ちょっと、そこ！私は LNG 機械分野のサプライヤーとして、この業界で熱交換器が重要な役割を果たしているのを直接見てきました。熱交換器は、LNG 機械の縁の下の力持ちのようなもので、効率的に熱を伝達し、プロセス全体のスムーズな稼働を維持するという仕事を静かに実行します。このブログでは、LNG 機械で使用されるさまざまなタイプの熱交換器について詳しく説明します。
シェルアンドチューブ熱交換器
シェルアンドチューブ熱交換器から始めましょう。このような不良少年は、世の中で最も一般的なタイプの 1 つです。デザインは非常に単純です。大きな容器のような殻があり、その中にはたくさんのチューブが入っています。一方の流体はチューブを通って流れ、もう一方の流体はシェル内のチューブの周りを流れます。
シェルアンドチューブ熱交換器の優れた点は、その多用途性です。広範囲の圧力と温度に対応できますが、これは LNG 用途では非常に重要です。たとえば、LNG生産プラント、液化プロセス中に天然ガスを冷却するために使用できます。高温の天然ガスがチューブを通って流れ、冷却剤がシェル内のチューブの周りを流れて熱を奪います。
もう 1 つの利点は、メンテナンスが比較的簡単であることです。チューブが損傷した場合は、熱交換器全体を交換するのではなく、その 1 本のチューブだけを交換できます。ただし、かなりのスペースを占めるため、LNG 機械のセットアップに十分なスペースを確保する必要があります。
プレート式熱交換器
次にプレート式熱交換器です。これらは、互いに積み重ねられた一連の薄いプレートで構成されています。流体はプレート間を流れ、熱はプレートを介して伝達されます。
プレート式熱交換器は効率が高いことで知られています。プレートの表面積が大きいため、比較的狭いスペースで多くの熱伝達が可能になります。そのため、一部の住宅など、スペースが限られている用途に最適です。再液化プラントセットアップ。
お手入れも簡単です。プレートを開いてよくこすってください。ただし、シェルアンドチューブ熱交換器ほど高圧の処理には優れていません。したがって、LNG 機械で高圧流体を扱っている場合は、プレート熱交換器を使用する前によく考える必要があるかもしれません。
スパイラル熱交換器
スパイラル熱交換器は少し異なります。これらは 2 枚の長くて平らなプレートで構成されており、これらが互いに巻き合わされて 2 つの螺旋チャネルを形成します。一方の流体は一方のチャネルを流れ、他方の流体は他方のチャネルを流れます。
これらの熱交換器は、汚れた液体や粘性のある液体の処理に最適です。スパイラル設計により、流体が乱流内で移動し続けることができるため、汚れが防止され、熱伝達が向上します。 LNG の場合、流体に不純物が含まれる可能性がある状況で使用できます。
ただし、シェルアンドチューブまたはプレート熱交換器ほど広く使用されていません。製造コストが高くなる可能性があり、LNG 機械のセットアップを変更する必要がある場合に変更したり拡張したりするのは簡単ではありません。
フィン付きチューブ熱交換器
フィン付きチューブ熱交換器は、基本的にチューブにフィンを追加したシェルアンドチューブ熱交換器です。これらのフィンによりチューブの表面積が増加し、熱伝達が向上します。
これらは、流体の 1 つの熱伝達係数が低い用途でよく使用されます。たとえば、LNG では液化プラント、冷却剤として空気を使用している場合、フィンチューブ熱交換器は空気と天然ガスの間の熱伝達を高めるのに役立ちます。
フィンは、LNG 機械の特定の要件に応じて、アルミニウムや銅などのさまざまな材料で作ることができます。ただし、設計が若干複雑になり、熱交換器の掃除が少し難しくなる可能性があります。
マイクロチャネル熱交換器
マイクロチャネル熱交換器は、比較的新しいタイプの熱交換器です。それらには、通常はミリメートル、さらにはマイクロメートルのオーダーの非常に小さなチャネルがあります。
これらの熱交換器は非常にコンパクトで、非常に高い熱伝達効率を備えています。スペースが重視され、高い熱伝達率が必要な用途に最適です。 LNG 産業では、小規模 LNG 機械やポータブル LNG 装置で使用できる可能性があります。
しかし、依然として製造コストが非常に高く、小さなチャネルは流体中の不純物によって簡単に詰まる可能性があります。したがって、LNG 機械でマイクロチャネル熱交換器を使用する場合は、適切な濾過システムを設置する必要があります。
ブレージングプレート式熱交換器
ろう付けプレート熱交換器はプレート熱交換器に似ていますが、プレートはガスケットで固定されるのではなく、ろう付けされています。
これにより、通常のプレート式熱交換器よりもコンパクトになり、より高い圧力と温度に対応できるようになります。また、漏れに対する耐性も高くなります。 LNG セットアップでは、過酷な条件に耐えられる信頼性が高く効率的な熱交換器が必要な状況で使用できます。
ただし、他のプレート式熱交換器と同様、高粘度の流体の処理にはあまり適していません。また、プレートが損傷した場合、ガスケット付きのプレート式熱交換器に比べて修理が困難になる可能性があります。
LNG 機械に適した熱交換器の選択
では、LNG 機械に適切な熱交換器を選択するにはどうすればよいでしょうか?そうですね、考慮する必要があることがいくつかあります。
まず、動作条件を考えてみましょう。流体の圧力と温度はどれくらいですか?高圧および高温を扱う場合は、シェルアンドチューブまたはろう付けプレート熱交換器が良い選択となる可能性があります。スペースが限られており、圧力が比較的低い場合は、プレート熱交換器またはマイクロチャネル熱交換器の方が優れている可能性があります。
次に、流体の性質を考えてみましょう。汚れていますか、粘度がありますか、それともきれいですか?汚れていたり粘度が高い場合には、スパイラルまたはフィンチューブ熱交換器の方が適している可能性があります。
コストについても考える必要があります。マイクロチャネル熱交換器などの一部の熱交換器は、製造コストが高くなります。 LNG 機械のパフォーマンスおよび特定の要件とコストのバランスを取る必要があります。
最後にメンテナンスも大切です。掃除や修理が簡単な熱交換器が必要です。そうしないと、メンテナンスに多大な時間とお金を費やすことになる可能性があります。
結論
結論として、LNG 機械で使用される熱交換器にはいくつかの種類があり、それぞれに独自の長所と短所があります。サプライヤーとして、お客様の特定のニーズに適した熱交換器の選択をお手伝いいたします。をセットアップしているかどうかLNG生産プラント、再液化プラント、または液化プラント、当社は、LNG 機械に最適な熱交換器を確実に入手できる専門知識を持っています。
さらに詳しく知りたい場合、または LNG プロジェクト用の熱交換器の購入を検討している場合は、遠慮なくお問い合わせください。当社は、LNG 機械に関するあらゆるニーズにお応えします。
参考文献
- Incropera、FP、DeWitt、DP、Bergman、TL、および Lavine、AS (2007)。熱と物質移動の基礎。ワイリー。
- Kakac, S.、Liu, H. (2002)。熱交換器: 選択、評価、熱設計。 CRCプレス。