Introducción a los equipos de desalinización de agua de mar

La desalinización se ha convertido en la principal forma de obtener agua dulce en regiones con escasez de agua, como Oriente Medio. Entre los métodos de producción de desalinización de agua de mar, el método más fiable y más utilizado es el método de evaporación instantánea multietapa. El equipo de este método se compone principalmente de calentamiento de agua de mar, condensador de recuperación de calor, condensador de salida de calor, condensador de ventilación y compresor de chorro, etc. Parte de la estructura, la parte de intercambio de calor utiliza una gran cantidad de tubos de transferencia de calor, el tubo de aleación de cobre original, debido a que la aleación de cobre no es resistente a la corrosión, ha sido reemplazado por el tubo de titanio. Entre ellos, los materiales comúnmente utilizados para placas en las industrias de intercambiadores de calor de placas e intercambiadores de calor son principalmente láminas laminadas en frío como acero inoxidable austenítico, titanio y aleaciones de titanio, níquel y aleaciones de níquel. El titanio puro industrial GR1 se utiliza para el gas de intercambio de calor de placas, y el titanio puro industrial GR2 y la aleación de titanio GR12 (Ti0.3Mo0.8Ni) se utilizan en intercambiadores de calor tubulares. En comparación con los intercambiadores de calor tubulares, los intercambiadores de calor de placas fabricados con placas de titanio GRl tienen muchas ventajas y son altamente competitivos en el mercado. Se utilizan principalmente en sistemas de intercambio de calor como productos químicos, petróleo, buques navales y desalinización de agua de mar. Los tipos y usos del titanio utilizado en la desalinización de agua de mar se muestran en la Tabla 1. Con el desarrollo de los mercados de energía y desalinización en Oriente Medio y Asia, la demanda de tubos soldados de titanio de paredes delgadas aumentará gradualmente, impulsando así la demanda del mercado de titanio y formando un nuevo punto de crecimiento económico.

1. El titanio es el material elegido para los intercambiadores de calor de los equipos de desalinización de agua de mar.

El titanio se utiliza principalmente en tubos de calor en equipos de desalinización de agua de mar. El dispositivo de desalinización flash de múltiples etapas tiene una tecnología madura, gran producción de agua, alta calidad de agua dulce, bajo costo de desalinización, amplio rango de aplicación y operación estable. Además, utiliza energía térmica de bajo grado de las plantas de energía para aumentar la utilización de energía. El 78% del volumen de producción de agua dulce del mundo es el método de evaporación. El desarrollo exitoso del dispositivo MSF doméstico seguramente lo convertirá en el equipo de agua de alimentación de calderas preferido para las plantas de energía costeras en el futuro cercano.

El evaporador de la unidad de desalinización de agua de mar está expuesto a agua de mar a alta temperatura y la salinidad aumenta después de la evaporación. La aleación de titanio es resistente a la corrosión iónica a alta temperatura y se puede utilizar ampliamente en el evaporador de equipos de desalinización de agua de mar. Al mismo tiempo, el titanio tiene una fuerte resistencia a la corrosión por cloro y es el material de elección para los intercambiadores de calor de los equipos de desalinización de agua de mar. Con el rápido desarrollo de la petroquímica, la energía eléctrica y otras industrias en las zonas costeras, la sustitución del agua dulce cada vez más tensa por agua de mar como medio de refrigeración industrial puede ahorrar una gran cantidad de recursos de agua dulce y obtener importantes beneficios económicos y sociales. Sin embargo, debido a la fuerte corrosividad del agua de mar, cuando el haz de tubos está hecho de acero al carbono ordinario o acero inoxidable, el agua de mar como medio de refrigeración provocará una grave recorrosión del haz de tubos, lo que reducirá la vida útil del intercambiador de calor, no solo aumentará el número de reemplazos de equipos, sino que también provocará fallas en el equipo. Provoca que el dispositivo deje de funcionar con demasiada frecuencia, lo que reduce los beneficios económicos. En circunstancias normales, para resolver este problema, es necesario actualizar el material del tubo, y el material de actualización generalmente es un tubo de titanio.

En términos de selección de material de titanio, el titanio puro industrial ASTM Gr2 es el más utilizado. Los hechos muestran que el titanio puro industrial como Gr1 y Gr2 tiene una resistencia especial al agrietamiento por corrosión bajo tensión en agua natural, agua de mar y varios cloruros; y comparación de temperatura Los calentadores de agua de mar altos utilizan Gr7 o Gr12 con mayor resistencia a la corrosión; Gr16 (Ti 0.5% Pd) tiene mayor resistencia a la corrosión, pero el costo es más caro. Además, en el equipo de desalinización de agua de mar de titanio con un caudal de agua de mar de 3 a 5 m/s, el fenómeno de ensuciamiento biológico es el menor y el coeficiente de ensuciamiento del intercambiador de calor de titanio es de aproximadamente {{10}}.95 a 0.99. El tubo sin costura GR1 de titanio puro industrial se utiliza como tubo condensador del evaporador instantáneo y tubo de intercambio de calor del calentador de salmuera, y la placa del tubo se selecciona como placa de acero compuesta de doble cara GR1+16MnR+316L. El titanio es ligero, resistente a la corrosión y tiene una gran resistencia. Es un buen material resistente a la corrosión del agua de mar y su fiabilidad es alta. El uso de placas de acero compuestas de titanio puede reducir la cantidad de titanio utilizado y puede cumplir con los requisitos de uso y reducir el coste del dispositivo.

2. Serie de productos de intercambiadores de calor de placas de titanio

Los intercambiadores de calor de placas de titanio se utilizan en dispositivos de desalinización de agua de mar. Los intercambiadores de calor de placas de titanio incluyen principalmente condensadores de placas de titanio de tipo vapor-líquido e intercambiadores de calor de placas de titanio de tipo líquido-líquido. Los principales modelos y especificaciones son: intercambiador de calor de placas serie BR, BR02, BR{{10}}35, BR046, BR080, BRl0, etc.; Intercambiador de calor de placas de sección desigual serie BBR, BBR06, BBR08, BBR10, etc. Las placas de transferencia de calor tienen varias especificaciones como 0,2m2, 0,35m2, 0,46m2, 0,60m2, 0,80m2, 1,0m2, 1,28m2, 1,3m2 (área de intercambio de calor de una sola pieza), etc. Varios tipos de intercambiadores de calor tienen coeficientes de especificación de producto correspondientes, que se pueden seleccionar de acuerdo con su rendimiento técnico.

Los principales parámetros técnicos del intercambiador de calor de placas BR035 son: el área de transferencia de calor de una sola pieza es 0.35m2; el espaciado de las placas es de 3,2 mm; el espesor de la placa es 0.8mm; el diámetro del orificio de la esquina es de 120mm; el área de la sección transversal del canal de flujo único es 0.001136m2. , La capacidad máxima de procesamiento es de 120m3/h; el coeficiente de transferencia de calor es de 2500-5000W/(m2 grado), la presión de trabajo es de 1,6MPa; la temperatura de trabajo es: cuando se utilizan juntas de nitrilo por debajo de 120 grados, se utiliza caucho de etileno-propileno. Cuando la junta es inferior a 180 grados, cuando se utiliza la junta de caucho de flúor, es inferior a 250~C; El área máxima instalada de un solo dispositivo es de 70 m2 y el área de intercambio de calor de una sola pieza grande es de 1,28 m2, 1,3 m2 y otros intercambiadores de calor líquido-líquido. Este intercambiador de calor de placas a gran escala tiene una dimensión externa de 2,2 m * 0,81 m, un espesor de placa de 0,6 mm y un área combinada máxima de 350 m2. Esto indica que mi país tiene un alto nivel de capacidades de diseño y fabricación para equipos de intercambiadores de calor de placas de titanio. El titanio para intercambiadores de calor es muy maduro. Los tubos de titanio generalmente utilizados tienen un diámetro exterior de 10-80 mm y un espesor de pared de 0,3-0,5 mm.

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