Skraplacz płaszczowo-rurowy jest szeroko stosowanym urządzeniem do wymiany ciepła w produkcji przemysłowej. Jego podstawową funkcją jest skraplanie gazów procesowych lub oparów do cieczy za pomocą czynnika chłodzącego. Składa się z płaszcza, wiązki rur, arkusza rur i zaślepek końcowych. Podczas pracy jeden płyn przepływa wewnątrz rur, a drugi po stronie płaszcza, wymieniając ciepło przez ścianki rur. Ze względu na swoją zwartą budowę, dużą powierzchnię wymiany ciepła na jednostkę objętości, duże możliwości adaptacji oraz stosunkowo wygodne czyszczenie i konserwację, stał się kluczowym elementem wyposażenia w wielu procesach.
Prawidłowy dobór modelu skraplacza płaszczowo-rurowego ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wydajności produkcji, stabilnej pracy sprzętu i oszczędności energii. Wybór modelu nie jest determinowany pojedynczym czynnikiem, ale stanowi kompleksowy proces podejmowania decyzji technicznych.-
I. Zrozumienie głównych modeli i parametrów technicznych skraplaczy płaszczowych-i-rurowych
Aby zrozumieć numer modelu, należy najpierw poznać jego kluczowe parametry techniczne. Parametry te są zwykle bezpośrednio lub pośrednio odzwierciedlone w oznaczeniu modelu sprzętu lub specyfikacjach technicznych.
1. Obszar wymiany ciepła
Jest to najważniejszy parametr skraplacza-płaszczowo--rurowego, bezpośrednio określający jego zdolność wymiany ciepła. Jednostką są zazwyczaj metry kwadratowe. Odnosi się do całkowitej powierzchni zewnętrznej wszystkich rur wymiany ciepła. Dobór wymaga obliczeń w oparciu o wymagane obciążenie cieplne procesu. Zbyt mała powierzchnia doprowadzi do niedostatecznej kondensacji, natomiast zbyt duża powierzchnia spowoduje zmarnowanie inwestycji i przestrzeni.
2. Średnica skorupy
Nominalna średnica skorupy, zwykle mierzona w milimetrach. Ma to bezpośredni wpływ na wymiary konstrukcyjne urządzenia oraz rozmieszczenie wewnętrznych wiązek rur i jest jednym z kluczowych czynników określających całkowity rozmiar i wytrzymałość urządzenia na ciśnienie.
3. Ciśnienie projektowe i temperatura projektowa
Odnoszą się one do maksymalnego ciśnienia roboczego i temperatury, jakie może bezpiecznie wytrzymać strona płaszcza i rura skraplacza. Jest to lina ratunkowa zapewniająca bezpieczną pracę urządzenia, przekraczającą maksymalne ciśnienie i temperaturę, jaka może faktycznie wystąpić w trakcie procesu, z zachowaniem odpowiedniego marginesu bezpieczeństwa.
4. Liczba przejść rurowych i przejść skorupowych
Liczba przejść rurek odnosi się do liczby przejść medium przez rurki. Typowe konfiguracje obejmują jedno-przejście, podwójne-przejście i czteroprzebiegowe-przejście rurowe. Zwiększanie liczby przejść rur zwiększa prędkość przepływu w rurach, poprawiając przenoszenie ciepła, ale także zwiększa opory przepływu. Liczba przejść powłoki odnosi się do liczby przejść medium przez powłokę, zazwyczaj jest to pojedyncze przejście powłoki. Łącząc różne przejścia rur i płaszczy, można spełnić różne złożone wymagania procesowe.
5. Specyfikacje rur wymiennika ciepła
Należą do nich średnica zewnętrzna, grubość ścianki i długość rur wymiennika ciepła. Typowe średnice rur to Φ19 mm i Φ25 mm. Grubość ścianki dobierana jest na podstawie warunków ciśnienia i korozji, natomiast długość wpływa na ogólny układ i powierzchnię wymiany ciepła urządzenia.
6.-Metody łączenia arkuszy rur
Typowe metody obejmują złącza dylatacyjne, spawanie oraz kombinację dylatacji i spawania. Różne metody łączenia są odpowiednie dla różnych ciśnień, temperatur i charakterystyk medium, co znacząco wpływa na niezawodność i żywotność sprzętu.
7. Wybór materiału
Wybór odpowiedniego materiału w oparciu o takie czynniki, jak korozyjność przetwarzanego medium, temperatura robocza i ciśnienie, ma kluczowe znaczenie. Typowe materiały powłokowe obejmują stal węglową, stal nierdzewną, tytan, nikiel i cyrkon. W rurach do wymiany ciepła, oprócz stali węglowej i stali nierdzewnej, można również zastosować materiały bardziej-odporne na korozję, takie jak stopy tytanu, nikiel i hastelloy.
II. Typowe formy strukturalne i cechy skraplaczy płaszczowych-i-rurowych
Ze względu na charakterystykę strukturalną skraplacze-i-rurowe występują głównie w następujących postaciach i często z nimi powiązane są ich „numery modeli”.
1. Naprawiono typ arkusza rurowego
Jest to najbardziej podstawowa forma. Arkusze rurowe na obu końcach wiązki rur są sztywno połączone z płaszczem. Ma prostą konstrukcję, niski koszt produkcji i brak martwych narożników wewnątrz skorupy, co ułatwia czyszczenie. Jednak jego wadą jest to, że czyszczenie-strony płaszcza jest trudne i nie ma możliwości kompensacji różnicy temperatur pomiędzy wiązką rurek a płaszczem. Nadaje się do zastosowań, w których ośrodek-po stronie płaszcza jest czysty, osadzanie się kamienia nie jest łatwe, a różnica temperatur pomiędzy bokiem płaszcza i rury jest niewielka.
2. Typ głowicy pływającej
W tym typie ściana sitowa na jednym końcu wiązki rur jest przymocowana do płaszcza, podczas gdy arkusz sitowy na drugim końcu może swobodnie unosić się w płaszczu. Taka konstrukcja całkowicie eliminuje problemy związane z naprężeniami termicznymi, a wiązkę rur można wyjąć z płaszcza, co ułatwia mechaniczne czyszczenie zarówno strony rury, jak i płaszcza.
3. **Typ rurki typu U-:** Rurki do wymiany ciepła są wygięte w kształt litery U-, a oba końce są przymocowane do tego samego arkusza rur. Wiązka rur może swobodnie się rozszerzać i kurczyć, rozwiązując problem naprężeń termicznych. Konstrukcja jest prostsza niż głowica pływająca, a koszt jest umiarkowany. Czyszczenie wnętrza rur jest trudne ze względu na różne promienie zginania, a wymiana rur jest niewygodna, z wyjątkiem zewnętrznych-rurek. Zwykle stosuje się go w zastosowaniach-wysokociśnieniowych, gdzie medium po stronie rury-jest czyste, a różnica temperatur jest duża.
4. **Typ z dławnicą:** Konstrukcja podobna do głowicy pływającej, z tą różnicą, że koniec pływający jest uszczelniony dławnicą. Konstrukcja jest prostsza niż głowica pływająca, a konserwacja i czyszczenie są wygodne. Istnieje jednak ryzyko zewnętrznego wycieku na dławiku i jest on zwykle stosowany w przypadku mediów pod niskim-ciśnieniem-niebezpiecznym.
III. Wytyczne dotyczące wyboru skraplaczy płaszczowo-rurowych
Przy wyborze skraplacza płaszczowo-rurowego należy zastosować podejście systematyczne, kompleksowo uwzględniając takie czynniki, jak wymagania procesu, charakterystyka medium, warunki operacyjne i ekonomika.. 1. Zdefiniuj parametry procesu i charakterystykę mediów
To jest podstawa selekcji. Potrzebna jest kompleksowa i jasna definicja:
- Obciążenie cieplne: ilość ciepła do przekazania, zwykle mierzona w kilowatach (kW).
- Właściwości rury-boku i płaszcza-media boczne: w tym skład, natężenie przepływu, temperatura na wlocie, temperatura na wylocie i zmiany fazowe.
- Charakterystyka mediów: skupienie się na korozyjności, tendencji do tworzenia kamienia, lepkości i obecności cząstek stałych. Media silnie korozyjne wymagają materiałów-odpornych na korozję; media łatwo osadzające się na kamieniach powinny mieć strukturę zaprojektowaną tak, aby ułatwić czyszczenie.
2. Oblicz i określ wymiary krytyczne
Na podstawie parametrów procesu określ wymaganą powierzchnię wymiany ciepła poprzez obliczenia wymiany ciepła. W połączeniu z natężeniem przepływu medium i dopuszczalnym spadkiem ciśnienia należy wstępnie określić średnicę płaszcza, specyfikację rurki, długość i układ. Proces ten zwykle wymaga specjalistycznego oprogramowania do obliczania przenikania ciepła lub jest wykonywany przez doświadczonych inżynierów.
3. Wybierz odpowiednią formę konstrukcyjną
W oparciu o charakterystykę mediów i warunki pracy przeanalizowane powyżej, wybierz najbardziej odpowiednią formę konstrukcyjną.
- Współczynnik różnicy temperatur: gdy różnica temperatur między metalowymi ściankami od strony rury i od strony płaszcza jest duża (np. przekracza 50 stopni Celsjusza), należy priorytetowo traktować konstrukcje z głowicą pływającą lub-rurą w kształcie litery U, aby uniknąć znacznych naprężeń termicznych.
- Wymagania dotyczące czyszczenia: Jeżeli podłoże po stronie powłoki jest podatne na osadzanie się kamienia, należy wybrać konstrukcję z pływającą głowicą lub dławnicą, która ułatwia wyjmowanie i czyszczenie rdzenia. Jeśli medium po stronie rury jest podatne na osadzanie się kamienia, konstrukcje z rurami stałymi i rurkami typu U- są trudniejsze do czyszczenia i wymagają rozważenia czyszczenia chemicznego lub innych środków.
- Współczynnik ciśnienia: w warunkach ultra-wysokiego ciśnienia konstrukcje w kształcie U-rurki mają pewne zalety ze względu na ich właściwości strukturalne.
4. Rozsądny wybór materiału
Wybór materiału musi uwzględniać wydajność, przetwarzalność i ekonomię.
- Stal węglowa (Q235B, 20# itp.): niski koszt, dobre właściwości mechaniczne, odpowiednia do mediów nie-korozyjnych lub słabo korozyjnych, takich jak para, powietrze i olej.
- Stal nierdzewna (304, 316L itp.): doskonała odporność na korozję, odpowiednia dla różnych mediów korozyjnych, takich jak różne roztwory kwasów, zasad i soli. Powszechnie wykorzystuje się go również w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym ze względu na wysokie wymagania dotyczące czystości.
- Stopy specjalne (tytan, stal duplex, Hastelloy itp.): stosowane w środowiskach silnie korozyjnych, takich jak przemysł chloro-alkaliczny i chłodzenie wodą morską, ale są niezwykle drogie.
Spełniając wymagania dotyczące odporności na korozję, można wziąć pod uwagę płyty kompozytowe ze stali węglowej i stali nierdzewnej lub innych metali szlachetnych lub w rurach do wymiany ciepła można stosować wyłącznie materiały-odporne na korozję, aby obniżyć koszty.
5. Weź pod uwagę przestrzeń instalacyjną i wygodę konserwacji
Średnica, długość i waga sprzętu muszą być dopasowane do-przestrzeni instalacyjnej na miejscu i udźwigu. Należy wziąć pod uwagę przestrzeń i wygodę niezbędną do przyszłej konserwacji i czyszczenia. Na przykład, w przypadku skraplaczy z głowicą pływającą wymagających usunięcia rdzenia, na jednym końcu należy zapewnić wystarczającą przestrzeń do usunięcia wiązki rur.
6. Przeprowadź ocenę ekonomiczną
W oparciu o spełnienie wszystkich wymagań procesowych i technicznych należy dokonać kompleksowego porównania początkowego kosztu inwestycji, zużycia energii operacyjnej (odzwierciedlonej głównie w spadku ciśnienia wymaganego do pompowania medium), kosztów konserwacji i oczekiwanej żywotności różnych rozwiązań. Należy wybrać rozwiązanie o najlepszym całkowitym koszcie w całym cyklu życia, a nie po prostu dążyć do najniższej początkowej ceny zakupu.
Informacje kontaktowe:
Tel: +86-0917- 3664600
Whatsapp: +8618791798690
