5.2.3.2.2. Phương pháp tính toán thiết kế một thiết bị trao đổi nhiệt
86
____________________________________________________________________
Ở đây em đã sử dụng gói phần mềm ứng dụng Exchanger Design and Rating User Interface của Aspen (Aspen Tasc) để phục vụ cho việc tính toán và thiết kế.
5.2.3.2.3. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng shell-tube
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng shell-tube là dạng đa năng nhất trong số các loại thiết bị trao đổi nhiệt. Nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Bên cạnh khả năng đáp ứng linh hoạt các nhiệm vụ trao đổi nhiệt ở nhiều mức độ, kích thước, hoạt động ở nhiều điều kiện, thiết bị còn dễ vệ sinh và bảo dưỡng. Ở khu vực tách nước, có 6 thiết bị trao đổi nhiệt, tất cả các loại đều được chọn là dạng shell- tube. Tùy vào đặc điểm thiết kế cụ thể để xét chúng ở dạng nào. Dưới đây nêu ra một dạng thông dụng của thiết bị trao đổi nhiệt dạng shell-tube: BEM.
Thiết bị được thiết kế theo kiểu các ống truyền nhiệt đi song song bên trong lớp vỏ dạng ống. Một lưu chất đi trong ống, trong khi đó lưu chất còn lại di chuyển ngang và dọc phía ngoài ống theo trục thiết bị trao đổi nhiệt. Các thành phần chính của thiết bị gồm có: vỏ thiết bị (shell), ống (tube), các tấm chắn (baffles), các nozzles.
Hình 5.19 Trao đổi nhiệt shell-tube dạng BEM
Chi tiết về việc lựa chọn các phần trong thiết bị trao đổi nhiệt sẽ được đưa ra trong bảng sau. Mỗi loại sẽ có những ưu điểm khác nhau và người thiết kế sẽ chọn tùy theo các mong muốn thiết kế. Ví dụ, đối với front loại A ưu điểm là cho phép dễ dàng kiểm tra và làm sạch cơ học của các ống mà không dừng lại các đường ống. Lợi thế này được quan tâm trongtrường hợp thiết bị muốnlàm sạchthường xuyên. Hoặc đối với shell loại E thì ưu thế khiến nó được sử dụng rộng rãi vì tính chất rẻ tiền và đơn giản hay shell loại K thì thường sử dụng cho thiết bị reboiler dạng kettle…
87
____________________________________________________________________
Hình 5.20 Phân loại các front, shell, rear
Ở thiết kế này, em chọn hầu hết dạng AEM vì tính tiện dụng của nó. Chi tiết thiết kế sẽ được giới thiệu kĩ ở mục 5.2.3.2.5 dưới đây.
5.2.3.2.4. Giới thiệu về gói ứng dụng Exchanger Design and Rating UserInterface của phần mềm Aspen Interface của phần mềm Aspen
Gói ứng dụng này là một phiên bản mới của gói ứng dụng Aspen TASC, một gói phần mềm chuyên phục vụ cho việc thết kế các thiết bị trao đổi nhiệt dạng shell- tube theo tiếu chuẩn TEMA, được phát triển bởi tập đoàn Aspentech. Phần mềm được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng thiết kế.
Tương tự các phần mềm mô phỏng, phần mềm này cũng có riêng một thư viện hệ cấu tử và mô hình nhiệt động. Để khai báo các đặc trưng của dòng người thiết kế có 2 lựa chọn: hoặc sử dụng thư viện này hoặc sử dụng chức năng “Import” từ một phần mềm khác, chẳng hạn như Hysys. Đây cũng là ưu điểm của Tasc mà em đang sử dụng trong việc thiết kế này.
Khởi động phần mềm và ứng dụng chức năng “import”
Programs/Aspen Tech/ Exchanger Design and Rating V7.1/ Exchanger Design and Rating User Interface.
88
____________________________________________________________________
Hình 5.21 Hình ảnh khởi động của phần mềm Exchanger Design and Rating