Die richtige Anwendung ist der Schlüssel zur Wahl des Wärmetauschers

Moderne Wärmetauscher müssen kompakt, langlebig, einfach zu installieren und einfach zu warten sein. Sie müssen auch die richtige Lösung am richtigen Ort sein. Eugene McCarthy berichtet.

HRS Process Technology hat Wärmetauscher- und Pumpenlösungen für eine aseptische Obstverarbeitungsanlage in Oxnard, Kalifornien, geliefert. Das System, das einen Wärmetauscher der DTA-Serie und eine BP8- und BP10-Pumpe umfasst, verarbeitet 4 t/h aseptisch geschnittene und gewürfelte Erdbeeren in Sirup.

Dies ist das zweite Mal, dass HRS-Wärmetauscher an einem Projekt mit dem Oxnard-Werk beteiligt sind. Die industrielle Behandlung von Produkten mit Partikeln, wie beispielsweise ganzen oder gewürfelten Früchten, kann für Lebensmittelverarbeiter eine Herausforderung sein, da das Produkt selbst leicht beschädigt werden kann. Die Kombination aus dem Wärmetauscher der DTA-Serie von HRS und den Pumpen der BP-Serie garantiert, dass die Partikel nicht beschädigt werden und gleichzeitig die Integrität und Form des Produkts erhalten bleibt.

Mit ihren großen Wellrohren sind die Wärmetauscher der DTA-Serie ideal für Lebensmittelanwendungen geeignet.

Wellrohre

Die durch die Wellrohre erzeugte Bewegung des Produkts sorgt für eine sanfte Bewegung des Produkts durch das Rohr und gewährleistet den thermischen Prozess, ohne das Produkt zu verschlechtern und es intakt zu halten.

„Gehacktes Obst und Gemüse, das aseptisch in einer praktischen, gebrauchsfertigen Form verpackt ist, erfreut sich für den kommerziellen Gebrauch großer Beliebtheit.

„Der Grund dafür liegt in ihrem hohen Mehrwert im Vergleich zu Konserven und ihrer einfachen Handhabung für Verarbeitungsbetriebe, die sie für die kommerzielle Produktion von Fertiggerichten einsetzen. Der Erfolg unserer Technologie für Obst-Aseptikanlagen basiert auf unserer gewellten Doppelrohrhitze.“ „Austauscher, Kolbenpumpe und unser aseptischer Füller. Ihre Kombination ermöglicht die Verarbeitung des Fruchtmarks und des Pürees bei gleichzeitiger Minimierung der unerwünschten thermischen Effekte und einem zuverlässigen, hygienischen und gut kontrollierten Abfüllprozess“, sagte Carlos Cobian, General Manager von HRS Process Technologie.

Abgaskühlung

In den Innovationsnachrichten hat HRS seinen neuen Wärmetauscher der G-Serie für Abgaskühlungsanwendungen auf den Markt gebracht (Abb. 1). Die G-Serie ist ein neues Design, das eine überlegene Wärmeleistung bei erhöhter Effizienz bietet. Sie wurde mit einem kompakten Design auf den Markt gebracht, um Druckverluste zu minimieren und gleichzeitig die Effizienz der Wärmerückgewinnung zu maximieren und die Prozesskosten zu senken. Die Wellrohrtechnologie ermöglicht HRS die Bereitstellung kompakterer Einheiten und gewährleistet höhere Wärmeübertragungsraten als Glattrohrkonstruktionen.

Zu den Hauptmerkmalen der Wärmetauscher gehören ein Innenrohr mit größerem Durchmesser, eine vollständig aus Edelstahl gefertigte Konstruktion für Robustheit und Haltbarkeit sowie ein im Außenmantel angebrachter Expansionsbalg, der die unterschiedliche Ausdehnung zwischen Mantel und Innenrohr auffängt.

Stahllösung

Outokumpu, ein weltweit führendes Unternehmen für maßgeschneiderte Produkte aus grobem Spezialedelstahl (Quarto), hat stark in sein Walzwerk in Degerfors, Schweden, investiert. Um dem Walzwerk den bestmöglichen Service bieten zu können, ist die Kühlung der Maschinenhalle von entscheidender Bedeutung.

Die Investition ermöglicht eine Steigerung der Jahresproduktion warmgewalzter Edelstahlbleche um 30 Prozent auf insgesamt 155.000 Tonnen.

Allerdings steigert die Investition nicht nur die Produktionskapazität, sondern auch die Maßhaltigkeit und Leistung des Produkts.

Um die Maschinenhalle des Walzwerks zu kühlen, hat sich Outokumpu für eine Lösung entschieden, die im Vergleich zu konventionelleren Alternativen Energie spart. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Maschinenhalle zu kühlen. Die eine besteht darin, Außenluft zu nutzen, die andere darin, Brauchwasser aus einem nahegelegenen Fluss zu nutzen und die Luft durch vorhandene Kühlschlangen und einen gelöteten Plattenwärmetauscher (BPHE) vom Typ SWEP B649 zu kühlen.

Die Anlage ist für saisonale Veränderungen optimiert, um stets die richtige Temperatur aufrechtzuerhalten und gleichzeitig den Energieverbrauch der Pumpen zu minimieren.

Peter Svedrin von Outokumpu ist Projektleiter für die Installation bei Degerfors und verantwortlich für die Sicherstellung der Qualität der Kühlung und Belüftung in der Maschinenwerkstatt. „Wenn der Raum nicht gekühlt wird, kann es zu heiß werden“, sagt er. „Je mehr Leistung in der Anlage installiert ist, desto größer ist die Heizwirkung. Um eine vorzeitige Alterung der Anlagen zu verhindern, muss die Wärme abgeführt werden. Deshalb muss die Temperatur in der Maschinenhalle das ganze Jahr über konstant 24 °C betragen.“

Der B649 von SWEP wird verwendet, um Kälte aus dem Flusswasser über einen Kreislauf in das System zu übertragen. Das Flusswasser wird als Alternative zur Außenluft genutzt. Im Spätherbst, Winter und frühen Frühling ist die Luft kalt genug, aber im Sommer bietet der Fluss eine Alternative.

Im letzten Winter musste der Wärmetauscher nur ein Fünftel seiner dimensionierten Leistung nutzen. Wenn die höchsten saisonalen Temperaturen erreicht sind, hilft der BPHE dabei, 1,2 MWh überschüssige Wärme abzuleiten.

David Ingvarsson, Anwendungsingenieur bei SWEP, freut sich, dass die Wärmetauscher des Unternehmens die Anforderungen des Kunden an die Kühlung von Geräten mit Flusswasser erfüllen: „Wir freuen uns, zu umweltverträglichen Lösungen beizutragen. Wir bieten eine Kapazität, die dem verfügbaren Platz in der Maschine entspricht.“ Unser Produkt ist für Outokumpu bei dieser Anwendung von entscheidender Bedeutung. Die Betriebszuverlässigkeit des Wärmetauschers ist der Schlüssel zur Vermeidung kostspieliger Ausfallzeiten.“

Laut Svedrin basierte die Wahl von Outokumpu auf SWEP für diese Installation auf einer früheren Partnerschaft, bei der eine Machbarkeitsstudie aus dem Jahr 2007 zur erfolgreichen Installation von Wärmetauschern im Jahr 2008 führte.

„Die Ergebnisse der Lieferung von SWEP waren positiv in Bezug auf Design, Technologie, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität“, sagt Svedrin. „Wir hatten eine Teamarbeit, die sehr gut funktionierte, und wir hatten großartige Unterstützung von SWEP. Sie haben gehalten, was sie versprochen haben.“

Wärmeübertragungslösungen

In den Wirtschaftsnachrichten hat Alfa Laval die Niagara Blower Company (NBCo) übernommen, einen Hersteller energieeffizienter Nischen-Wärmeübertragungslösungen.

Die Produkte des Unternehmens werden auf Bestellung gefertigt und eignen sich besonders für den Einsatz in der Öl- und Gasverarbeitungsindustrie. Sie werden auch in einer Vielzahl anderer Branchen eingesetzt, beispielsweise in der Energie-, Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in der Pharmaindustrie.

Lars Renström, Präsident und CEO der Alfa Laval Group, erläuterte seine Gedanken zur neuen Übernahme: „Die Übernahme von Niagara Blower bringt neue und ergänzende Wärmeübertragungsprodukte mit sich, hauptsächlich luftgekühlte Wärmetauscher, die unser Angebot für die weiter stärken.“ Öl- und Gasverarbeitungsindustrien.

„Sie stärken unser US-Portfolio und werden nach und nach auch weltweit in unser Produktangebot aufgenommen.“

NBCo hat seinen Sitz in Buffalo, New York, und beschäftigt 120 Mitarbeiter. Im Jahr 2012 erwirtschaftete das Unternehmen einen Umsatz von etwa 425 Mio. SEK (49 Mio. EUR).

Ziel ist es, NBCo in den Energie- und Umweltbereich innerhalb der Prozesstechnologiesparte von Alfa Laval zu integrieren.

Aufgrund der nach Angaben des Unternehmens beispiellosen Nachfrage wird sein Quick-Ship-Programm laut Tranter inzwischen ausgeweitet.

Kunden können nun aus einer größeren Auswahl an Plattenwärmetauschern eine Bestellung aufgeben und ihre neue Einheit innerhalb von drei Tagen vom Werk in Texas aus versenden lassen.

Schnelle Antwort

Das dreitägige Quick-Ship-Programm ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Kundenbedürfnisse und führt in kürzester Zeit zu einer Prozessdurchlaufzeit – laut Tranter ein weiteres Beispiel für seinen kontinuierlichen Fokus auf die Bereitstellung des erstklassigen Kundenerlebnisses.

Tranter ist darauf ausgelegt, den Bedarf an kleinen und mittelgroßen Plattenwärmetauschern zu decken. Das Unternehmen verfügt über engagierte Mitarbeiter, die zu längeren Versandzeiten arbeiten, um der Nachfrage gerecht zu werden und schnell in die gesamten USA zu liefern.

Quick Ship-Modelle weisen typischerweise die folgenden Designmerkmale auf: Größen von 2-Zoll- bis 6-Zoll-Anschlüssen; Auslegungsdruck 100–150 PSI; Plattenmaterialien 316SS und 304SS in den meisten Modellen verfügbar; Plattenstärke 0,4–0,6 mm; Dichtungsmaterialien Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Kautschuk (EPDM); und Anschlüsse entweder im Anschluss mit Bolzen (4 Zoll und 6 Zoll) oder mit Gewinde (2 Zoll).

Upgrade der Allied-Wärmeübertragungssystemanalyse

Allied Heat Transfer hat seine Möglichkeiten zur Analyse von Wärmetauschern und Kühlsystemen erweitert, während die Geräte noch in Betrieb sind – was seinen Kunden erhebliche Vorteile bietet.

Das Unternehmen nutzt eine Vielzahl von Testgeräten, um die tatsächlichen Betriebsbedingungen einer Anlage abzubilden, und Heat Transfer Research (HTRI)-Software für die Analyse. HTRI ist eine international anerkannte Methode zur Durchführung dieser Art von Analysen. Allied kann dann einen genauen Bericht über die Leistung einer bestimmten Einheit liefern – und warum.

Aus solchen Analysen abgeleitete Modifikationen an bestehenden Wärmetauschern oder Kühlern können in der firmeneigenen Werkstatt vorgenommen werden, um eine höhere Leistung und Betriebssicherheit zu erreichen. Vorgenommene Änderungen können durch Folgetests vor Ort überprüft werden. Darüber hinaus kann die Leistung des luftgekühlten Wärmetauschers intern auf der luftgekühlten Wärmetauscher-Testeinheit von Allied simuliert werden, die genaue Leistungsergebnisse aus Tests von maßstabsgetreuen Modellversionen vorhandener Geräte liefert. Durch den Einbau eines maßstabsgetreuen Modells in die Testeinheit kann das Unternehmen verschiedene Szenarien simulieren und über die gemessene Leistung des Wärmetauschers mit Änderungen des Luftstroms, des Flüssigkeitsstroms, der Bauarten, der Betriebstemperaturen und mehr berichten.

Allied Heat Transfer betreibt ein von Det Norske Veritas akkreditiertes Qualitätsmanagementsystem und ist eine akkreditierte NATA-Testeinrichtung für Druckbehälter. Zusätzlich zu den Qualitäts- und mechanischen Prüfsystemen wendet das Unternehmen strenge Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltrichtlinien an.