فرآیند تولید مبدلهای حرارتی بازیابی حرارت زباله، یک پروژه مهندسی سیستماتیک است که ماشینکاری دقیق، علم مواد و طراحی ترمودینامیکی را ادغام میکند. هدف اصلی آن دستیابی به بازیابی انرژی گرمایی کارآمد، پایدار و طولانی-در شرایط پیچیده عملیاتی مانند دمای بالا، خوردگی و فشار بالا است. کل فرآیند تولید را می توان به پنج مرحله کلیدی تقسیم کرد: پردازش اجزای هسته، ساخت پوسته و قاب، مونتاژ و جوشکاری بسته لوله، بازرسی کیفیت، و ضد خوردگی و پوشش سطح.
تولید اجزای تبادل حرارتی هسته: پایه ای برای کارایی انتقال حرارت
اجزای تبادل حرارت "قلب" تجهیزات هستند. عملکرد آنها مستقیماً کارایی و دوام کلی را تعیین می کند.
پردازش لوله پره دار (مناسب برای گرمای زباله گاز دودکش)
لوله های فولادی بدون درز یا فولاد ضد زنگ با کیفیت بالا-به عنوان لوله پایه استفاده می شود. نوارهای فولادی با استفاده از جوشکاری با فرکانس بالا یا فرآیندهای سیم پیچی مکانیکی به سطح لوله پایه ثابت میشوند تا بالهها را تشکیل دهند و به طور قابل توجهی منطقه تبادل حرارت را افزایش دهند. جوشکاری با فرکانس بالا یک پیوند متالورژیکی بین بالهها و لوله پایه ایجاد میکند که منجر به مقاومت حرارتی کمتر یا مساوی 0.001 ㎡・ درجه / وات میشود و هدایت گرمایی بسیار کارآمد را تضمین میکند.
مواد متداول عبارتند از:
فولاد ND: مناسب برای دمای متوسط- و-گوگرد-حاوی گاز دودکش با دمای متوسط (کمتر یا مساوی 400 درجه)
فولاد ضد زنگ 316L: مقاوم در برابر خوردگی یون کلرید، مناسب برای محیط های بسیار خورنده مانند کارخانه های شیمیایی و منابع آب دریا
Duplex stainless steel/nickel-based alloy: Used in ultra-high temperature (>800 درجه ) یا سناریوهای فشار بالا، مانند سوزاندن زباله و صنایع متالورژی.
شکل دهی صفحه مبدل حرارتی (مناسب برای گرمای زباله مایع):
از صفحات فولادی ضد زنگ (304/316L) یا آلیاژ تیتانیوم استفاده می کند که از طریق فرآیند مهر زنی به صفحات راه راه تبدیل می شود تا تلاطم را افزایش دهد و ضریب انتقال حرارت را بهبود بخشد. صفحات با جوش یا واشر با مقاومت فشاری 1.0-2.5MPa مهر و موم می شوند.
تولید المان لوله حرارتی (مناسب برای گرمای اتلاف دمای متوسط- و-کم):
از ساختار لوله حرارتی گرانش آب فولاد کربنی-، که در داخل تخلیه شده و با سیال کاری پر شده است، با استفاده از تبخیر-تغییر فاز تراکم برای دستیابی به رسانایی حرارتی فوقالعاده- (ضریب انتقال حرارت تقریباً مرتبهای بالاتر از فلزات سنتی)، مناسب برای شرایط عملیاتی 40-50 درجه است.
ساخت پوسته و قاب: اطمینان از استحکام ساختاری و آب بندی
ورق فلزی از فولاد کربنی Q345R یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است که ضخامت آن بر اساس فشار طراحی (معمولا 0.1-0.6 مگاپاسکال) تعیین می شود. شکل دهی از طریق برش لیزری و نورد صفحه به دست می آید.
درزهای طولی و محیطی پوسته با استفاده از جوشکاری قوس الکتریکی خودکار یا جوشکاری محافظ گاز، با استفاده از فرآیند جوشکاری چندلایه، چند- و تحت آزمایش ۱۰۰٪ اولتراسونیک برای اطمینان از عدم وجود عیوب مانند تخلخل و ناقص بودن جوشکاری میشوند.
ورق لوله از آهنگری، با سوراخ های دقیق با استفاده از دستگاه فرز CNC (قطر سوراخ 0.1-0.2 میلی متر بزرگتر از لوله های تبادل حرارتی) برای اطمینان از دقت اتصالات انبساط یا جوشکاری، حفر می شود.
مونتاژ و جوشکاری دسته لوله: تضمین پایداری سازه و جلوگیری از نشت
لولههای پرهدار یا لولههای تبادل حرارتی ماشینکاریشده در ورق لوله وارد میشوند و از یک منبسطکننده لوله هیدرولیک برای تکمیل درز انبساط استفاده میشود که اتصال محکم بین لولهها و ورق لوله را تضمین میکند تا از نشت رسانه جلوگیری شود.
برای تجهیزات گازهای دودکش با دمای بالا، بافل ها یا صفحات راهنما نیز برای بهینه سازی مسیرهای جریان هوا و جلوگیری از انسداد یا سایش موضعی مورد نیاز است.
مبدل های حرارتی صفحه ای با فشار یکنواخت 20 تا 30 مگاپاسکال با استفاده از پیچ و مهره های گیره آب بندی می شوند تا از آب بندی آزاد{2} نشتی بین صفحات اطمینان حاصل شود.
بازرسی دقیق کیفیت: کنترل کلید قبل از حمل و نقل
هر قطعه از تجهیزات باید چندین آزمایش را پشت سر بگذارد:
تست فشار هیدرولیک: فشار 1.5 برابر فشار طراحی به مدت 30 دقیقه برای بررسی نشتی در جوش و اتصالات انبساط حفظ می شود.
تست سفتی هوا: هوای فشرده معرفی میشود و نقاط جوش با آب صابون آزمایش میشوند تا اطمینان حاصل شود که حبابهای هوا ایجاد نمیشود.
تست عملکرد انتقال حرارت: با شبیه سازی شرایط عملیاتی واقعی، راندمان انتقال حرارت برای مطابقت با استانداردها تأیید می شود. به عنوان مثال، تجهیزات بازیافت حرارت زباله به نرخ بازیافت گرمای زباله بیشتر یا مساوی 80 درصد نیاز دارند.
تست مقاومت در برابر خوردگی: تجهیزات مورد استفاده با محیط های خورنده تحت آزمایش اسپری نمک خنثی (48 ساعت بدون زنگ زدگی) قرار می گیرند.