Hochdruck-Wärmetauscher werden in Afrika zum Schlüssel

Lokaler Hersteller und Instandhaltungsdienstleister von Kohlestaubdampferzeugern im Großverbraucherbereich Steinmüller Africa bietet ab sofort schlüsselfertige Lösungen für Rohrbündelwärmetauscher an - es werden sowohl Kopftypen als auch Rohrbodentypen angeboten.

Diese Wärmetauscher sind nicht nur ein integraler Bestandteil der Energieerzeugung, der petrochemischen und verfahrenstechnischen Anlagen, sondern auch der regenerativen Energieerzeugung wie beispielsweise der sogenannten Concentrated Solar Power (CSP).

Rohrbündelwärmetauscher sind besonders häufig in der Stromerzeugung von Rankine-Kreisläufen mit Regeneration, wie sie in den meisten modernen Kraftwerken verwendet werden. Steinmüller Africa verfolgte ein Technologietransferprogramm, um Design- und Herstellungsmethoden für diese Wärmetauscher zu entwickeln, die auf die Herausforderungen der lokalen Bedingungen ausgerichtet sind. Sie arbeitete mit den deutschen Konstrukteuren von Hochdruckspeisewasserheizungen zusammen, die in den meisten bestehenden Kraftwerken des Landes zum Einsatz kommen, und integrierte die Betriebserfahrung ihrer Kunden.

Steinmüller-Gruppenleiter Maschinenbau Khalid Peer erklärt: "Ein Rohrbündelwärmetauscher besteht aus einer Schale mit mehreren darin montierten Rohren. Dies ist die beliebteste Art von Austauscher, da der Konstrukteur eine Kombination aus Wirtschaftlichkeit und Flexibilität nutzt, um eine große Bandbreite an Parametern zu berücksichtigen. "

Er fügt hinzu, dass der Wärmetauscher in der petrochemischen Industrie, industriellen Prozessen und der Energiewirtschaft durch Speisewasservorwärmer und Kraftwerkskondensatoren Anwendung findet.

Ferner ist der Wärmeaustauscher vom Sammlertyp im wesentlichen zwei dickwandige Sammler innerhalb einer Druckbehälterschale mit zahlreichen "Schlangenrohren", die die zwei Sammler verbinden. Die Sammelkästen sind denen sehr ähnlich, die in Hochdruckwasserrohrkesseln verwendet werden, Komponenten, in denen das Unternehmen erfahren und gut ausgestattet ist, um zu entwerfen, herzustellen und zu warten. Diese Wärmeübertrager vom Kopftyp werden im Allgemeinen nur in Anwendungen mit sehr hohem Druck verwendet.

Solarstromerzeugung

Peer weist darauf hin, dass Wärmetauscher, die in CSP-Anlagen verwendet werden, sehr effektiv sind, wenn sie Wärme, die während des Tages von der Sonne gewonnen wird, in geschmolzenes Salz zur Wärmespeicherung übertragen. Die gespeicherte Energie wird dann zur Stromerzeugung zwischen Sonnenuntergang und Sonnenaufgang verwendet.

". . . Die Speicherung von Salzschmelzen ermöglicht es solarthermischen Kraftwerken, wie ein konventionelles Kraftwerk zu arbeiten und zuverlässig Strom zu erzeugen, wenn es benötigt wird ", sagt er.

Mit der Entwicklung von CSP im Northern Cape stellt Steinmüller Africa fest, dass die Entwicklung einer lokalen Konstruktions- und Fertigungskapazität rechtzeitig erfolgt. Prozessingenieur Keyur Patel erklärt: "Unsere Wärmetauscher werden kontinuierlich weiterentwickelt, um den Konstruktionsprozess und die Fertigungsdurchlaufzeit zu verbessern. "

Petrochemie und konventionelle Kraftwerke

In petrochemischen Anlagen werden Wärmetauscher aus einer Vielzahl von Gründen benötigt, um die Arbeits- und Betriebsflüssigkeiten in einem gewünschten Temperaturbereich zu halten. Anwendungen sind unendlich; Die Hauptanwendung von Rohrbündelwärmetauschern bei der Stromerzeugung, sowohl bei fossilen Brennstoffen als auch bei Kernkraftwerken, besteht jedoch in der Verbesserung der Kreislaufeffizienz durch die Verwendung von Bleichdampf zur Erhöhung der Temperatur des Speisewassers.

Dies geschieht sowohl im Niederdruck- als auch im Hochdruckbereich. Angesichts des allgemeinen Alters von petrochemischen, Prozess- und Kraftwerken im gesamten südlichen Afrika ist ein großes Interesse an Ersatzwärmetauschern für Hochdruck- und Hochtemperaturanwendungen zu erwarten, die lokal entwickelt und hergestellt werden.

Die Herstellung von Hochdruckwärmetauschern erfordert schwere Bearbeitung, Walzen, Fräsen, Bohren und Schweißen von legierten Stählen. Diese Anforderungen, zusammen mit einzigartigen Lösungen, die entwickelt wurden, um die durch das explosive Verschweißen des Rohr-zu-Rohr-Blechs auferlegten Beschränkungen zu erfüllen, sowie das Ersetzen von großen gewölbten Enden durch selbstdichtende Umhüllungen, erforderten eine Herstellung mit sehr engen Toleranzen. Aus diesem Grund wird ein Großteil der Produktion von Steinmüller Africa in seiner 53 000 m2 großen Werkstatt in Pretoria West im eigenen Haus durchgeführt.

Explosives Schweißen

Explosive Schweißtechnik ist eine Festkörperfusion von zwei Metallen durch Stoßwellenausbreitung, die durch eine explosive Ladung induziert wird. Der Prozess erfordert eine umfangreiche Vorbereitung der Materialschnittstelle, Personalentwicklung und Werkstattinvestitionen. Die Größe der Stoßwellen- und Einbautoleranzen kann nur durch zahlreiche Versuche, Mock-ups und zerstörende Tests perfektioniert werden. Eine perfekte sinusförmige Schnittstelle ohne Einschlüsse ist das Markenzeichen einer exzellenten Sprengschweißnaht, die den traditionellen Schweißtechnologien in vielerlei Hinsicht weit überlegen ist.

Steinmüller Afrikas Experte für explosionsgeschützte Schweißtechnik, Hennie Visser, erklärt, dass Steinmüller Africa aufgrund des umfangreichen Wissenstransfers durch Schulungsworkshops in Deutschland und Großbritannien Richtlinien und Vorlagen für die Konstruktion und Fertigung von Wärmetauschern entwickelt hat. Steinmüller Africa hat explosive Schweißverfahren entwickelt, die immer hervorragende Schweißnähte liefern.

"Wir können unseren Kunden konventionelle Schweiß- und Explosionsschweißungen anbieten. Wir sind der einzige Hersteller von Wärmetauschern, der eine explosive Schweißung und explosive Ausdehnung der Rohrverbindung des Wärmetauschers anbietet, die eines der kritischsten Teile ist ", schließt er.