ฉบับนี้เป็นตอนที่
๓ และเป็นตอนสุดท้ายในชุด
Shell
and tube heat exchanger สิ่งหนึ่งที่อยากขอย้ำก็คือรูปต่าง
ๆ ที่นำมาให้ดูนั้นเป็นเพียงแค่
"ตัวอย่าง"
การใช้งานเพียงแค่
"ส่วนหนึ่ง"
เท่านั้น
เพื่อให้ผู้ที่ไม่มีโอกาสได้เห็นของจริงได้มีภาพการทำงานจริงเอาไว้บ้าง
ที่สำคัญคืออย่าไปยึดว่าในการออกแบบจริงนั้นจะต้องเป็นไปตามรูปที่นำมาให้ดู
ในการออกแบบจริงจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่างประกอบด้วย
ฉบับนี้คงไม่มีอะไรบ้าง
ดูรูปและอ่านคำบรรยายประกอบเล่น
ๆ ก็แล้วกันครับ
รูปที่
๑ Plate
heat exchanger ของโรงงานผลิตน้ำมันพืชแห่งหนึ่ง
ท่อด้านบนเป็นวาล์วควบคุมปริมาณไอน้ำให้ความร้อน
ส่วนด้านล่างเป็นท่อให้ไอน้ำที่ควบแน่นระบายออก
ท่อของ process
fluid ที่มารับความร้อนนั้นอยู่ด้านหลังท่อไอน้ำ
ข้อดีของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบนี้คือพื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อนต่อหน่วยปริมาตรเครื่องมีค่าสูง
สามารถทำการปรับเปลี่ยนพื้นที่ผิวถ่ายเทความร้อนได้ง่ายด้วยการเพิ่มหรือลดจำนวนแผ่นที่เรียงซ้อนกันอยู่
แต่ก็มีข้อเสียคือด้วยรูปร่างที่แบนของมันจึงไม่เหมาะกับระบบความดันสูง
และยังต้องใช้ปะเก็นในการป้องกันการรั่วซึมระหว่างแผ่นที่ประกบเข้าด้วยกัน
ทำให้เกิดการรั่วซึมได้ง่าย
ปัญหานี้เห็นได้ในรูปจากการที่ฐานตัวเครื่องจึงต้องมีการก่อเป็นขอบล้อมรอบเพื่อรองรับของเหลวที่อาจรั่วออกมา
อย่างน้อยก็ตอนที่ทำการถอดเครื่องออกมาทำความสะอาด
เพราะตัวแผ่นมันไม่มีท่อ
drain
รูปที่
๒ ตัวอย่าง P&ID
ของระบบไอน้ำให้ความร้อน
โดยไอน้ำไหลเข้าทางด้าน
shell
ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด
shell
and tube ในรูปนี้
CD
คือ
continuous
drainer หรือ
steam
trap ท่อที่ออกจาก
CD
ไปบรรจบกับท่อไอน้ำด้านขาเข้าคือท่อ
vent
line (ที่มีการกล่าวใน
Note
4)
รูปที่
๓ อีกตัวอย่างหนึ่งของ
P&ID
ของระบบไอน้ำให้ความร้อน
โดยไอน้ำไหลเข้าทางด้าน
shell
ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด
shell
and tube พึงสังเกตว่าวาล์วระบายความดัน
(PSV)
ของระบบท่อไอน้ำนั้นจะปล่อยออกสู่อากาศโดยตรง
(เพราะถือว่าน้ำเป็นสารที่ปลอดภัย)
แต่ทิศทางการหันท่อด้านขาออกนั้นอาจต้องพิจารณากันหน้างานว่าแนวไหนปลอดภัยที่สุด
คือต้องคำนึงถึงอุปกรณ์ที่ไอน้ำร้อนจะพุ่งเข้าใส่
และเส้นทางที่อาจมีคนเดินผ่านด้วย
รูปที่
๔ รูปนี้เป็นลักษณะของหม้อต้มซ้ำ
(reboiler)
ที่ก้นหอกลั่น
เป็นชนิด thermosyphon
ที่มีลักษณะเป็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด
shell
and tube ที่วางตั้ง
โดยไอน้ำจะไหลเข้าส่วน
shell
จากทางด้านบน
ควบแน่นเป็นของเหลวและไหลออกทางด้านล่าง
ส่วนของเหลวที่ต้องการต้มให้เดือดจะไหลเข้าส่วน
tube
ทางด้านล่าง
และเดือดกลายเป็นไอออกไปทางด้านบน
กลับเข้าไปในหอกลั่นไป
ของเหลวที่ก้นหอกลั่นก็จะไหลเข้ามาทดแทนส่วนที่เดือดกลายเป็นไอ
เกิดการไหลหมุนเวียนโดยไม่ต้องใช้ปั๊มช่วย
รูปที่
๕ รูปแบบหม้อต้มซ้ำที่คล้ายกับในรูปที่
๔ แตกต่างตรงที่มีถังเก็บรวบรวม
steam
condensate เพิ่มเติมเข้ามา
โดยระดับของถังเก็บรวบรวมไอน้ำที่ควบแน่นนี้จะต้องอยู่ต่ำกว่าระดับของหม้อต้มซ้ำ
ทั้งนี้เพื่อให้ไอน้ำที่ควบแน่นไหลโดยอาศัยแรงโน้มถ่วงลงมาในถังเก็บรวบรวมดังกล่าวได้
ส่วนจะเอาไอน้ำที่ควบแน่น
(ที่ยังคงมีพลังงานความร้อนและอาจอยู่ภายใต้ความดัน)
ไปใช้ทำอะไรก็อีกเรื่องหนึ่ง
(เช่นนำไป
flash
เป็นไอน้ำความดันต่ำ
หรือใช้ในรูปของ steam
condensate ที่นำไปใช้ผลิต
saturated
steam ที่
desuperheater
รูปที่
๖ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ
shell
and tube ชนิด
kettle
type คือส่วน
shell
จะมีที่ว่างอยู่เหนือระดับของ
tube
(ที่เป็นท่อรูปตัวยู)
เพื่อใช้เป็นที่อยู่ของไอของของเหลวในด้าน
shell
ปรกติที่เคยเจอจะใช้เป็นหม้อต้ำซ้ำโดยไอน้ำจะไหลเข้าทางด้าน
tube
และของเหลวที่ต้องการต้มจะไหลเข้าทางด้านล่างของส่วน
shell
และระเหยกลายเป็นไอออกไปทางด้านบน
แต่ทำไมรูปนี้จึงเอาน้ำหล่อเย็นเข้าด้าน
tube
แทนก็ยังหาเหตุผลไม่ได้เหมือนกัน
จะใช้เป็นเครื่องควบแน่น
(condenser)
ก็ไม่น่าจะใช่
เพราะถ้าเป็นเช่นนี้ ส่วน
tube
จะต้องแลกเปลี่ยนความร้อนกับส่วนไอ
ไม่ใช่ส่วนของเหลว
รูปที่
๗ ตัวอย่าง P&ID
ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อสองชั้น
(double
pipe) ที่ท่อด้านมีผิวนอกที่มีครีบ
(fin
type) ช่วยในการถ่ายเทความร้อน
ข้อดีของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อสองชั้นแบบนี้คือสามารถทำการปรับเปลี่ยนพื้นที่ผิวในการถ่ายเทความร้อนได้ง่ายด้วยการปรับเปลื่ยนจำนวนจำนวนท่อที่นำมาต่อเข้าด้วยกัน
รูปที่
๘ ตัวอย่าง P&ID
ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด
plate
รูปนี้อันที่จริงจะเรียกว่าเป็น
P&ID
ก็ไม่น่าจะถูกนัก
เพราะมันเป็นเหมือนสัญลักษณ์แสดงที่จะใช้ใน
P&ID
มากกว่า
แบบเดียวกับรูปที่ ๗
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น