Elektrický výměník tepla

Elektrický výměník tepla pro média hraje ústřední roli v průmyslových procesech, v nichž je třeba uvést plynné nebo kapalné látky na definovanou teplotu. Může se jednat o zemní plyn, bioplyn, vodík, procesní plyn, zkapalněný zemní plyn, dusík, vzduch, vodu nebo glykolové směsi. Použití těchto elektrických výměníků tepla je zvláště důležité v chemickém, petrochemickém a polymerním průmyslu, při těžbě zemního plynu, při zpracování potravin, při stavbě lodí a v námořních a průmyslových aplikacích.

Cílenou výměnou tepla lze média nejen účinně ohřívat, ale také přehřívat, a zajistit tak optimální řízení procesu. V závislosti na aplikaci může být elektrický výměník tepla navržen jako elektricky vyhřívaný systém, model poháněný párou nebo řešení podporované rekuperací tepla. Přesná regulace teploty zajišťuje stálé podmínky, což výrazně zvyšuje energetickou účinnost i spolehlivost procesu.

Zejména v citlivých aplikacích, jako je ohřev plynu pro snižování tlaku nebo ohřev kapaliny pro průmyslové chladicí a topné okruhy, musí elektrické výměníky tepla splňovat nejvyšší technické požadavky. Materiály, teplotní odolnost a řídicí systémy jsou přesně přizpůsobeny příslušným provozním parametrům, aby byla zajištěna maximální účinnost a životnost.

1 Chemický průmysl

1.1 Předehřev technologických médií

• Ohřev agresivních chemikálií (např. kyselin, zásad) před reakcí
• Regulace teploty pro citlivé chemické procesy
• Snížení problémů s viskozitou pomocí předehřevu

1.2 Ohřev rozpouštědel

• Zamezení kondenzace nebo tuhnutí
• Rovnoměrná regulace teploty během extrakčních procesů
• Zajištění tekutosti při nízkých okolních teplotách

1.3 Ohřev pro polymerační reakce

• Vytváření optimální počáteční teploty pro reakce
• Zabránění nežádoucím vedlejším reakcím prostřednictvím rovnoměrného ohřevu
• Energeticky účinné zásobování teplem při výrobě plastů

2. ropný a plynárenský průmysl

2.1 Předehřívání těžké ropy a surové ropy

• Snížení viskozity pro lepší čerpatelnost
• Zamezení srážení parafínu a vosku při nízkých teplotách
• Příprava pro další zpracování v rafinériích

2.2 Předehřev plynu ve vysokotlakých systémech

• Prevence kondenzace při expanzi plynu (např. v redukčních stanicích)
• Zamezení vzniku námrazy ve ventilech a regulačních potrubích
• Účinný ohřev před zkapalňováním nebo zplyňováním plynu.

2.3 Ohřev mazacích a hydraulických olejů

• Zajištění optimálních průtokových vlastností pro stroje
• Snížení opotřebení čerpadel a potrubí
• Použití v pobřežních a potrubních systémech pro bezpečný provoz

3. elektrárny a výroba energie

3.1 Předehřev napájecí vody pro parní kotle

• Zvýšení účinnosti procesů v elektrárnách
• Snížení tepelného namáhání v kotelních systémech
• Optimalizace výroby páry díky konstantnějším podmínkám

3.2 Elektrotermické ohřívače pro nouzové aplikace

• Poskytování tepla v situacích bez fosilních paliv
• Použití v oblastech, kde je nedostatek vody a kde není možné vytápění párou.
• Použití jako záložní systém pro výrobu tepla v elektrárnách

4. potravinářský a nápojový průmysl

4.1 Ohřev kapalin ve výrobních procesech

• Ohřev mléka, ovocných šťáv nebo tekutých potravin
• Zajištění hygienických procesů prostřednictvím cílené regulace teploty
• Energeticky účinný ohřev bez přímého použití páry

4.2 Tavení tuků, olejů a čokolády

• Prevence krystalizace během přepravy nebo skladování
• Zajištění homogenních teplot při zpracování
• Použití při výrobě cukrovinek a v pekárenském průmyslu

4.3 Ohřev technologické vody

• Využití v systémech CIP (čištění na místě) pro hygienické čištění
• Poskytování horké vody pro pasterizační procesy
• Regulace teploty v pivovarech a mlékárnách

5. Farmaceutické a biotechnologické technologie

5.1 Ohřev reakčních médií v bioreaktorech

• Regulace teploty pro buněčné kultury a fermentace
• Zajištění optimálních podmínek pro biotechnologické procesy
• Prevence citlivosti biologických látek na chlad

5.2 Ohřev vody pro účely sterilizace

• Přímý ohřev ultračisté vody pro farmaceutickou výrobu
• Zajištění horké vody pro autoklávy a čisticí systémy
• Využití při výrobě vakcín a v laboratořích

6 Námořní a lodní průmysl

6.1 Ohřev těžkého topného oleje pro lodní motory

• Snížení viskozity pro rovnoměrné spalování
• Prevence usazenin a opotřebení vstřikovacích trysek
• Použití v kontejnerových lodích, nákladních lodích a tankerech

6.2 Systémy ohřevu balastní vody

• Ochrana proti námraze v chladných klimatických zónách
• Zamezení biologické kontaminaci díky přizpůsobení teplotě
• Zlepšení kvality vody pro dálkovou přepravu

7 Vodík a technologie alternativní energie

7.1 Předehřev plynného vodíku pro palivové články

• Zvýšení účinnosti palivových článků řízeným ohřevem
• Zamezení kolísání tlaku způsobeného chladem
• Využití ve vozidlech, průmyslových zařízeních a systémech skladování energie

7.2 Tepelná podpora pro systémy power-to-gas

• Ohřev metanu nebo syntetických plynů pro konverzní procesy
• Využití v elektrolýzních zařízeních pro výrobu vodíku
• Zlepšení účinnosti díky zpětnému získávání tepla

Elektrické výměníky tepla jsou nepostradatelné v mnoha průmyslových odvětvích, která pracují s filtrací a předehřevem zemního plynu a jiných technických plynů. Často se používají zejména v energetickém a plynárenském průmyslu, kde má zásadní význam regulace tlaku a teploty. Ohřev plynu před dalším zpracováním chrání citlivé systémy a optimalizuje účinnost celého procesu.

Také chemický a petrochemický průmysl spoléhá na elektrické výměníky tepla, aby zajistil stabilitu a spolehlivost svých vysokotlakých systémů. Díky tomu jsou plyny do reakcí a dalších procesů zaváděny za optimálních podmínek, aniž by docházelo k nežádoucímu ochlazování a ztrátě účinnosti.

Společnost THIELMANN ENERGIETECHNIK GmbH vyrábí elektrické výměníky tepla, které jsou navrženy tak, aby splňovaly speciální požadavky těchto náročných průmyslových odvětví. Díky robustní konstrukci a přesné regulaci teploty nabízejí naše elektrické výměníky tepla trvanlivé a bezpečné řešení pro podniky, které jsou závislé na spolehlivém předehřevu plynu.

Elektrické výměníky tepla jsou navrhovány a vyráběny v souladu se specifickými předpisy a certifikacemi, aby splňovaly požadavky mezinárodních trhů. Patří mezi ně ASME (s razítkem U nebo bez něj), EN 13445 pro evropský trh, SVTI pro Švýcarsko, AS1210 pro Austrálii a PD5500. Tato rozmanitost umožňuje použití předehřívačů v široké škále regionů a průmyslových odvětví se specifickými standardními specifikacemi.

Rozhodujícím faktorem při plánování je individuální přejímka a testování renomovanými společnostmi a institucemi, jako jsou BASF, OGE, Gascade, Sasol, INGL, ERI, Dolphin, Saudi Aramco, Gasco, MAN, Jenbacher, MAPNA, Siemens, DONG a TEMA. To zaručuje, že elektrické výměníky tepla vydrží náročné provozní podmínky v příslušných aplikacích.

V závislosti na aplikaci jsou elektrické výměníky tepla vhodné také pro aplikace s kyselými plyny podle klasifikace NACE, aby byla zajištěna chemická odolnost v korozivním prostředí. Mohou být také navrženy pro provoz při nízkých teplotách až do -50 °C, takže lze spolehlivě zvládnout i extrémní provozní podmínky.

Technická specifikace zahrnuje také konstrukční tlak až 300 barů a konstrukční teplotu až 250 °C, což pokrývá širokou škálu průmyslových aplikací. Navíc přizpůsobené uspořádání trysek umožňuje optimální integraci elektrických výměníků tepla do stávajících technologických systémů.

Výběr materiálů pro elektrické výměníky tepla závisí na specifických požadavcích příslušné aplikace a provozních podmínkách. Široká škála materiálů umožňuje optimální přizpůsobení tlaku, teplotě a médiu.

Elektrické výměníky tepla mohou být vyrobeny z uhlíkové oceli, nerezové oceli nebo z kombinace obou materiálů. Uhlíková ocel se vyznačuje vysokou mechanickou pevností a hospodárností a je upřednostňována v aplikacích s mírnými teplotami a nekorodujícími médii. Nerezová ocel naproti tomu nabízí vynikající odolnost proti korozi a chemickým vlivům a je vhodná zejména pro agresivní média nebo prostředí s vysokými požadavky na čistotu.

Speciální kombinací obou materiálů lze spojit výhody uhlíkové a nerezové oceli v jednom systému předehřívače a dosáhnout tak optimální rovnováhy mezi mechanickou stabilitou, ochranou proti korozi a náklady. Materiály jsou vždy vybírány v úzké koordinaci s provozními požadavky a platnými normami, aby byla zajištěna maximální účinnost a životnost.