DE102017129111A1

DE102017129111A1 - Kühler eines Verdichters

Info

Publication number: DE102017129111A1
Application number: DE102017129111.3A
Authority: DE
Inventors: Luca Porreca; Roelf Ter Harkel
Original assignee: MAN Energy Solutions SE
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-06-13
Also published as: CH714433A2; JP2019100346A; KR20190067696A; CN109899323A

Abstract

Kühler (10) eines Verdichters, mit einem Kühlergehäuse (11), mit im Kühlergehäuse (11) aufgenommenen Rohren (12), die von einem in dem Verdichter verdichteten Prozessgas (13) umströmt und zur Kühlung des Prozessgases von Kühlwasser (14) durchströmt sind, wobei auf Innenflächen (15) der Rohre (12), die der Führung des Kühlwassers dienen, eine Anti-Fouling-Beschichtung zum Schutz der Innenflächen (15) der Rohre (12) gegen organisches Fouling und anorganisches Fouling aufgebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler eines Verdichters. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Verdichter mit einem solchen Kühler und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kühlers.
In Verdichtern, wie zum Beispiel in Turboverdichtern, wird ein Prozessgas, insbesondere Luft, verdichtet. Bei der Verdichtung unterliegt das Prozessgas einer Erwärmung. Um die Erwärmung des Prozessgases zu kompensieren, ist stromabwärts des Verdichters ein Kühler positioniert, der im Verdichter verdichtete Prozessgas kühlt.
Ein solcher Kühler eines Verdichters verfügt über Rohre, die in einem Kühlergehäuse aufgenommen sind, wobei die Rohre des Kühlers von dem in dem Verdichter verdichteten Prozessgas umströmt und zur Kühlung des Prozessgases von Kühlwasser durchströmt sind.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass sich in den von Kühlwasser durchströmten Rohren eines Kühlers eines Verdichters organische und/oder anorganische Ablagerungen, ein sogenanntes organisches Fouling und/oder anorganisches Fouling, ausbilden kann, wodurch nicht nur der Strömungsquerschnitt der Rohre verengt wird, sondern darüber hinaus auch die Kühlleistung des Verdichters beeinträchtigt wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen neuartigen Kühler eines Verdichters, einen Verdichter mit einem solchen Kühler und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kühlers zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Kühler gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist auf Innenflächen der Rohre, die der Führung des Kühlwassers dienen, eine Anti-Fouling-Beschichtung zum Schutz der Innenflächen der Rohre gegen organisches Fouling und anorganisches Fouling aufgebracht.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf Innenflächen der Rohre, die der Führung des Kühlwassers dienen, eine Anti-Fouling-Beschichtung aufzubringen. Hiermit kann der Ausbildung von organischen und anorganische Ablagerungen, also der Ausbildung eines sogenannten organischen Foulings und anorganischen Foulings, entgegengewirkt werden. Strömungsquerschnitt der Rohre unterliegen keiner Verengung. Darüber hinaus wird auch die Kühlleistung des Verdichters nicht beeinträchtigt.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Anti-Fouling-Beschichtung, die auf die Innenflächen der Rohre aufgebracht ist, eine Dicke zwischen 50 µm und 250 µm auf. Dann, wenn die Anti-Fouling-Beschichtung eine derartige Dicke aufweist, kann andererseits effektiv ein Fouling unterbunden werden, andererseits wird nach wie vor eine hohe Wärmeübertragung über die Rohre und damit eine hohe Kühlleistung gewährleistet.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung besteht die Anti-Fouling-Beschichtung, die auf die Innenflächen der Rohre aufgebracht ist, aus einem duroplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Phenoplast. Eine Anti-Fouling-Beschichtung aus einem duroplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Phenoplast, ist besonders bevorzugt, da ein duroplastischer Kunststoff einfach auf die Innenfläche der Rohre, die der Kühlwasserführung dienen, aufgebracht werden kann, und darüber hinaus auch die Wärmeübertragung durch einen derartigen duroplastischen Kunststoff nicht beeinträchtigt wird.
Der erfindungsgemäße Verdichter ist in Anspruch 5 definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Kühlers ist in Anspruch 7 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Kühlers;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Kühlers;
3 Details zur Herstellung eines Kühlers.

Die Erfindung betrifft einen Kühler eines Verdichters. 1 zeigt stark schematisiert den Aufbau eines Kühlers 10 eines Verdichters. In einem Kühlergehäuse 11 des Kühlers 10 sind mehrere Rohre 12 aufgenommen. Die Rohre 12 des Kühlers 10 sind von einem in einem Verdichter verdichteten Prozessgas 13 umströmt und zur Kühlung des Prozessgases von Kühlwasser 14 durchströmt. Auch 2 zeigt einen derartigen Verdichter, wobei sich 1 und 2 lediglich durch die Strömungsführung des Prozessgases 13 voneinander unterscheiden. Es sei darauf hingewiesen, dass die in 1 und 2 gezeigte Strömungsführung von Kühlwasser 14 und Prozessgas 13 lediglich rein exemplarischer Natur ist.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung ist auf Innenflächen 15 der Rohre 12, die von Kühlwasser 14 durchströmt sind und demnach der Führung des Kühlwassers 14 dienen, eine Anti-Fouling-Beschichtung aufgebracht, nämlich zum Schutz der Innenflächen 15 der Rohre 12 gegen organisches Fouling und anorganisches Fouling, demnach zur Verhinderung organischer Ablagerungen und anorganischer Ablagerungen auf den Innenflächen 15 der Rohre 12.
Die auf die Innenflächen 15 der kühlwasserführenden Rohre 12 aufgebrachte Anti-Fouling-Beschichtung besteht vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunststoff, insbesondere aus einem Phenoplast. Ein solcher duroplastischer Kunststoff wirkt effektiv der Ausbildung eines Fouling entgegen, weiterhin beeinträchtigt derselbe nicht die Kühlleistung des Kühlers 10.
Die Anti-Fouling-Beschichtung, die auf die Innenfläche der Rohre 12 aufgebracht ist, verfügt vorzugsweise über eine Dicke zwischen 50 µm und 250 µm. Dann, wenn die Anti-Fouling-Beschichtung eine derartige Dicke aufweist, kann andererseits effektiv ein Fouling unterbunden werden, andererseits wird nach wie vor eine hohe Wärmeübertragung über die Rohre und damit eine hohe Kühlleistung gewährleistet.
Beim Kühler 10 handelt es sich vorzugsweise um einen Kühler eines isothermen Turboverdichters. Ein mehrstufiger Verdichter kann auch mehrere erfindungsgemäße Kühler aufweisen, um das verdichtete Prozessgas stromabwärts jeder Verdichterstufe zu kühlen.
3 verdeutlicht Details eines Verfahrens zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kühlers 10.
Zunächst wird ein Kühlergehäuse 11 mit eine Zielkontur aufweisenden Rohren 12 bereitgestellt. Es ist also keine weitere Umformung der Rohre 12 erforderlich.
Anschließend werden die Innenflächen 15 der kühlwasserführenden Rohre 12 mit einer Anti-Fouling-Beschichtung beschichtet.
Die Beschichtung erfolgt dabei vorzugsweise mit einem duroplastischen Werkstoff, insbesondere mit einem Phenoplast, und zwar derart, dass ein Phenolharz auf die Innenflächen 15 der Rohre 12 aufgebracht und anschließend ausgehärtet wird.
Das Aufbringen des Werkstoffs der Anti-Fouling-Beschichtung erfolgt dabei gemäß 3 vorzugsweise derart, dass in das jeweilige Rohr 12, das an seiner Innenfläche 15 zu beschichten ist, ein Schlauch 16 eingeführt wird, wobei an demjenigen Ende des Schlauchs 16, das in das jeweilige Rohr 12 eingeführt ist, eine Spritzdüse 17 ausgebildet ist. Über diese Spritzdüse 17 kann der Beschichtungswerkstoff auf die Innenfläche 15 des jeweiligen Rohrs 12 aufgespritzt werden.
Der jeweilige Schlauch 16 wird mit seinem die Spritzdüse 17 aufweisenden Ende an einem Ende des jeweiligen Rohr 12 bis zum gegenüberliegenden Ende des jeweiligen Rohrs 12 in das jeweilige Rohr 12 eingeführt. Zum Aufspritzen der Anti-Fouling-Beschichtung wird der jeweilige Schlauch 16 in Richtung des Pfeils 18 aus dem jeweiligen Rohr 12 herausgezogen, wobei der Schlauch 16 mit der Spritzdüse 17 dabei entlang der gesamten Erstreckung der Innenfläche 15 des jeweiligen Rohrs 12 bewegt wird, sodass dann die gesamte Innenfläche 17 des Rohrs 12 mit dem Beschichtungswerkstoff bespritzt wird.
Das Aufspritzen der Anti-Fouling-Beschichtung und das anschließende Härten der Beschichtung erfolgt bei Raumtemperatur.
Die Geschwindigkeit des Herausziehens der Schläuche 16 aus den Rohren 12 sowie die Menge des über die Spritzdüsen 17 gespritzten Beschichtungswerkstoffs sind so ausgewählt, dass die sich ausbildende Anti-Fouling-Beschichtung eine Dicke zwischen 50 µm und 250 µm aufweist.
Mit der Erfindung können Kühler von Verdichtern effektiv vor einem Fouling geschützt werden. Die Erfindung findet vorzugsweise bei Turboverdichtern Verwendung, die der Verdichtung eines Prozessgases wie Luft oder dergleichen dienen.
Bezugszeichenliste

10: Kühler
11: Kühlergehäuse
12: Rohren
13: Prozessgasströmung
14: Kühlwasserströmung
15: Innenfläche
16: Schlauch
17: Spritzdüse

Claims

Kühler (10) eines Verdichters, mit einem Kühlergehäuse (11), mit im Kühlergehäuse (11) aufgenommenen Rohren (12), die von einem in dem Verdichter verdichteten Prozessgas (13) umströmt und zur Kühlung des Prozessgases von Kühlwasser (14) durchströmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf Innenflächen (15) der Rohre (12), die der Führung des Kühlwassers dienen, eine Anti-Fouling-Beschichtung zum Schutz der Innenflächen (15) der Rohre (12) gegen organisches Fouling und anorganisches Fouling aufgebracht ist.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Fouling-Beschichtung, die auf die Innenflächen (15) der Rohre (12) aufgebracht ist, eine Dicke zwischen 50 µm und 250 µm aufweist.
Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Fouling-Beschichtung, die auf die Innenflächen (15) der Rohre (12) aufgebracht ist, aus einem duroplastischen Kunststoff besteht.
Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der duroplastischen Kunststoff ein Phenoplast ist.
Verdichter, mit mindestens einer Verdichterstufe zur Verdichtung eines Prozessgases und mit mindestens einem Kühler (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Kühlung des verdichteten Prozessgases.
Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass derselbe ein Isothermen-Turboverdichter ist.
Verfahren zum Herstellen eines Kühlers (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit folgenden Schritten: Bereitstellen eines Kühlergehäuses (11) mit eine Zielkontur aufweisenden Rohren (12); Beschichten der Innenflächen (15) der Rohre (12) mit einer Anti-Fouling-Beschichtung zum Schutz der Innenflächen (15) der Rohre (12) gegen organisches Fouling und anorganisches Fouling.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen (15) der Rohre (12) mit einer Anti-Fouling-Beschichtung aus einem duroplastischen Kunststoff beschichtet werden, der unter Raumtemperatur ausgehärtet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in ein jeweiliges Rohr (12) ein Schlauch (16) mit einer Spritzdüse (17) für den Beschichtungswerkstoff eingeführt wird, der Schlauch (16) aus dem jeweiligen Rohr (12) herausgezogen wird, wobei hierbei die Spritzdüse (17) entlang der zu beschichtenden Innenfläche (15) des Rohrs (12) bewegt und die Beschichtung über die Spritzdüse (17) auf die zu beschichtende Innenfläche (15) des Rohrs (12) aufgespritzt wird.