Túi bảo ôn cách nhiệt cho bộ trao đổi nhiệt

Bộ trao đổi nhiệt là một trong những thiết bị xuất hiện nhiều nhất trong các hệ thống hơi, nước nóng và dầu tải nhiệt. Nhiệm vụ của thiết bị là truyền nhiệt từ môi chất nóng sang môi chất lạnh để phục vụ quá trình gia nhiệt hoặc thu hồi nhiệt trong sản xuất. Để đạt hiệu suất cao, lượng nhiệt cần được giữ lại bên trong thiết bị thay vì thất thoát ra môi trường.

Trên thực tế, phần thân, nắp, đầu chụp và các mặt bích của bộ trao đổi nhiệt thường có nhiệt độ bề mặt khá cao. Nếu không được bảo ôn, lượng nhiệt thất thoát sẽ làm tăng chi phí vận hành, giảm hiệu quả của hệ thống và khiến khu vực sản xuất nóng hơn. Ngoài ra, đây cũng là thiết bị cần được mở định kỳ để vệ sinh cáu cặn hoặc thay gioăng, vì vậy các giải pháp bảo ôn cố định thường gây nhiều bất tiện. Túi bảo ôn tháo rời được thiết kế để vừa giảm thất thoát nhiệt, vừa có thể tháo lắp nhanh khi cần bảo trì.

Bộ trao đổi nhiệt là gì? Vì sao cần bảo ôn?

Chức năng của bộ trao đổi nhiệt

Bộ trao đổi nhiệt (Heat Exchanger) có nhiệm vụ truyền nhiệt giữa hai môi chất mà không để chúng hòa lẫn vào nhau. Tùy theo từng ứng dụng, thiết bị có thể sử dụng hơi nước, nước nóng, dầu tải nhiệt hoặc các loại chất lỏng khác để gia nhiệt hoặc làm mát.

Hiện nay, bộ trao đổi nhiệt được sử dụng trong rất nhiều ngành như thực phẩm, đồ uống, hóa chất, dược phẩm, giấy, dệt nhuộm, dầu khí, năng lượng và HVAC. Tùy theo lưu lượng và điều kiện làm việc, thiết bị có thể là dạng tấm (Plate Heat Exchanger), dạng ống chùm (Shell & Tube Heat Exchanger) hoặc nhiều kết cấu khác.

Điều kiện vận hành điển hình

Bộ trao đổi nhiệt thường làm việc ở nhiệt độ từ khoảng 80°C đến trên 250°C, tùy theo môi chất và yêu cầu của từng quy trình công nghệ.

Áp suất vận hành có thể từ vài bar đến hàng chục bar. Phần thân thiết bị thường tiếp xúc liên tục với môi chất nóng trong nhiều giờ hoặc nhiều ngày liên tục nên lượng nhiệt thất thoát ra bên ngoài cũng diễn ra liên tục nếu không có lớp cách nhiệt phù hợp.

Vì sao bộ trao đổi nhiệt bị thất thoát nhiệt?

Nhiều người cho rằng nhiệt chỉ truyền từ môi chất này sang môi chất kia nên không cần bảo ôn. Thực tế không hoàn toàn như vậy.

Một phần nhiệt vẫn truyền từ môi chất nóng ra vỏ thiết bị theo cơ chế dẫn nhiệt (Conduction).

Khi vỏ thiết bị nóng lên, không khí xung quanh sẽ mang nhiệt đi theo đối lưu (Convection).

Đồng thời, toàn bộ bề mặt kim loại cũng liên tục phát nhiệt ra môi trường dưới dạng bức xạ nhiệt (Radiation).

Đối với các bộ trao đổi nhiệt có kích thước lớn hoặc vận hành liên tục, lượng nhiệt thất thoát này hoàn toàn có thể ảnh hưởng đến hiệu quả năng lượng của toàn bộ hệ thống.

Xem thêm: Giải pháp Túi bảo ôn cách nhiệt của Ecoclad

Những vấn đề thường gặp khi bộ trao đổi nhiệt không được bảo ôn

Thất thoát nhiệt và tiêu hao năng lượng

Khi nhiệt liên tục thất thoát qua bề mặt thiết bị, nguồn nhiệt phải làm việc nhiều hơn để duy trì nhiệt độ yêu cầu. Điều này làm tăng lượng hơi tiêu thụ, điện năng hoặc nhiên liệu của hệ thống.

Nguy cơ bỏng đối với người vận hành

Nhiều bộ trao đổi nhiệt có nhiệt độ bề mặt trên 100°C. Người vận hành rất dễ chạm vào thân thiết bị trong quá trình kiểm tra hoặc bảo trì nếu không có lớp bảo vệ phù hợp.

Nhiệt độ môi trường làm việc tăng cao

Ở những khu vực có nhiều bộ trao đổi nhiệt, lượng nhiệt tỏa ra có thể làm nhiệt độ nhà xưởng tăng lên đáng kể. Điều này ảnh hưởng đến điều kiện làm việc và làm tăng chi phí cho hệ thống thông gió hoặc làm mát.

Khó khăn trong công tác bảo trì

Khác với đường ống, bộ trao đổi nhiệt cần được mở định kỳ để vệ sinh cáu cặn, kiểm tra bề mặt truyền nhiệt hoặc thay gioăng làm kín. Nếu sử dụng lớp bảo ôn cố định, mỗi lần bảo trì đều phải tháo bỏ rồi thi công lại từ đầu.

Hiệu quả năng lượng và mục tiêu giảm phát thải

Giảm thất thoát nhiệt là một trong những cách đơn giản để nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng. Khi tiêu thụ ít hơi hoặc nhiên liệu hơn, doanh nghiệp cũng giảm được lượng phát thải carbon và chi phí vận hành.

Các yếu tố kỹ thuật cần xem xét khi thiết kế túi bảo ôn cho bộ trao đổi nhiệt

Nhiệt độ bề mặt thiết bị

Đây là thông số quan trọng nhất để lựa chọn vật liệu cách nhiệt cũng như lớp phủ bên ngoài. Vật liệu cần làm việc ổn định trong suốt thời gian vận hành mà không bị suy giảm hiệu quả cách nhiệt.

Khoảng hở khi lắp đặt

Bộ trao đổi nhiệt thường có nhiều đầu nối, van, đồng hồ và mặt bích. Túi bảo ôn cần được thiết kế sao cho không cản trở việc tháo bulông, mở nắp hoặc kết nối với các thiết bị khác.

Thuận tiện cho kiểm tra và bảo trì

Một bộ trao đổi nhiệt có thể phải vệ sinh nhiều lần trong năm. Vì vậy, túi bảo ôn cần có kết cấu tháo lắp nhanh để kỹ thuật viên có thể tiếp cận thiết bị mà không làm hỏng lớp cách nhiệt.

Chống ẩm và chống thấm

Hơi nước, nước ngưng hoặc môi trường có độ ẩm cao có thể làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách nhiệt. Lớp vải ngoài cần có khả năng chống thấm để bảo vệ lớp vật liệu bên trong.

Thiết kế theo kích thước thực tế

Không có một mẫu túi bảo ôn chung cho tất cả các bộ trao đổi nhiệt. Mỗi thiết bị có đường kính, chiều dài, vị trí đầu nối và kết cấu khác nhau, vì vậy việc đo đạc thực tế hoặc thiết kế theo bản vẽ CAD là rất cần thiết.

Ứng dụng và lợi ích của túi bảo ôn cho bộ trao đổi nhiệt

Phù hợp với nhiều hệ thống công nghiệp

Túi bảo ôn được sử dụng cho bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, dạng ống chùm và nhiều thiết bị truyền nhiệt khác trong hệ thống hơi nước, nước nóng và dầu tải nhiệt.

Giải pháp này được áp dụng tại nhà máy thực phẩm, đồ uống, hóa chất, dược phẩm, giấy, dệt nhuộm, điện, dầu khí, chế biến dầu cọ và nhiều ngành công nghiệp có yêu cầu kiểm soát nhiệt độ trong quá trình sản xuất.

Lợi ích trong quá trình vận hành

Khi được thiết kế đúng theo từng thiết bị, túi bảo ôn mang lại nhiều lợi ích:

• Giảm thất thoát nhiệt từ thân bộ trao đổi nhiệt.
• Giúp hệ thống sử dụng năng lượng hiệu quả hơn.
• Giảm chi phí hơi, điện hoặc nhiên liệu.
• Hạn chế nguy cơ bỏng cho người vận hành.
• Tháo lắp nhanh khi cần vệ sinh hoặc bảo trì.
• Có thể tái sử dụng nhiều lần.
• Góp phần kéo dài tuổi thọ của thiết bị và lớp cách nhiệt.

Giải pháp túi bảo ôn EcoClad cho các dự án công nghiệp

Thiết kế theo yêu cầu từng thiết bị

Mỗi bộ trao đổi nhiệt đều được khảo sát hoặc thiết kế dựa trên bản vẽ CAD và kích thước thực tế. Điều này giúp túi bảo ôn ôm sát thiết bị nhưng vẫn đảm bảo có thể tháo lắp nhanh khi cần vệ sinh hoặc thay gioăng.

Vật liệu chịu nhiệt theo điều kiện vận hành

Cấu hình được sử dụng phổ biến gồm:

• Vật liệu cách nhiệt : rockwool 80 kg/m3
• Độ dày rockwool 50mm
• Bọc vải bằng sợi thủy tinh phủ silicon
• Chống thấm nước
• Chịu nhiệt đến 260ºC
• Kích cỡ chính xác, độ phẳng cao.
• Rất bền với hóa chất và cách nhiệt rất tốt.
• Dễ thi công và sửa chữa

Ngoài Rockwool, vật liệu cách nhiệt cũng có thể thay đổi sang Ceramic Fiber hoặc Fiberglass nếu thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao hơn hoặc có yêu cầu kỹ thuật riêng.

Quy trình sản xuất và chất lượng lắp đặt đồng nhất

Mỗi túi bảo ôn được gia công theo đúng kích thước của thiết bị, kiểm tra trước khi xuất xưởng và đánh dấu từng vị trí để việc lắp đặt hoặc tháo ra bảo trì diễn ra nhanh chóng. Sau khi hoàn thành công việc, túi bảo ôn có thể lắp lại và tiếp tục sử dụng nhiều lần.

Hỗ trợ kỹ thuật và năng lực cung ứng

EcoClad có thể hỗ trợ khảo sát hiện trường, thiết kế theo yêu cầu, sản xuất OEM hoặc ODM và cung cấp cho các dự án trong nước cũng như xuất khẩu. Đối với các hệ thống có nhiều bộ trao đổi nhiệt với kích thước khác nhau, việc tiêu chuẩn hóa thiết kế cũng giúp quá trình lắp đặt và bảo trì thuận tiện hơn trong suốt vòng đời vận hành của thiết bị.