INSTALLATIONS OCH SKÖTSELANVISNING FÖR SWEPs HELLÖDDA KOMPAKTVÄRMEVÄXLARE

Transkript

1 INSTALLATIONS OCH SKÖTSELANVISNING FÖR SWEPs HELLÖDDA KOMPAKTVÄRMEVÄXLARE ALLMÄN INFORMATION Beroende på materialkombination, tryckförhållande och funktion finns olika typer av hellödda kompaktvärmeväxlare (Compact Brazed Heat Exchangers, CBE). Standardmaterialet är rostfritt stål, vilket vakuumlöds med ren koppar eller ett nickelbaserat lodmaterial. Grundmaterialet i konstruktionen indikerar vilken typ av medium som kan användas i CBEn. Typiska exempel är: syntetisk- eller mineralolja, organiska lösningsmedel, vatten (dock ej havsvatten), glykolblandningar (etylenoch propylenglykol) och olika typer av köldmedium (t.ex. HCFC). Om ett naturligt köldmedium som ammoniak används måste en värmeväxlare med ett nickelbaserat lodmaterial väljas. Frontplattan på SWEPs kompaktvärmeväxlare är märkt med en pil, antingen i form av ett klistermärke eller också graverad på den främre täckplåten. Syftet med pilen är att indikera vilket som är framsidan på värmeväxlaren och därmed också lokaliseringen av de inre och yttre kretsarna/kanalerna. När pilen pekar uppåt är den inre kretsen (Port, ) på vänster sida och den yttre kretsen (Port, ) på höger sida. P1 P2 Den yttre kretsen får ett något lägre tryckfall eftersom den har en extra kanal. P3 Port /// är placerade på framsidan av värmeväxlaren. Port P1/P2/P3/P4 är placerade på baksidan. Notera deras ordningsföljd. KONSTRUKTION AV CBEn CBEn består i princip av ett plattpaket av korrugerade kanalplattor mellan ett främre och ett bakre täckplåtsmontage. Täckplåtsmontaget består av tätande plattor, brickor och täckplåtar. Anslutningarna kan anpassas för att möta specifika marknads- och applikationskrav. Under vakuumlödningen formas en lödpunkt i varje kontaktpunkt mellan grundmaterialet och lodmaterialet. Konstruktionen skapar en värmeväxlare med två separata kretsar/kanalsystem. Bakre täckplåts montage Främre täckplåts montage Plattpaket Kanalplattor Blindringar Anslutningar Startplatta Täckplåt(ar) Täckplåt(ar) Slutplatta Blindringar Nollhåls kanalplatta Start- och slutplattor används för att täta utrymmet mellan täckplåten och den första och sista kanalplattan. Antalet täckplåtar varierar med typ och storlek på värmeväxlaren samt maximala arbetstrycket. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 1 OF 1

2 En del värmeväxlare har brickor för att täta utrymmet mellan kanalplattan och täckplåten. I en del växlare är brickorna integrerade i täckplåten och den första/sista kanalplattan. Materialkombinationer Det finns olika produktkategorier av CBEn beroende på materialkombinationer och tryckdesign. De definieras som standard CBEs, All-stainless CBEs, Mo-stål CBEs och hög tryck CBEs. Standardmaterialet på plattorna är av rostfritt stål, S, av typen AlSI 316 ( or 2343), vilka vakuumlöds med ren koppar, C, eller ett nickelbaserat lodmaterial, N. I vissa fall, t.ex. vid vissa typer av kopplingar, kan kolstål användas. För krävande applikationer kan plattorna tillverkas av SMO 254, ett rostfritt stål med extra högt innehåll av molybden, M. CBE finns både med standardtryck prestanda, S, eller högtrycks-prestanda, H. Material- och tryckbenämningen visas nedan. Tabell 1: Exempel på CBEs med olika typer av material och tryckdesign CBE kategori Benämning Förklaring Standard CBEs B25H/1P-SC-S B25 med plattor av rostfritt stål lödd med koppar. Standard tryck. Högtrycks CBEs B25H/1P-SC-H B25 med plattor av rostfritt stål lödd med koppar. Hög tryck prestanda. All-stainless CBEs B25H/1P-SN-S B25 med plattor av rostfritt stål lödd med nickellegering. Standard tryck. Mo-stål CBEs B25H/1P-MC-S B25 med plattor av Mo-stål lödd med koppar. Standard tryck. Plattor och kanaltyper En del kompaktvärmeväxlare finns tillgängliga med olika typer av mönster på kanalplattorna. Pilvinklarna kan vara trubbiga, vilket ger en hög-theta platta (H) eller spetsiga, vilket ger en låg-theta platta (L). Plattor: Hq Lq Kanaler: H L M (MH&ML) Genom att kombinera hög-theta- och låg-theta plattor kan värmeväxlarens termiska karaktär ändras. Till exempel kan samma tryckfall uppnås på båda sidorna i växlaren, trots olika flödeshastigheter. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 2 OF 2

3 FLÖDESKONFIGURATIONER Fluiderna kan strömma genom värmeväxlaren på flera olika sätt. För värmeväxlare med parallella flöden finns två konfigurationer: medströms- och motströmsflöden. Medströmsflöde Motströmsflöde För korsströmsvärmeväxlare (B60) finns två typer av plattor, vilka enbart kan kombineras på ett sätt. Denna växlare har korsströmskonfiguration istället för parallell konfiguration, vilket annars är vanligast för kompaktvärmeväxlare. Notera att port och utgör den yttre kretsen och och den inre kretsen. Används B60-växlaren i en en-fas applikation, fås samma resultat oavsett hur fluiderna ansluts. I en kondensor däremot är det ytterst viktigt att gasen ansluts till port och släpps ut ur port. L H H L = L H H L Plattpaketskombinationer Det finns flera olika utförande av kanalplattpaketet. Några exempel visas nedan. Dual-Krets CBE (../D). Innerkretsen/kanalen är uppdelad för två fluider, som t.ex. kyls av en vattenkrets. Two-Pass CBE (../2P), vilket motsvarar två seriekopplade enheter. Dual-over-Two-Pass CBE (../D2P). Innerkretsen/kanalen är uppdelad för två fluider, som t.ex. kyls av en vattenkrets som går två pass. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 3 OF 3

4 KONSTRUKTION OCH TREDJEPARTS GODKÄNNANDEN Maximalt arbetstryck för SWEPs hellödda kompaktvärmeväxlare är som standard 31 bar (3,1 Mpa, 450 psi). Den maximala arbetstemperaturen är som standard 225 C (437 F) för kopparlödda värmeväxlare och 350 C (660 F) för All-stainless växlare (nickelbaserat lodmaterial). Eftersom det finns ett nära samband mellan tryck och temperatur, beträffande växlarens hållfasthet, finns det möjlighet att öka trycket om temperaturen reduceras. För mer tekniska detaljer se, märkning och annan teknisk dokumentation. SWEPs hellödda kompaktvärmeväxlare är godkända av ett antal oberoende organisationer, t.ex.: Kanada, Canadian Standard Association (CSA) Japan, The High Pressure Gas Safety Institute of Japan (KHK) USA, Underwriters Laboratories (UL) Europa, Pressure Equipment Directive (PED) SWEP har också konstruktionsgodkännande från: Lloyds Register, Storbritannien; Det Norske Veritas (DNV), Norge; American Bureau of Shipping (ABS), USA; Korean Register of Shipping (KR), Korea; Registro Italiano Navale (RINA), Italien. Information om driftsförhållande för PED-godkända växlare finns att finna i Appendix, Tabell A. För ytterligare detaljer gällande de olika godkännandena var vänlig kontakta SWEP. MÄRKNINGSSYSTEM OCH ARBETSFÖRHÅLLANDEN Alla hellödda kompaktvärmeväxlare är märkta med en etikett som tillhandahåller viktig information om enheten, såsom typ (anger värmeväxlarens grundutförande och materialkombination) och konfigurationsnummer. Etiketten anger också enhetens serienummer (beskrivs nedan). Arbetsförhållandena anger den maximala arbetstemperaturen och det maximala arbetstrycket enligt respektive godkännande organisation. Streckkod för serienumret Det tryckta serienumret ger information om var och när vämeväxlaren producerades Nummer i serien Antal kretsar i växlaren Produktkod Månad 11, d.v.s. november År 00, d.v.s Produktionsenhet MONTERING Värmeväxlaren får inte utsättas för pulsationer, kraftiga cykliska tryckförändringar eller kraftiga temperaturförändringar. Installationen av värmeväxlaren skall utföras så att inga vibrationer eller pulsationer kan överföras till växlaren. I förekommande fall bör vibrations- eller pulsationsdämpare monteras. Vid större rördimensioner rekommenderas någon typ av expansionsreglering i rörledningen. Det är också lämpligt att en gummimatta monteras mellan växlaren och infästningen för att absorbera eventuella vibrationer. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 4 OF 4

5 I en-fas applikationer (vatten vatten eller vatten olja) har monteringsriktningen liten eller ingen betydelse på värmeväxlarens effektivitet. I två-fas applikationer är däremot monteringsriktningen av stor betydelse. I sådana applikationer skall växlaren monteras vertikalt, med pilen på den främre täckplåten pekande uppåt. Nedan visas flera monteringsförslag för SWEPs hellödda kompaktvärmeväxlare. Svets/fäst bultar i olika utföranden och konfigurationer finns tillgängliga som tillbehör till SWEPs kompaktvärmeväxlare. Stöd från botten Vinkeljärnshållare (gummipackning mellan metallplatta och växlare) Tvärbom med bultar (gummipackning mellan tvärbom och växlare) Montering m.h.a. svets/fäst bultar på växlarens främre eller bakre täckplåt Stödben finns tillgänliga för de större CBE modellerna Vad gäller mindre kompaktvärmeväxlare är det också möjligt att montera enheten genom att fästa den direkt i rörledningen. ANSLUTNINGAR Alla anslutningar är pålödda under vacuumprocessen, vilket ger ett mycket starkt förband mellan anslutningen och täckplåten. Försiktighet bör dock iakttagas vid installationen då alltför stor vridkraft kan skada anslutningarna. Beroende på applikation finns det en mängd olika typer av anslutningar att välja mellan, både beträffande utförande och placering. Några exempel är Compac flänsar, SAE flänsar, Rotalock, Victualic samt gäng-, lödoch svets anslutningar. Då anslutningarna inte alltid är jämförbara är det viktigt att se till att korrekt internationell eller lokal standard för anslutningen används. Rotalock anslutningar Victualic anslutningar Svets anslutningar Connections Flänsar av DIN typ, Compac flänsar Flänsar av SAE typ SAE O-ring anslutningar Tätande yta En del anslutningar har en utvändig klack. Skälet till klacken är att underlätta tryck- och läcktest av värmeväxlarna i produktion. Vissa anslutningar är utrustade med en speciell plastkåpa för att skydda gängorna och den tätande ytan. Kåpan skyddar även mot smuts och damm som annars kan hamna i värmeväxlaren. Borttagningen av plastkåpan skall göras mycket försiktigt så att inte gängorna eller någon annan del av anslutningen skadas. Använd lämpligen en skruvmejsel, tång eller kniv vid borttagande av plastkåpan. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 5 OF 5

6 Gängade anslutningar Det finns både invändigt och utvändigt gängade anslutningar i kända standardmodeller såsom ISO-G, NPT och ISO 7/1. Vissa av de internt gängade anslutningarna är också tillgängliga med ett yttre hexagonalt utförande, som visas nedan. Externt gängad anslutning (Male) Internt gängad anslutning (Female) av standard typ Internt gängad anslutning (Female) med hexagonalt yttre Lödanslutningar Lödanslutningar är i princip konstruerade för rör dimensionerade i millimeter eller tum. Måttet motsvarar den inre diametern på anslutningen. En del av SWEPs lödanslutningar är universella, vilket betyder att de passar lika bra för rör dimensionerade i millimeter som i tum. Dessa anslutningar benämns xxu, till exempel 28U som passar både 1 1/8 och 28,75 mm. Samtliga kompaktvärmeväxlare är lödda, antingen med ren koppar eller ett nickelbaserat lodmaterial. Under normala lödningsförhållande (utan vacuum) får temperaturen inte överstiga 800 C (1470 F). Vid temperaturer över denna nivå föreligger risk att materialstrukturen förändras, med internt eller externt läckage vid anslutningen som följd. Av denna anledning rekommenderar vi att all lödning sker med silverlod, innehållande minst 45% silver. Denna typ av lod har låg smälttemperatur och goda vätnings- och flytegenskaper. När flussmedel används för att ta bort oxider från metallytan, är det också potentielt mycket aggressivt mot metallen. Det är därför viktigt att använda rätt mängd flussmedel. Överdosering kan leda till svår korrosion och därför får heller inget flussmedel komma in i värmeväxlaren. Lödinstruktion Avfetta och rengör ytan. Applicera klorid-flussmedel med en borste. Placera kopparröret i anslutningen och löd med ett minst 45% silverlod. Rikta lågan mot rörledningen och löd med maximalt 650 C (1200 F). För att minimera risken för inre oxidation bör kvävgas strömma genom kylsidan. Svetsade anslutningar Svetsning rekommenderas enbart på specialkonstruerade svetsanslutningar. Alla SWEPs svetsanslutningar är utrustade med en 30 fasad kant längst upp på anslutningen. Svetsa ej rör på andra typer av anslutningar. Notera att måttet i millimeter motsvarar ytterdiametern på anslutningen. Svetsinstruktioner Skydda värmeväxlaren mot för hög värme genom att: a) placera en våt tygbit runt anslutningen b) fasa kanten på det applicerade röret och anslutningen som visas i bilden. + Använd TIG eller MIG/MAG svetsning. Används en elektrisk krets för att svetsa skall jorden fästas i röret och inte på baksidan av plattpaketet. Risken för inre oxidation kan reduceras med hjälp av ett litet kvävgasflöde. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 6 OF 6

7 Tillåtna anslutningslaster vid montering Mb Mt De maximalt tillåtna anslutningslasterna som anges nedan gäller för enstaka eller sällan återkommande utmattningsrörelser. Utsätts växlaren för ständigt återkommande anslutningslaster bör en specifik utvärdering av fallet göras. Tabell 2: Tillåtna anslutningslaster för olika rörstorlekar Rörstorlek Skjuvspänning, Fs Töjning, Ft Böjmoment, Mb Vridmoment, Mt (kn) (kp) (kn) (kp) (Nm) (kpm) (Nm) (kpm) ½ ¾ ¼ ½ ½ Tillåtna anslutningslaster vid användande av monteringsbultar Monteringsbultar av olika slag och med olika placering finns tillgängliga som tillval/optioner för de lödda värmeväxlarna. Monteringsbultarna svetsas direkt på växlaren. Maximalt tillåtna laster på bultarna vid montering anges nedan. Tabell 3: Maximalt tillåtna anslutningslaster vid montering av olika monteringsbultar Monteringsbult Diameter, dk (mm) Töjning, Ft (N) Vridmoment, Mt (Nm) M M M FILTER Innehåller någon av fluiderna partiklar större än 1 mm, rekommenderas att ett filter med en maxstorlek av 1 mm, mesh (antalet öppningar per tum), monteras innan växlaren. Partiklar kan annars helt eller delvis blockera växlarens kanaler med sämre verkningsgrad, högre tryckfall och ökad frysrisk som följd. Vissa filter kan beställas som tillbehör till kompaktvärmeväxlaren. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 7 OF 7

8 ISOLERING Isolering för kylapplikationer Isolering av kompaktvärmeväxlaren rekommenderas för förångnings-, kondenserings- och fjärrvärmeapplikationer, etc. För kylapplikationer bör formsprutade och klippta isoleringsplattor t.ex Armaflex eller motsvarande användas, vilka kan beställas från SWEP. Isoleringsbox för värmeapplikationer För värmeapplikationer kan olika typer av isoleringsboxar användas. Arbetstemperaturen bestämmer vilken typ av isolering som rekommenderas. SWEP kan tillhandahålla vissa av dessa isoleringar som tillval. INSTALLATION AV CBE I OLIKA TYPER AV APPLIKATIONER En-fas applikationer Normalt sett skall kretsen med högst temperatur och/eller tryck anslutas på den vänstra sidan av växlaren när pilen pekar uppåt. I en typisk vatten/vatten applikation kan de två medierna anslutas så att de strömmar motströms, det vill säga att det varma vattnet strömmar in i port och ut ur port, medan det kalla vattnet strömmar in i port och ut ur port. Anledningen till flödenas placering är att den högra sidan av värmeväxlaren består av en kanal mer än den vänstra och det varma mediet är då i samtliga kanaler omgivet av det kalla mediet, vilket förhindrar onödiga värmeförluster. Två-fas applikationer I alla kyltekniska applikationer är det viktigt att varje köldmediekanal omsluts av två vatten/saltlösnings-kanaler. Normalt sett skall köldmediet anslutas på värmeväxlarens vänstra sida och vatten/saltlösningen anslutas på höger sida. En felaktig anslutning av köldmediet kan innebära att förångningstemperaturen sjunker drastiskt, med frysrisk och kapacitetsproblem som följd. Används SWEPs kompaktvärmeväxlare som kondensor eller förångare skall den alltid vara utrustad med anpassade anslutningar på köldmediesidan. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 8 OF 8

9 Förångare; CBE av V-typ Hellödda kompaktvärmeväxlare av V-typ är försedda med ett speciellt fördelningssystem i porten till köldmediets inlopp, normalt sett port. Skälet till konstruktionen är att uppnå en jämn fördelning av köldmediet genom kanalerna. Det vätskeformiga köldmediet skall anslutas till den nedre vänstra anslutningen () och det gasformiga köldmediets utlopp till den övre vänstra anslutningen (). Värmebärarens inlopp d.v.s. vatten/saltlösningen skall anslutas till den övre anslutningen på höger sida () och dess utloppet till den nedre anslutningen på höger sida (). Utlopp gas Inlopp vätska Inlopp vatten Utlopp vatten Expansionsventiler Expansionsventilen skall placeras nära inloppet, medan bulben skall monteras cirka 500 mm från det förångade köldmediets utlopp. Rördiametern mellan expansionsventilen och värmeväxlaren skall vara av samma diameter som vätskans rörledning. För SWEPs hellödda kompaktvärmeväxlare med fördelningssystem (V-typ) måste tryckfallet i fördelningssystemet adderas med tryckfallet i expansionsventilen för att få det totala tryckfallet. Vanligtvis ges tillfredsställande prestanda vid val av nästa större ventil. Frysskydd a) Använd ett filter av max storlek 1 mm, 16 mesh (se tidigare kapitel om filter). b) Använd frostskydd om förångningstemperaturen är nära vätskans fryspunkt. c) Använd en frysskyddstermostat och flödesreglerare för att garantera ett konstant vattenflöde före, under och efter kompressorns arbete. d) Undvik pump-down funktionen. e) När ett system startas upp, vänta ett tag med att starta kondensorn (eller ha ett reducerat flöde genom den). Kondensatorer Köldmediet (gasen) skall anslutas till den övre vänstra anslutningen () och kondensatet till den nedre vänstra anslutningen (). Vatten/saltlösningens inlopp skall anslutas till nedre anslutningen på höger sida () och dess utlopp till övre anslutningen på höger sida (). Utlopp vatten Inlopp köldmedie, gas Inlopp vatten Utlopp köldmedie, vätska FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 9 OF 9

10 RENGÖRING Tack vare den normalt sett mycket höga graden av turbulens i kompaktvärmeväxlarna rengörs växlarens kanaler ständigt. I vissa applikationer kan dock en viss grad av nedsmutsning förekomma, t.ex. i samband med extremt hårt vatten vid höga temperaturer. I dessa fall är det alltid möjligt att rengöra växlaren genom att cirkulera en rengöringsvätska (CIP Cleaning In Place). Använd en svag syra, t.ex. 5% fosforsyra eller vid regelbunden rengöring, 5% oxalsyra, som pumpas genom växlaren. Vid installationer som kräver ständig rengöring rekommenderas fabriksmonterade CIP anslutningar och ventiler. För optimalt rengöringsresultat bör rengöringsmedlet cirkuleras i motsatt riktning till det ordinarie flödet genom växlaren och med en flödeshastighet på minst 1,5 gånger det normala. Efter rengöringen skall värmeväxlaren sköljas noggrant med rent vatten. En lösning med 1-2% natriumhydroxid (NaOH) eller natriumbikarbonat (NaHCO 3) före den sista sköljningen garanterar att all syra är neutraliserad. Rengör regelbundet. CIP lösning ut För ytterligare information gällande rengöring av kompaktvärmeväxlare kontakta SWEPs CIP information eller ert lokala SWEP kontor. CIP lösning in GARANTI SWEP erbjuder en 12-månaders garanti från installationsdatum, men aldrig mer än 15 månader från leveransdatum. Garantin täcker endast material- och tillverkningsdefekter. VILLKOR Prestandan på SWEPs hellödda kompaktvärmeväxlare garanteras endast då installation, underhåll och arbetsförhållande i denna manual följs. SWEP kan inte förutsätta någon tillförlitlighet för växlare som inte verkar under dessa kriterier. För ytterligare information var vänlig kontakta SWEPs tekniska information eller ert lokala SWEP kontor. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 10 OF 10

11 APPENDIX SWEPs CBEs är godkända av det Europiska godkännandet PED (Pressure Equipment Directive). För PEDgodkända växlare gäller att informationen på etiketten under inga omständigheter överskrids. Värmeväxlaren är designad för användning av fluider i överrensstämmelse med grupp 1 i AFS 1999:4. Tabell A anger maximalt arbetstryck och maximal arbetstemperatur för SWEPs PED-godkända värmeväxlare. Tabell A: Driftförhållande för PED-godkända värmeväxlarenheter. Type of CBE Max Working Pressure (PS) Work. Temp. (TS) ºC Test Pressure (PT) Volume/Channel (V) Max No. of channels/circuit bar Min Max bar Litre Type 5 31/ * 50/50 0, Type 8 31/ * 50/50 0, Type 10 31/ * 50/50 0, Type 12 31/ * 50/50 0, Type 16 25/ * 41/41 0, Type 15 31/ * 50/50 0, Type 25 31/ * 50/50 0,11 75 Type 27 31/ * 50/50 0,11 75 Type 28 25/ * 41/41 0,11 75 Type 35 31/ * 50/50 0, Type 45 31/ * 50/50 0, Type D47 31/31/ * 50/50/50 0, Type 50 31/ * 50/50 0, Type 56 31/ * 50/50 0,21/0, Type 57 31/ * 50/50 0, Type D57 31/25/ * 50/41/50 0, Type D58 31/25/ * 50/41/50 0, Type 60 31/ * 50/50 0, Type 65 30/ * 49/49 0, * Max. arbetstemperatur 225ºC, för ytterligare information se märkning på värmeväxlaren. FILE NAME: azpm0147.doc FLAP 6 DATE: PAGE 11 OF 11