Problemas de las calderas de recuperación de calor de tipo carcasa-tubo
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1. En el Apéndice M de la norma GB/T151 se establece que los coeficientes de expansión lineal de los materiales utilizados en las tuberías de intercambio térmico y en la carcasa deben ser similares (la diferencia entre sus valores no debe superar el 10%). Pero el usuario exige que los tubos de intercambio de calor estén hechos de acero inoxidable, mientras que la carcasa debe ser de acero al carbono. ¿Cómo se calcula esto? 2. En el Apéndice M de la norma GB/T151 se establece que, cuando la presión de diseño del lado de las tuberías es superior a 0,6 MPa, no se puede utilizar placas flexibles de tipo I; en cambio, según la norma SH/T3158, las placas flexibles de tipo I pueden utilizarse a presiones inferiores a 1,6 MPa. ¿El diseño actual del sistema de tuberías opera a una presión de 0,7 MPa? ¿Es necesario utilizar placas de junta flexibles de tipo II según el apéndice M de GB/T151? Personalmente, creo que el tipo I es viable. 3. La temperatura de operación del tubo es de 1200 grados. Según el apéndice M de GB/T151 y SH/T3158, en las conexiones de tuberías a altas temperaturas se deben utilizar manguitos de cerámica de alúmina tanto en el interior como en el exterior. Si el usuario no desea utilizarlos, basta con verter material refractario sobre la superficie de la placa de tuberías. ¿Es posible?
Algunos fabricantes instalan juntas de expansión, independientemente de que los coeficientes de expansión lineal de los materiales de las tuberías de intercambio térmico y del cuerpo del equipo sean similares o no. ¿Tiene sentido? No estoy familiarizado con este tipo de equipos, ¡espero que alguien experto pueda ayudarme!
Los dos primeros puntos no los conozco bien, así que solo puedo explicarlos brevemente. 1) Se puede calcular la temperatura de la carcasa en función de la temperatura del agua; a partir de eso, se puede determinar el grado de expansión de la carcasa. Según la disminución de temperatura del humo, se realiza un cálculo para determinar el grado de expansión de los tubos. Si ambos valores de expansión son similares, está bien. Pero si hay una gran diferencia, entonces es necesario utilizar los datos para convencer al propietario. 2) SH es la norma de la industria petroquímica, mientras que GB es la norma nacional. Todas las normas indican cuál es su ámbito de aplicación. Es importante leerlas detenidamente; no basta con que la presión de funcionamiento esté dentro del rango establecido por la norma para poder utilizarla. El tercer punto sí lo conozco bien, así que puedo explicarlo con más detalle. 3) Primero, le recomiendo que busque los planos de construcción relacionados con los materiales refractarios utilizados en el extremo superior de las calderas de recuperación de calor de tipo “tubo-carcasa”. Esto ayudará a convencer al propietario. Hay dos razones principales por las cuales se utilizan manguitos de corindón en este caso: primero, para proteger las soldaduras. Si no se utilizan manguitos de corindón en la parte superior de los tubos, el humo afectará directamente las soldaduras. Dado que se trata de un recipiente a presión, la alta presión interna puede causar que las soldaduras se abran. Una vez que esto ocurra, se producirá una fuga de agua, y la caldera tendrá que detenerse de emergencia; en casos graves, incluso podría ser destruida. La cubierta de corindón protege la pequeña zona donde se encuentra la soldadura, impidiendo que el viento llegue hasta allí. De esta manera, incluso si la tubería se deforma debido al sobrecalentamiento, no habrá efectos negativos significativos. Además, la tasa de expansión térmica del material refractario y del metal es muy diferente. Al colocar directamente el material refractario sobre la placa de orificios, se crea una capa de separación entre el metal y el material refractario. Debido a estas diferencias en la expansión térmica, pueden aparecer grietas a altas temperaturas, lo que permite que el humo y el aire caliente penetren en esa área, dañando la superficie de la placa de orificios o incluso arrancando el material refractario de su superficie. La tasa de expansión térmica del tubo de corindón es similar a la de los materiales refractarios. Al colocar el tubo de corindón y luego cubrirlo con material refractario, se puede proteger la placa de orificio y evitar fugas de aire, siempre y cuando las condiciones de instalación sean adecuadas. Para una caldera que cuesta varios millones, no vale la pena arriesgarse a que se dañe por culpa de manguitos de corindón que cuestan solo unas decenas de miles de dólares.