پیشرفت کاربرد و انرژی{0}}تحقیقات صرفه جویی در مبدل های حرارتی در صنعت پتروشیمی

چکیده

با توسعه صنعتی شدن مدرن، صنعت{0}}کم کربن به یک روند اجتناب ناپذیر تبدیل شده است. در زمینه‌های مختلف صنعتی، مبدل‌های حرارتی-با راندمان بالا و صرفه‌جویی در مصرف انرژی{3}}برای جایگزینی تجهیزات سنتی تبادل حرارت توسعه داده شده‌اند. با این حال، بهبود عملکرد مبدل‌های حرارتی به تنهایی نمی‌تواند به اثر صرفه‌جویی انرژی بهینه برای کل سیستم تولید برسد.

بر اساس شرایط عملیاتی واقعی در صنعت پتروشیمی، این مقاله به بررسی محیط‌های کاربردی انواع مختلف مبدل‌های حرارتی، توسعه فن‌آوری‌های{0}}صرفه‌جویی در انرژی، و همچنین پیشرفت تحقیقات در حذف رسوب و درمان خطا می‌پردازد. جهت های تحقیقاتی جدید نیز پیشنهاد شده است.

مبدل حرارتی که به عنوان مبدل حرارتی نیز شناخته می شود، وسیله ای است که عمدتاً برای دستیابی به انتقال حرارت بین سیالات مختلف استفاده می شود. در طی تولید پتروشیمی، محیط های فرآیندی اغلب نیاز به گرم یا سرد شدن دارند. با توجه به شرایط مختلف عملیاتی و الزامات تولید، انواع مختلفی از مبدل های حرارتی را می توان انتخاب کرد تا اطمینان حاصل شود که سیالات فرآیند به سطوح دمایی مورد نیاز می رسند و نیازهای فرآیندهای واکنش شیمیایی را برآورده می کنند.

مبدل های حرارتی به دلیل اصول و عملکردهای خود، نقش مهمی در کل فرآیند پالایش دارند. آنها تجهیزات کلیدی برای اطمینان از کنترل دمای مناسب سیالات فرآیند، حفظ عملکرد پایدار سیستم های پالایش و بازیابی گرمای اتلاف برای حفظ انرژی هستند. علاوه بر این، از آنجایی که تجهیزات تبادل حرارتی به طور گسترده در صنعت پتروشیمی استفاده می شود، بخش قابل توجهی از هزینه های سرمایه گذاری تجهیزات را به خود اختصاص می دهد. مصرف انرژی مرتبط و تلفات فلزات نیز از عوامل مهمی هستند که نیاز به توجه دارند.

1. پیشرفت کاربرد مبدل های حرارتی در صنعت پتروشیمی

1.1 کاربرد مبدل های حرارتی لوله های حرارتی در بازیابی حرارت زباله

مبدل‌های حرارتی لوله‌های حرارتی با موفقیت در شرایط سخت بازیافت حرارت زباله در صنعت نفت، به‌ویژه در فرآیندهایی که شامل سوخت‌های{0}}گوگردی بالا هستند، استفاده شده‌اند.

در فرآیندهای تولید پتروشیمی، تجهیزات گرمایشی و کراکینگ در دمای بالا ضروری است. برای مثال، در تولید الفین‌های سبک، معمولاً از کوره‌های کراکینگ نفتای نفتا با دمای بالا استفاده می‌شود. دمای گاز خروجی از این کوره ها می تواند به 200-400 درجه برسد. به دلیل شرایط سخت عملیاتی، گازهای زائد تولید شده را نمی توان مستقیماً در جو تخلیه کرد.

مبدل های حرارتی لوله های حرارتی پیش گرم کننده هوا می توانند از گرمای باقیمانده از گازهای خروجی برای پیش گرم کردن هوای احتراق استفاده کنند و بازده انرژی را بهبود بخشند و در عین حال آلودگی زیست محیطی را کاهش دهند.

در سال‌های اخیر، ترکیب‌های مختلفی از مبدل‌های حرارتی لوله‌ای به طور گسترده هم در داخل و هم در سطح بین‌المللی برای دستیابی به عملکرد بهتر-صرفه‌جویی در انرژی و بازیابی حرارت هدر رفته مورد استفاده قرار گرفته‌اند. فرآیند اصلی تولید در شکل 1 نشان داده شده است.

1.2 کاربرد مبدل های حرارتی بافل حلزونی در فرآیندهای خنک کننده و تبادل حرارتی

مبدل حرارتی بافل مارپیچی نوع جدیدی از تجهیزات تبادل حرارتی-با راندمان بالا است. مفهوم آن از ساختار مبدل حرارتی صفحه مارپیچی که توسط شرکت Rosenbland سوئدی در سال 1930 پیشنهاد شد، سرچشمه گرفت که متعاقباً به ثبت رسید. بعدها کشورهایی از جمله بریتانیا، ایالات متحده، آلمان و اتحاد جماهیر شوروی سابق تجهیزات مشابهی را توسعه و تولید کردند.

چین از دهه 1950 شروع به معرفی و به کارگیری این فناوری در صنایع شیمیایی کرد. در اواسط دهه 1960، تولیدکنندگان داخلی از طریق فرآیندهای نورد به تولید انبوه دست یافتند. در سال 1973، چین این فهرست را گردآوری کردراهنمای انتخاب نقشه های مبدل حرارتی صفحه مارپیچی. آخرین استاندارد، JB/T4751مبدل حرارتی صفحه مارپیچ(ویرایش 2003)، نشان دهنده سطح توسعه فناوری مبدل حرارتی صفحه مارپیچی در چین است.

در مقایسه با مبدل‌های حرارتی سنتی، مبدل‌های حرارتی صفحه مارپیچی دارای مزایایی از جمله ضریب انتقال حرارت بالاتر و قابلیت خود تمیز شوندگی ناشی از تلاطم سیال هستند که به جلوگیری از تجمع رسوب کمک می‌کند.

بنابراین، در صنعت پتروشیمی، مبدل‌های حرارتی صفحه مارپیچی عمدتاً برای فرآیندهای گرمایش و سرمایش شامل بنزین، سوخت دیزل، آب آمونیاک، آب کلر، آب نمک، اسیدهای قوی، قلیایی قوی و نیتروژن{0}هیدروژن-گازهای مخلوط آمونیاک استفاده می‌شوند.

آنها همچنین به طور گسترده ای در سیستم های گرمایش، سرمایش، تراکم، و جوش مجدد برای الکل ها، رزین ها، اوره، مونومرهای مولکولی کوچک، الفین های پلیمریزه شده و محصولات واسطه ای مرتبط به کار می روند.

هائو ژنلیانگ و همکاران به طور تجربی رابطه بین پوسته-افت فشار جانبی و سرعت جریان، تغییر عملکرد انتقال حرارت همرفتی پوسته-با عدد رینولدز (Re) و عدد ناسلت (Nu) و ضریب انتقال حرارت پوسته-در شرایط افت فشار واحد برای مبدل‌های حرارتی بافل مارپیچ و بافل سگمنتال مورد مطالعه قرار گرفت.

تحقیقات آنها راهنمایی برای انتخاب تجهیزات تحت شرایط عملیاتی مختلف ارائه کرد. نتایج اصلی به شرح زیر است:

(1) تحت شرایط عدد رینولدز یکسان، ضریب انتقال حرارت همرفتی پوسته-در مبدل‌های حرارتی بافل سگمنتال بالاتر از مبدل‌های حرارتی بافل مارپیچی است.

(2) تحت شرایط قطر پوسته و سرعت جریان یکسان، افت فشار جانبی پوسته مبدل‌های حرارتی بافل مارپیچی با زاویه مارپیچ همبستگی منفی دارد. با این حال، صرف نظر از زاویه مارپیچ انتخاب شده، افت فشار کمتر از مبدل های حرارتی بافل سگمنتال باقی می ماند.

(3) متفاوت از دو نتیجه بالا، هنگام در نظر گرفتن عملکرد انتقال حرارت در واحد افت فشار، ضریب انتقال حرارت همرفتی پوسته{1}} مبدل‌های حرارتی بافل مارپیچ بالاتر است. هنگامی که زاویه مارپیچ تقریباً 40 درجه باشد، ضریب انتقال حرارت همرفتی به حداکثر مقدار خود می رسد و در نتیجه بالاترین عملکرد کلی انتقال حرارت را به همراه دارد.

1.3 -کاربرد صرفه جویی در مصرف انرژی از مبدل های حرارتی صفحه ای با راندمان بالا در پالایش نفت

در پالایشگاه‌های نفت در مقیاس متوسط ​​و بزرگ، تقریباً 400 مبدل حرارتی از انواع مختلف وجود دارد. این سیستم ها اغلب در شرایط فشار بالا و دمای بالا کار می کنند. در سطح بین‌المللی، مبدل‌های حرارتی پوسته-و-لوله‌ای به سطوح عملکردی فشار 8.4 مگاپاسکال و دمای 1500 درجه رسیده‌اند، با مناطق انتقال حرارت تا 6700 متر مربع.

با توجه به هزینه های بالای ساخت سکوهای نفتی دریایی، مبدل های حرارتی صفحه ای جوش داده شده به دلیل ساختار فشرده، طراحی سبک وزن، عملکرد عالی انتقال حرارت و هزینه کمتر، به طور گسترده ای در تولید نفت دریایی مورد استفاده قرار گرفته اند.

کاربردهای اصلی آنها شامل خنک کننده روغن روان کننده مکانیکی و آب شیرین (مانند آب خنک کننده ژاکت موتور) است. در میادین نفتی، می توان از آنها برای گرمایش نفت خام و سایر فرآیندها نیز استفاده کرد.

چالش اصلی در طراحی و محاسبه سیستم های فرآیندی نهفته است. در تولید واقعی، تلفات انرژی اغلب به دلیل طراحی غیر منطقی فرآیند ایجاد می شود.

چن جیانوی و همکاران تحقیقات نظری در مورد محاسبه افت فشار مبدل های حرارتی صفحه خنک کننده مورد استفاده در کاربردهای پتروشیمی انجام شد. بر اساس ویژگی های مبدل های حرارتی و اصول انتقال حرارت، آنها فرض کردند که فاز مایع در امتداد کانال جریان به صورت خطی افزایش می یابد و روابط بین طول کانال جریان، کیفیت بخار جرمی واقعی و کیفیت بخار حجمی ایجاد می شود. نتایج محاسبات با داده های عملیاتی عملی سازگار بود.

نتایج اصلی به شرح زیر است:

(1) در شرایط تغییر فاز، هنگام محاسبه افت فشار سیال، سیال باید به عنوان جریان دو فازی یا چند فازی در نظر گرفته شود. مدل‌های جریان تک فاز یا جریان همگن نباید به عنوان جایگزینی برای محاسبات جریان چند فازی استفاده شوند. یک مدل جریان مجزا باید اعمال شود.

(2) در طی فرآیندهای خنک‌سازی در صنعت پتروشیمی، تراکم جزئی ممکن است رخ دهد که منجر به تشکیل لایه‌های مایع روی سطوح انتقال حرارت می‌شود. بنابراین، هنگام انتخاب مبدل های حرارتی فشرده مانند مبدل های حرارتی صفحه-، دستیابی به یک طراحی معقول و اقتصادی مستلزم در نظر گرفتن پارامترهای ساختاری است. صرفاً افزایش سطح انتقال حرارت و اضافه کردن حاشیه های ایمنی کافی نیست.

1.4 کاربرد اواپراتورهای لایه نازک در فرآیندهای تغلیظ و خشک کردن

اواپراتورهای لایه نازک معمولاً در فرآیندهای پتروشیمی مانند غلظت سود سوزآور، تبخیر سولفید سدیم، خشک کردن رزین و خشک کردن لاستیک استفاده می شوند. آنها منافع اقتصادی قابل توجهی را ارائه می دهند.

در مقایسه با تجهیزات سنتی مانند تابه های تبخیر چدن، مبدل های حرارتی تبخیری لایه نازک که توسط کوره های روغن حرارتی گرم می شوند دارای مزایای زیر هستند:

(1) ردپای تجهیزات را می توان نزدیک به 6٪ کاهش داد. این فرآیند تبخیر مکانیزه را امکان پذیر می کند، عملیات را ساده می کند و تولید متناوب را به تولید مداوم تبدیل می کند و در نتیجه کارایی صنعتی را بهبود می بخشد.

(2) عملکرد انتقال حرارت با استفاده از لیسه چرخان به طور قابل توجهی بهبود یافته است. زمان تبخیر روی سطح را می توان به کمتر از یک دقیقه کاهش داد و باعث کاهش پوسته پوسته شدن و رسوب کربن می شود. احتمال تجزیه این محصول کمتر است و برای مواد حساس{3}}به حرارت مناسب است. در عین حال، تشکیل رسوب کاهش می یابد و در نتیجه نگهداری و تمیز کردن آسان تر می شود.

(3) در مقایسه با تابه های تبخیر چدن، کوره روغن حرارتی پشتیبان می تواند مصرف زغال سنگ را تقریباً 50٪ کاهش دهد. می تواند در دمای تا 300 درجه کار کند و در عین حال عملکرد ایمن را در شرایط غیر تحت فشار حفظ کند.

(4) این تجهیزات برای طراحی در مقیاس فرآیندی مناسب است و می تواند جایگزین خشک کن های سنتی- باشد. در طول توسعه تولید در مقیاس بزرگ-، انحراف ناشی از افزایش مقیاس نسبتاً کوچک است.

با این حال، برخی از چالش های فنی هنوز در کاربردهای عملی وجود دارد.

For example, scraper grooves are usually made of polytetrafluoroethylene (PTFE), which has excellent corrosion resistance but limited high-temperature resistance. One possible solution is to use materials such as graphite that provide both corrosion resistance and high-temperature resistance (>280 درجه).

خطوط لوله فرآیند معمولاً از لوله های بدون درز ساخته می شوند که ممکن است تقریباً هر 30 روز یکبار نیاز به تعویض داشته باشند. یک بهبود احتمالی استفاده از لوله‌های فولادی ضد زنگ یا لوله‌هایی با پوشش‌های داخلی{2}}مقاوم در برابر خوردگی، مانند لوله‌های مبدل حرارتی با پوشش فلوروپلاستیک- است.

علاوه بر این، مشکلات خوردگی مرتبط با پمپ های گردش خون نیز نیاز به راه حل های بیشتری دارد.

2. حذف رسوب و اقدامات متقابل برای تجهیزات تبادل حرارتی در صنعت پتروشیمی

طبق گفته Steinhagen و همکاران، بررسی 3000 نوع مختلف مبدل حرارتی در نیوزلند نشان داد که بیش از 90 درصد مبدل های حرارتی مشکلات رسوب را تجربه کرده اند. مقایسه شرایط رسوب در بین انواع مختلف مبدل های حرارتی در شکل 2 نشان داده شده است.

مطالعات داخلی و بین المللی نشان می دهد که هزینه سالانه مربوط به تصفیه رسوب در صنایع پالایش نفت و شیمیایی به حدود 15.6 میلیون می رسد که منجر به ضررهای اقتصادی و مصرف منابع قابل توجهی می شود.

در شرایط عملیاتی واقعی در صنعت پتروشیمی، مکانیسم های تشکیل و طبقه بندی رسوب را می توان به طور عمده به دسته های زیر تقسیم کرد:

مدل های رسوب خوردگی

مدل های رسوب انجماد

مدل‌های رسوب ناشی از مواد سطحی-

مدل‌های رسوب‌گیری فاز گاز

مدل های رسوب گیری واکنش های شیمیایی

در طول پیش‌بینی و تحلیل عملی عملیات، رسوب‌گذاری را می‌توان بر اساس این مکانیسم‌ها طبقه‌بندی کرد. با انتخاب انواع مبدل حرارتی مناسب با توجه به شرایط مختلف عملیاتی و محاسبه فواصل تمیزکاری بهینه می توان تلفات اقتصادی را کاهش داد.

علاوه بر این، با در نظر گرفتن محیط‌های عملیاتی با فشار{{0} بالا و فشار بالا در کاربردهای پتروشیمی، روش‌های اصلی تصفیه عبارتند از:

افزایش انتقال حرارت

روش های تمیز کردن مکانیکی

روش های تمیز کردن شیمیایی

نظارت آنلاین و فن‌آوری‌های{0}}تمیز کردن در زمان واقعی

3. تحلیل خرابی و نگهداری مبدل های حرارتی در صنعت پتروشیمی

3.1 جلوگیری از خوردگی و سایش در مبدل های حرارتی

در حین کار مبدل های حرارتی در صنعت پتروشیمی، حوادث نشت خوردگی اغلب رخ می دهد. این خرابی ها می تواند تولید پایدار را مختل کند و یکی از مشکلات عمده تجهیزات در سیستم های پتروشیمی محسوب می شود.

چنین مشکلات نشتی عمدتاً به نشت فرسایشی و نشت خوردگی طبقه بندی می شوند. راه حل های فعلی عمدتاً بر تعمیر تجهیزات آسیب دیده پس از وقوع خرابی، بهبود فرآیندهای تولید برای جلوگیری از خرابی و کاهش تخریب تجهیزات از طریق انتخاب مناسب مواد و انواع مبدل های حرارتی تمرکز دارند.

3.1.1 علل خوردگی و سایش در مبدل های حرارتی

تجزیه و تحلیل از دیدگاه مواد اولیه

مواد اولیه مورد استفاده در تولید پتروشیمی به ویژه نفت خام حاوی اجزای شیمیایی پیچیده ای است. علاوه بر این، نفت خام عموماً ویسکوزیته بالایی دارد و حاوی ذرات جامد با اندازه های نامنظم است.

در نتیجه، محیط کاری در تماس با سطوح مبدل حرارتی بسیار پیچیده است. تجهیزات اغلب در معرض آسیب مکانیکی ناشی از اصطکاک فیزیکی و خوردگی شدید شیمیایی قرار می گیرند.

تجزیه و تحلیل از دیدگاه فرآیندهای شیمیایی

The entire petrochemical production chain often involves high-temperature (>1000 درجه ) و شرایط کاری با فشار بالا-. اشکال مختلفی از خوردگی ممکن است به طور همزمان رخ دهد و با یکدیگر تعامل داشته باشند.

به عنوان مثال، سرعت جریان بالای مورد نیاز در طول فرآیندهای تولید، علت مستقیم خوردگی فرسایشی است، در حالی که مشکلات نشت خوردگی موجود را نیز تسریع می‌کند.

بنابراین، در خرابی مبدل های حرارتی، نشت و خوردگی معمولاً ارتباط نزدیکی با هم دارند و می توانند یک اثر هم افزایی ایجاد کنند که خرابی تجهیزات را تسریع می کند.

3.1.2 طبقه بندی خوردگی و سایش مبدل های حرارتی و اقدامات متقابل در صنعت پتروشیمی

(1) خوردگی سطحی و سایش مبدل های حرارتی

خوردگی سطح شایع ترین علت نشت لوله مبدل حرارتی است که تقریباً 90 درصد موارد را تشکیل می دهد.

محیط فرآیند مورد استفاده در تولید پتروشیمی اغلب دارای سطوح خاصی از ویسکوزیته و چسبندگی است. سیالات با سرعت بالا که حاوی ذرات جامد و حباب‌ها هستند به طور مداوم بر سطوح انتقال حرارت تأثیر می‌گذارند و فشارهای سطحی محلی تا 10 مگاپاسکال ایجاد می‌کنند که ممکن است باعث فرسایش خستگی و آسیب سطح فلز شود.

بنابراین، الزامات فرآیند اغلب مشخص می کند که سرعت جریان متوسط ​​باید بیشتر از 2 متر بر ثانیه باشد.

(2) خوردگی الکتروشیمیایی ناشی از رسوبات سطحی

در طی فرآیندهای پالایش نفت، محیط های فرآیند معمولاً ویسکوزیته بالایی دارند و ممکن است تحت شرایط خاصی انجماد را تجربه کنند. این می تواند باعث تجمع مواد بر روی سطوح مبدل حرارتی و تشکیل رسوبات شود.

ویژگی های ناپایدار، ناپیوسته و ناهموار این نهشته ها می تواند منجر به ایجاد شکاف و شکاف شود. تفاوت در غلظت اکسیژن بین داخل و خارج این شکاف ها ممکن است باعث خوردگی الکتروشیمیایی شود.

واکنش های خوردگی مرتبط عمدتاً عبارتند از:

واکنش های انحلال فلز، یعنی اکسیداسیون آندی.

واکنش های کاهش کاتدی؛

انبساط پیشرونده خوردگی ناشی از عدم تعادل الکتروشیمیایی.

(3) خوردگی روی سطح طرف آب لوله های مبدل حرارتی

در سیستم‌های تبادل حرارت، آب اغلب به‌عنوان وسیله انتقال حرارت استفاده می‌شود، که باعث می‌شود{0}}خوردگی جانبی آب به یک مشکل رایج تبدیل شود.

مکانیسم های اصلی خوردگی عبارتند از:

کاهش مقدار pH؛

نفوذ بخار آب؛

حمله ناشی از اکسیژن محلول؛

خوردگی یون کلرید (Cl-).

خوردگی یون سولفید (S2-).

این واکنش ها را می توان به طور کلی به خوردگی شیمیایی و خوردگی الکتروشیمیایی تقسیم کرد.

الزامات برای مواد مقاوم در برابر خوردگی{0}}در سمت آب لوله های مبدل حرارتی عبارتند از:

هدایت حرارتی خوب و چسبندگی سطح قوی؛

مقاومت عالی در برابر تغییرات دما و سختی کافی؛

مقاومت قوی در برابر خوردگی یونی؛

عملکرد خوب ضد جرم گیری-.

مقاومت عالی در برابر نفوذ بخار آب.

3.1.3 روش های حفاظت از خوردگی برای مبدل های حرارتی

در حال حاضر روش های حفاظت در برابر خوردگی مبدل های حرارتی در صنعت پتروشیمی عمدتاً عبارتند از:

(1) حفاظت آند قربانی

این روش از مواد مبدل حرارتی با استفاده از یک فلز فعال تر به عنوان آند قربانی برای جلوگیری از خوردگی تجهیزات اصلی محافظت می کند.

(2) توسعه و کاربرد پوشش‌های ضد خوردگی-

پوشش‌های ضد خوردگی به طور گسترده در حفاظت مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شوند. با اعمال یک پوشش فلزی بسیار نازک یا پوشش معدنی بر روی سطح تماس، می توان مواد مضر و رسوبات رسوب را به طور موثری جدا کرد.

یک پوشش متداول، سیستم پوشش ضد خوردگی CH{1}}784 اپوکسی آمینو است.

(3) بهبود مواد مبدل حرارتی

برای جلوگیری از خوردگی ناشی از کیفیت آب و محیط های تهاجمی، می توان مواد بهبود یافته را انتخاب کرد.

مبدل های حرارتی ساخته شده از فولاد ضد زنگ، آلیاژهای مس و آلیاژهای تیتانیوم به طور کلی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند. با این حال، هزینه های مواد بالاتر آنها کاربرد آنها را در برخی از صنایع محدود می کند.

3.2 فناوری جوش برای تعمیر ترک فلنج مبدل حرارتی

در حال حاضر، فناوری تعمیر جوشکاری ذوب سرد به طور گسترده برای تعمیر و نگهداری میدان صنعتی استفاده می شود.

فناوری جوشکاری ذوب سرد یک فناوری تعمیر جدید است که بر اساس تکنیک‌های جوشکاری محافظ گاز- توسعه یافته است. اغلب در تعمیر و نگهداری مبدل های حرارتی آسیب دیده در صنعت پتروشیمی استفاده می شود.

ویژگی های اصلی آن عبارتند از:

(1) حرارت ورودی کم و زمان جوش کوتاه

حرارت تولید شده در حین جوشکاری بسیار کم است. فرآیند جوشکاری تنها چند ده میلی ثانیه طول می کشد و از مشکلاتی مانند تغییر رنگ آنیل جلوگیری می کند.

(2) استخر جوش کوچک و کیفیت عالی تعمیر

حجم حوضچه جوش کمتر از 2 میلی متر مکعب است. توزیع تنش پراکنده است و تنش متمرکز روی جزء تعمیر شده را کاهش می دهد.

این فرآیند باعث ترک خوردن یا تغییر شکل نمی شود. علاوه بر این، حفاظت از گاز بی اثر از تشکیل منافذ و حباب ها جلوگیری می کند و در نتیجه سطحی صاف و تمیز ترمیم می شود.

(3) تجهیزات جمع و جور و مناسب برای تعمیر-در سایت

تجهیزات جوشکاری کوچک و برای تعمیر میدانی{0}زمان واقعی مناسب است.

طیف گسترده ای از سیم های جوشکاری را می توان انتخاب کرد که امکان تعمیر مبدل های حرارتی ساخته شده از مواد مختلف را فراهم می کند.

4. چشم انداز توسعه آینده

شایان ذکر است که نیازهای فرآیندهای مختلف به انواع مختلفی از مبدل های حرارتی نیاز دارد. علاوه بر این، آرایش موازی یا سری مبدل های حرارتی تأثیر قابل توجهی بر عملکرد عملیاتی کل سیستم فرآیند دارد.

انتخاب و تطبیق اجزا نیز از عوامل حیاتی است. طراحی مبتنی بر قابلیت اطمینان{1}} مستلزم آن است که اجزاء دارای سازگاری کافی برای مقاومت در برابر شرایط عملیاتی مختلف، تغییرات بار تصادفی و تغییرات تنش که معمولاً در صنعت پتروشیمی با آن مواجه می‌شوند، داشته باشند. این مفهوم طراحی بهبودهایی را نسبت به محدودیت های روش های طراحی مرسوم ارائه می دهد.

از نظر حفظ انرژی و کاهش انتشار، توسعه آینده نه تنها باید بر بهبود ساختار مبدل های حرارتی متمرکز شود، بلکه باید توجه بیشتری به توسعه مواد مبدل حرارتی پیشرفته داشته باشد.

در میان این حوزه های تحقیقاتی، فناوری پوشش سطح مبدل حرارتی پتانسیل قابل توجهی دارد. جهت آینده توسعه پوشش شامل:

طراحی سبک؛

مقاومت در برابر فشار-بالا و{1}}بالا.

مقاومت در برابر خوردگی عالی؛

هزینه های تولید کمتر؛

بهره برداری و نگهداری اقتصادی تر.

در حال حاضر، توسعه فناوری های شبیه سازی و نرم افزارهای مهندسی نیز در حال تبدیل شدن به یک جهت تحقیقاتی مهم است. این فناوری‌ها می‌توانند راهنمایی مؤثری برای پیش‌بینی رسوب، بهینه‌سازی چرخه تمیز کردن و ارزیابی عملکرد عملیاتی ارائه دهند.