट पैक म यदि कनेक्टर ग्रिड का पोर्ट व्यास प्रवाह दर के सापेक्ष कम है, तो यह अत्यधिक पोर्ट दबाव गिरावट को प्रेरित करता है। इससे प्लेट की चौड़ाई में खराब वितरण होता है, जो प्रभावी गर्मी हस्तांतरण गुणांक (यू-मान) को कम करता है और कम कतरनी तनाव के कारण संभावित गं
2. अंतर दबाव और प्लेट फ्लेक्सिंग
विभाजन प्लेट दोनों पक्षों से दबाव के अधीन है। एक महत्वपूर्ण विफलता मोड तब होता है जब आसन्न खंडों के बीच एक महत्वपूर्ण दबाव डेल्टा होता है (जैसे, कम दबाव शीतलन खंड के बगल में एक उच्च दबाव
- इंजीनियरिंग नियंत्रण:झुकने को रोकने के लिए अधिकतम अंतर दबाव का सामना करने के लिए विभाजन प्लेट मोटाई की गणना की जानी चाहिए।
- सामग्री चयन:ग्रेनो आमतौर पर यांत्रिक कठोरता सुनिश्चित करने के लिए 304
3. कुल प्रणाली दबाव गिरावट (डीपी)
जबकि बहु-अनुभाग इकाइयां जगह बचाती हैं, कई पासों की श्रृंखला व्यवस्था कुल हाइड्रोलिक प्रतिरोध को काफी बढ़ात इंजीनियरों को गणना करनी चाहिए कुल गतिशील सिर (टीडीएच) सटीक पुनर्जनन, हीटिंग और शीतलन अनुभागों में दबाव गिरावटों का योग, साथ ही बाहरी लूप (पकड़ने वाले ट्यूब), पंप से अधिक नहीं होना चाहिए; एस प्रदर्शन वक्र या प्लेट डिजाइन दबाव सीमा।
केस स्टडी: सैनिटरी एचटीएसटी एकीकरण
आवेदन: निरंतर दूध पेस्टराइजेशन
डिजाइन विन्यास: 3-चरण फ्रेम (पुनर्जनन / ताप / शीतलन)
चरण 1 (पुनर्जनन): आने वाले कच्चे दूध (4 डिग्री सेल्सियस) को पास्टरीकृत दूध (72 डिग्री सेल्सियस) द्वारा एक गर्मी एक्सचेंजर में पूर्व-गर्
तकनीकी नोट: इस खंड को ऊर्जा वसूली को अधिकतम करने के लिए उच्च एनटीयू (हस्तांतरण इकाइयों की संख्या) के साथ डिज़ाइन किया गय
चरण 2 (हीटिंग):पूर्व-गर्म दूध को गर्म पानी या भाप का उपयोग करके 72.5 डिग्री सेल्सियस के पास्टरीकरण सेटपॉइंट पर लाया जाता है।
चरण 3 (शीतलना):उत्पाद को ठंडे पानी या ग्लाइकोल का उपयोग करके 4 डिग्री सेल्सियस के भंडारण तापमान तक ठंडा किया जाता
परिणाम: एकीकरण ने 85% पुनर्जीवित ऊर्जा बचत प्राप्त की। एक फ्रेम का उपयोग करके, सुविधा ने दो मध्यवर्ती संतुलन टैंक और संबंधित हस्तांतरण पंपों की आवश्यकता को समाप्त कर दिया।
रखरखाव और असेंबली प्रोटोकॉल
के लिए रखरखाव इंजीनियरएक बहु-अनुभाग PHE की जटिलता विधानसभा प्रोटोकॉल का सख्त पालन करती है।
- प्लेट अनुक्रम (“हैंगिंग मानचित्र”):सरल इकाइयों के विपरीत, मल्टी-सेक्शन एक्सचेंजर अक्सर विभिन्न प्लेट नालीदारी (थेटा-हाई बनाम थेटा-लो) या विभिन्न खंडों म प्लेट पैक को अनुक्रम से बाहर फिर से इकट्ठा करने से चैनल ज्यामिति बदल जाती है, थर्मल प्रदर्शन और दबाव गिरावट दोन
- ए-आयाम विनिर्देश:प्लेट पैक को कसना विशिष्ट करने के लिए किया जाना चाहिए ए-आयाम (दबाव प्लेटों के बीच दूरी) जीए ड्राइंग में प्रदान किया गया है। ओवर-कसना कनेक्टर ग्रिड गैसकेट को कुचल सकता है; अंडर-कसना इंटर-सेक्शन क्रॉस-संदूषण का कारण बनता है।
- गैसकेट संगतता:विभिन्न खंड विभिन्न गैसकेट सामग्रियों (जैसे, भाप हीटिंग के लिए ईपीडीएम, ठंडा करने के लिए एनबीआर) का उपयोग कर सकते हैं। परिवर्तन के दौरान सामग्री संगतता का सत्यापन अनिवार्य है।
सामान्य प्रश्न
प्रश्न: क्या एक बहु-अनुभाग इकाई को कमीशनिंग के बाद विस्तारित किया जा सकता है?
इनलेट तापमान की निगरानी जल्दी समस्याओं का पता लगाती है हाँ, बशर्ते कि फ्रेम रेल लंबाई (ले जाने वाली बार) में उपलब्ध क्षमता हो। विस्तार में विशिष्ट खंडों में प्लेट कैसेट जोड़ना शामिल है। हालांकि, यह हाइड्रोलिक प्रतिरोध और थर्मल ड्यूटी को बदलता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि मौजूदा पंप पर्याप्त रहें।
प्रश्न: बहु-अनुभाग डिजाइनों में दबाव ड्रॉप गणना महत्वपूर्ण क्यों है?
इनलेट तापमान की निगरानी जल्दी समस्याओं का पता लगाती है बहु-अनुभाग इकाइयों में स्वाभाविक रूप से कनेक्टर ग्रिड पर लंबे प्रवाह पथ और कई प्रवाह विचलन (टर्निंग हानि) शामिल हैं। ΔP को कम करने के परिणामस्वरूप कम प्रवाह दरें, अशांत प्रवाह (कम रेनॉल्ड्स संख्या) प्राप्त करने में विफलता और बढ़ी हुई गंदगी दरें हों
प्रश्न: अनुभागों के बीच क्रॉस-संदूषण का पता लगाया जाता है?
इनलेट तापमान की निगरानी जल्दी समस्याओं का पता लगाती है इंटरसेक्शन रिसाव अक्सर सूक्ष्म होता है। यह पता लगाया जाता है:
- थर्मल असामान्यताएं:शीतलन माध्यम या उत्पाद में अस्पष्ट तापमान बदलाव।
- अंतर दबाव परीक्षण:रखरखाव के दौरान, विभाजन प्लेट सील विफलताओं की पहचान करने के लिए प्रत्येक खंड का स्वतंत्र हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण (जबक
