Mikä on höyrylämmönsiirrin?

Lämmönsiirtimet ovat keskeinen osa höyry- ja lauhdejärjestelmiä. Levylämmönsiirtimet ovat yleinen valinta niiden hyvän paineen- ja lämpötilankestonsa, lämmönsiirtotehokkuuden ja kompaktin koon takia. Tyypillisiä käyttökohteita ovat esimerkiksi käyttö- tai lisäveden lämmitys, turbiinilta tulevan kylläisen höyryn lauhdutus sekä kattilan ulospuhalluksen, hönkähöyryn ja savukaasun lämmön talteenottojärjestelmät (ekonomaiserit).

Höyrylämmönsiirrinpaketin valinta

Lämmönsiirtimen valmistusmateriaali ja tiivistystapa ovat valittavissa useista eri vaihtoehdoista riippuen kohdejärjestelmän käyttöarvoista kuten väliaine, paine ja lämpötila. Lämmönsiirrinmoduulimme mitoitetaan aina järjestelmäkohtaisesti. Valmiiksi mietitty moduuli toimii lähtökohtana mitoitukselle, nopeuttaen suunnittelutyötä ja vähentäen erilaisia tuotevariaatioita. Kaikki siirrinmoduulin komponentit ovat vaihdettavissa ja ne on valittu laajasta toimittajavalikoimastamme juuri tarkoitukseen sopivaksi.

Edustamistamme päämiehistä mm. Gestra on lanseerannut oman valmiin lämmönsiirrinmoduulivalikoimansa koostuen pääasiallisesti suurempikokoisista putkilämmönsiirtimistä. Putkilämmönsiirtimien vesitila on suurempi, jolloin prosessihöyryllä lämmitettävän siirtimen säätökäyttäytyminen on rauhallisempaa.

Moduulin mitoitukseen tarvitaan asiakkaalta prosessin lähtötiedot, joita ovat: lämpöteho, virtausmäärä, paine ja lämpötila, käytettävä väliaine, sallittu painehäviö, odotettu likaantumiskerroin sekä mahdollisesti haluttu ylimitoitus.

Konwellin valmistamissa moduuleissa käytetään Vahteruksen valmistamia laadukkaita, kotimaisia levylämmönsiirtimiä, joiden ominaisuudet on optimoitu laitosoloja ajatellen. Pitkä käytännön kokemus sekä jatkuva tuotekehitys on nostanut Vahteruksen erääksi tunnetuimmista ja laadukkaimmista lämmönsiirrinvalmistajista maailmalla, mistä kielivät myös useat patentit sekä innovatiivisista ratkaisuista myönnetyt palkinnot.

Lämmönsiirtimen säätöpiiri, sulkuventtiilit sekä lauhteenpoistimet on valittu saksalaisten Gestran ja Ari Armaturenin tuotteista, joiden laatu on todettu Konwellin jo vuosikymmeniä jatkuneen edustuksen aikana.

Prosessista riippuen lämmönsiirtimen yhteyteen saatetaan tarvita esimerkiksi lämmityshöyryn kuivainta taikka erillistä siirtimen ylikuumenemissuojaa. Toimitamme myös tällaiset erikoisratkaisut asiakkaan tarpeiden mukaisesti.

Toiminta

Tavallisesti siirtimen vaippapuoli toimii höyrytilana, jonne tuodaan prosessihöyryä lämmitettävän väliaineen lähtölinjan asetetun tavoitelämpötilan perusteella. Siirtimeen päästettävän höyryn määrän kontrolloinnista vastaa erillinen säätöventtiili höyryn tulopuolella. Venttiilityyppinä voidaan käyttää omavoimaista lämpötilan säätöventtiiliä taikka sähköistä/pneumaattista säätöventtiiliä. Rakennusten lämmitysjärjestelmien lämmönvaihdinmoduuleissa käytetään toisinaan säätöventtiiliä myös lämmönsiirtimen lauhdepuolella. Turvajärjestelyiden osalta omavoimaiset säätöpiirit voidaan varustaa itseään vartioivalla lämpötilanrajoittimella, mutta sähköisissä/pneumaattisissa järjestelmissä turva- ja varo-ominaisuudet ovat luonnollisesti laajemmat. Säätöventtiilin oikea valinta ja mitoitus on erittäin tärkeä osa oikein toimivaa lämmönsiirrinmoduulia.

Varsinkin prosessia käynnistettäessä ja suurten kuormanvaihteluiden aikana on varmistettava ettei vaihtimessa pääse syntymään vesi-iskuja, eli riittävästä lauhteenpoistosta on huolehdittava.

Lämmönsiirtimen poistopuolelle asennetaan kohteesta riippuen joko pelkästään lauhteenpoistin tai lauhteenpoistin integroidulla lauhteennostimella, jonka tehtävänä on poistaa siirtimessä energiansa luovuttanut, kondensoitunut höyry laitoksen lauhteenpoistolinjaan. Lauhteennostinta tarvitaan tilanteissa, joissa paine-ero höyry ja lauhdelinjan välillä on niin pieni, että siirtimen osakuormituksella paine-ero ei jaksa poistaa lauhdetta siirtimestä. Kun lämmönsiirron tarve pienenee ja säätöventtiili alkaa kuristaa höyryvirtausta, myös paine-ero siirtimen sisällä pienenee. Tämä johtaa lauhteenpoiston heikentymiseen, ja reaktio tapahtuu kaikissa lämmönsiirtimissä siirtimen ylimitoituksesta riippumatta. Lauhteenpoiston huononnuttua lauhdepinta siirtimessä alkaa kohota, mikä johtaa ns. lämmönsiirtimen sakkaamiseen.

Jotkin lämmönsiirtimet on varusteltu tyhjiövaroventtiilillä vakuumin muodostumisen estämiseksi ja huonon lauhteenpoiston parantamiseksi. Tyhjiövaroventtiilin kautta järjestelmään pääsee kuitenkin ilmakehän kaasuja, jotka toimivat lämmönsiirtotapahtumassa eristeenä. Kun tyhjiövaroventtiiliä ei käytetä, pienevät lauhteen kaasupitoisuus ja lämpötilavaihtelut, johtaen parantuneeseen lämmönsiirron tehokkuuteen. Myös siirrinmoduulin korroosio-ongelmat ja vesi-iskut poistuvat pienentäen huoltokustannuksia. Lisäksi prosessiveden kemiallisen käsittelyn tarve pienenee. Käytämme Vahteruksen levylämmönsiirtimet on suunniteltu tyhjiön kestäviksi.