Warmtewisselaars in recirculerend-koelwater-service
Koelwater in de procesindustrie stroomt in vele gedaantes. Om een proceskoeler-warmtewisselaar te ontwerpen en resistente materialen te selecteren is een soms onderschatte taak. Hoewel de gevolgen in termen van directe gevaarzetting niet altijd groot zijn, is een koelwatercircuit wel een essentiële functie voor het proces en kunnen de financiële gevolgen van het down gaan van een fabriek groot zijn. In enkele gevallen is het falen van een koeler ontoelaatbaar omdat bijvoorbeeld de optredende reacties met een procesmedium leiden tot het vrijkomen van giftige of agressieve stoffen. In dit artikel worden enkele aspecten van het ontwerp van zo’n proceskoeler belicht. Vanwege het variabele karakter van koelwaterchemie is het onmogelijk om een algemene handleiding te schrijven in het beperkte kader van dit artikel. Wel is het mogelijk om een beeld te geven van de factoren die een rol spelen bij het ontwerpen van proceskoelers.
Door Jan-Willem Rensman en Edwin van Doorn
Fluor BV Haarlem
Figuur 1: typen koelsystemen - a: once through, b: closed loop systeem, c: open recirculerend systeem
Koelwatersystemen; typen
Er zijn twee typen koelwatersystemen: de non-recirculerende “once through” en recirculerende systemen. Bij het eerste moet het water in ruime hoeveelheden aanwezig zijn omdat het niet wordt hergebruikt, zie Figuur 1a. Bij het tweede zijn er twee varianten waarbij het koelwater wordt gerecirculeerd – ofwel hergebruikt: het open en gesloten recirculerende koelsysteem, zie Figuur 1 b, resp 1c. Een gesloten koelsysteem (closed loop) wordt zelf nog een keer secundair gekoeld tegen een non-recirculerend koelsysteem. Het waterverbruik van het gesloten, non-circulerend koelsysteem is dus van dezelfde orde als bij een non-recirculerend systeem. Het open, non-recirculerend koelsysteem, ten slotte, is een systeem dat koeltorens gebruikt om het koelwater dat is opgewarmd bij het koelen van het proces weer af te koelen, zie Figuur 2.
Bij zowel de...