- Maison
- Solutions industrielles
-
Produits
Vos besoins, notre priorité
- Soutien
- Entreprise
- Médias
Le choix d'un échangeur de chaleur industriel commence par la définition du procédé : quels fluides doivent être chauffés ou refroidis, quels fluides transportés et comment l'équipement sera entretenu. Ce guide d'application présente les gammes d'échangeurs de chaleur à plaques de SHPHE et leurs applications dans les secteurs des procédés, des services publics, du maritime et de la récupération de chaleur, tout en soulignant leurs différences.
| Contrainte primaire | Famille de produits à évaluer | Informations permettant de déterminer l'adéquation |
|---|---|---|
| Canaux de process soudés avec couvercles accessibles | Échangeur de chaleur à plaques soudées HT-Bloc | Composition du fluide, encrassement et accès pour la maintenance |
| Solides, fibres ou boues visqueuses | échangeur de chaleur à plaques soudées à large espacement | Distribution granulométrique, rhéologie, sédimentation et érosion |
| Équipements de traitement de plaques et de coques soudées | échangeur de chaleur à plaques soudées TP | Fonctionnement thermique, enveloppe de pression et agencement de l'enceinte |
| compact haute pression pour applications de fluides propres | Échangeur de chaleur à circuit imprimé (PCHE) | Propreté du canal, différentiel de pression et cycles thermiques |
| Compatible avec les liquides et doté de plaques amovibles | échangeurs de chaleur à plaques jointées | Compatibilité des plaques et des joints, débit et besoins de nettoyage |
| récupération de chaleur des gaz d'échappement ou de procédé | préchauffeur d'air à plaque | Composition des gaz, poussières, point de rosée et marge du ventilateur |
Il s'agit de valeurs de départ, et non de spécifications interchangeables pour un même équipement. Les limites de fonctionnement réelles sont déterminées par la fiche technique, les matériaux et la configuration de l'unité proposée.
Les équipements compacts à plaques soudées sont envisagés pour la récupération de chaleur des liquides, les refroidisseurs et certaines applications de condensation ou de rebouillage. Lors d'une rénovation, l'étude doit porter sur la source de chaleur récupérable, le fluide récepteur, l'approche thermique et l'accès pour le nettoyage.
Dans les systèmes de traitement des gaz, un échangeur pauvre/riche récupère l'énergie entre la solution pauvre régénérée et la solution riche chargée. Le choix des matériaux doit tenir compte de la composition chimique complète de la solution et de sa contamination. La puissance récupérable et les pertes de charge de part et d'autre doivent être comparées dans des conditions de procédé identiques.
Les refroidisseurs de gaz peuvent fonctionner après compression ou au sein de procédés de purification. Le confinement de la pression, la composition du fluide, la formation de condensats et la séparation en amont sont des critères de sélection importants. Il ne faut pas attribuer une application au gaz à une configuration destinée aux liquides uniquement parce que les deux produits utilisent des plaques.
La composition du pétrole brut, le comportement des cires et des asphaltènes, la chimie de l'eau et les matières solides entraînées déterminent l'évaluation de l'encrassement et de la corrosion. Des trappes d'accès facilitent l'inspection et le nettoyage lorsque la configuration de l'installation ne permet pas d'aménager l'espace nécessaire à l'entretien.
La récupération de chaleur à partir d'eau salée chaude nécessite une analyse conjointe de la compatibilité de l'alliage, de la concentration, de l'entartrage et de la température de paroi en fonctionnement. Un alliage résistant à la corrosion est sélectionné pour le milieu identifié ; aucune désignation d'alliage ne constitue une garantie universelle contre toutes les saumures ou les solutions acides mixtes.
Les échangeurs de chaleur à plaques soudées à large espacement sont envisagés lorsque la présence de solides ou de fibres rend les passages étroits classiques inadaptés. L'espacement des canaux, la distribution des entrées, l'orientation et la méthode de nettoyage doivent être choisis conjointement. Un espacement plus important ne garantit pas à lui seul la vitesse minimale nécessaire au maintien en mouvement de la suspension.
Le refroidissement de la suspension par précipitation doit maintenir le profil de température requis lors de la manipulation de la liqueur alcaline, des germes cristallins et de la formation des dépôts. Les configurations verticales et horizontales sont analysées en fonction de l'agencement du site, de la distribution et du parcours de nettoyage prévu.
Ces opérations peuvent présenter des conditions de chimie et de composition en solides différentes de celles de la précipitation ensemencée. Il convient de spécifier le flux au niveau du site de traitement réel, notamment sa concentration, sa plage de température et ses exigences de nettoyage, au lieu de considérer tous les échangeurs d'alumine comme un seul service de boues identique.
La viscosité du sirop augmente avec la concentration ou diminue avec la température. La conception thermique doit donc prendre en compte les conditions les plus froides et la capacité de pompage admissible de l'usine. La géométrie des passages et l'accès pour le nettoyage sont également influencés par l'entraînement de fibres en amont.
La pâte peut contenir des matières en suspension, des fibres biologiques et présenter une viscosité variable au cours du traitement. Le choix de l'équipement doit permettre de maintenir la température de traitement requise tout en garantissant l'accessibilité et la compatibilité de la méthode de nettoyage choisie avec le matériau de la plaque.
Les boues de prétraitement LFP, les eaux de procédé et autres flux particulaires nécessitent des données spécifiques sur la granulométrie et la rhéologie. Leur traitement doit être dissocié de la récupération des gaz d'échappement chauds dans la planification des équipements. Le prétraitement en amont et une conception de distribution limitant l'usure locale restent essentiels, même avec des canaux larges.
Les équipements PCHE et TP présentent des conceptions et des méthodes de maintenance différentes. Le PCHE utilise des canaux soudés par diffusion pour des applications avec fluides propres spécifiques. Le TP propose un agencement de plaques soudées dans une enceinte adaptée. Il convient de comparer ces deux types d'équipements en fonction des exigences du procédé plutôt que de les regrouper sous une même appellation relative à la pression ou à la nettoyabilité.
Pour un refroidisseur de gaz compact, il convient d'examiner la composition, la pression de conception, les cycles de pression, la température minimale et la propreté des canaux. La compatibilité avec l'hydrogène et l'évaluation de la fatigue relèvent de la conception spécifique des matériaux et de l'équipement.
L'utilisation d'acide acrylique exige une attention particulière à la corrosion, à la tendance à la polymérisation, à la distribution des temps de séjour et aux limites de fonctionnement définies par le titulaire de la licence. Les conditions d'entrée complètes et le profil de condensation constituent des données de conception plus pertinentes qu'une simple température de sortie nominale.
Les refroidisseurs de purification doivent être adaptés à la chimie du procédé et aux exigences de fonctionnement en continu. Les plaques chauffantes internes peuvent utiliser l'espace disponible dans la colonne, mais les modalités d'installation, de support, d'inspection et de démontage doivent être définies en fonction de la conception de la colonne.
Les ensembles de plaques amovibles sont particulièrement utiles lorsque l'accès pour l'inspection et le nettoyage est essentiel et que les matériaux des plaques et des joints sélectionnés sont adaptés aux fluides. Les applications chimiques, les systèmes d'alimentation des procédés POE et les circuits de refroidissement des matériaux de batteries nécessitent des fiches techniques distinctes précisant leurs limites de température, de pression et de compatibilité.
Un circuit de refroidissement fermé est généralement isolé d'une source de refroidissement externe afin de maintenir une chimie de l'eau contrôlée. Les températures saisonnières de l'eau de refroidissement, le débit minimal, la redondance et l'accessibilité pour la maintenance doivent être pris en compte dès la conception.
Un échangeur permet le transfert de chaleur tout en séparant les zones de pression des réseaux de chauffage primaire et secondaire. Les pompes, vannes, systèmes de contrôle et de protection doivent être examinés dans le cadre de la centrale, en précisant la puissance thermique requise et les limites hydrauliques pour chaque circuit.
Les systèmes de refroidissement central, de circulation d'eau dans la double enveloppe, de lubrification et de désulfuration des cuves doivent composer avec un espace restreint, une chimie de l'eau exigeante et des conditions d'accès difficiles. Pour une utilisation en eau de mer, le titane ou un autre matériau approuvé pour le projet peut être nécessaire ; le choix dépend du fluide et des conditions de conception.
Les exigences de classification, les vibrations, les revêtements, le poids en ordre de marche et les dégagements pour la maintenance doivent être spécifiés en fonction des besoins. Un échangeur compact ne peut être évalué indépendamment de sa tuyauterie, de ses supports et de son système d'isolation.
La récupération de chaleur du gaz doit tenir compte de la poussière, de la composition du gaz, des températures locales des parois et de la pression disponible du ventilateur. Le gain énergétique net inclut la chaleur récupérée et la consommation électrique additionnelle. Le traitement anticorrosion côté froid est adapté aux conditions réelles de point de rosée.
Les agencements par paires de plaques et modulaires peuvent être adaptés à la stratégie de transport, d'installation et de remplacement de l'usine. L'accès pour le nettoyage et l'élimination des poussières accumulées doivent être pris en compte avant de finaliser le tracé des conduits.
Un skid permet d'intégrer l'échangeur aux tuyauteries, vannes, instruments, pompes et systèmes de contrôle, conformément aux limites d'un ensemble prédéfini. L'assemblage en usine permet de déporter les opérations d'inspection et d'interface hors d'un site contraint, mais l'ensemble nécessite toujours une planification des raccordements, de la mise en service et de la réception.
La récupération d'énergie frigorifique du GNL doit distinguer une boucle intermédiaire froide du circuit cryogénique. La récupération de chaleur des piles à combustible nécessite une source de chaleur à température utile. Ces deux applications ne doivent pas être considérées comme une source d'énergie utilisable automatique sans vérification des niveaux de température, des heures de fonctionnement et des systèmes de contrôle.
Commencez par établir un plan d'échangeurs, identifiez chaque couple fluide-composant et indiquez les conditions normales, minimales et maximales. Ajoutez les particules solides, la chimie du fluide, la perte de charge admissible, les exigences mécaniques et les contraintes d'accès. Cela permet à SHPHE d'évaluer la gamme de produits concernée et de définir les éléments à inclure dans l'alimentation des échangeurs et ceux à intégrer à l'ensemble de l'installation.
Consultez la liste des applications des échangeurs de chaleur industriels →
AnglaisEN
