Vaippa- ja putkilauhdutin on teollisessa tuotannossa laajalti käytetty lämmönvaihtolaite. Sen ydintehtävä on kondensoida prosessikaasuja tai -höyryjä nesteisiin jäähdytysväliaineen avulla. Se koostuu kuoresta, putkinipusta, putkilevystä ja päätykappaleista. Käytön aikana yksi neste virtaa putkien sisällä ja toinen neste virtaa vaipan puolella vaihtaen lämpöä putken seinien läpi. Kompaktin rakenteensa, suuren lämmönsiirtopinta-alan tilavuusyksikköä kohti, vahvan sopeutumiskyvyn sekä suhteellisen kätevän puhdistuksen ja huollon ansiosta siitä on tullut keskeinen laite monissa prosesseissa.
Vaippa- ja putkilauhduttimen mallin oikea valinta on tärkeää tuotannon tehokkuuden, laitteiden vakaan toiminnan ja energiansäästön varmistamiseksi. Mallin valintaa ei määrää yksittäinen tekijä, vaan se on kattava tekninen päätöksentekoprosessi{1}}.
I. Shell{1}}- ja-putkikondensaattorien päämallien ja teknisten parametrien ymmärtäminen
Mallinumeron ymmärtämiseksi on tärkeää ymmärtää ensin sen keskeiset tekniset parametrit. Nämä parametrit näkyvät yleensä suoraan tai epäsuorasti laitteen mallimerkinnöissä tai teknisissä tiedoissa.
1. Lämmönvaihtoalue
Tämä on kuori{0}}- ja-putkilauhduttimen tärkein parametri, joka määrittää suoraan sen lämmönvaihtokapasiteetin. Yksikkö on yleensä neliömetriä. Se tarkoittaa kaikkien lämmönvaihtoputkien ulkopinta-alaa. Valinta edellyttää prosessin vaadittuun lämpökuormaan perustuvaa laskelmaa. Liian pieni pinta-ala johtaa riittämättömään kondensaatioon, kun taas liian suuri pinta-ala johtaa investointien ja tilan hukkaan.
2. Kuoren halkaisija
Kuoren nimellishalkaisija, yleensä millimetreinä mitattuna. Se vaikuttaa suoraan laitteiston rakenteellisiin mittoihin ja sisäisten putkinippujen järjestelyyn ja on yksi keskeisistä tekijöistä, jotka määräävät laitteen kokonaiskoon ja paineenkeston.
3. Suunniteltu paine ja suunnittelulämpötila
Nämä viittaavat enimmäiskäyttöpaineeseen ja -lämpötilaan, jonka lauhduttimen vaippapuoli ja putkipuoli kestävät turvallisesti. Tämä on elinehto, joka varmistaa laitteen turvallisen toiminnan ylittäen prosessin aikana todellisuudessa esiintyvän maksimipaineen ja lämpötilan asianmukaisella turvamarginaalilla.
4. Putkikulkujen ja Shell Passien lukumäärä
Putken läpikulkujen lukumäärä viittaa siihen, kuinka monta kertaa väliaine kulkee putkien läpi. Yleisiä määrityksiä ovat yksi-kerta, kaksi-käytävä ja neljä-putken läpikulkua. Putken läpikulkujen määrän lisääminen lisää virtausnopeutta putkien sisällä, mikä tehostaa lämmönsiirtoa, mutta lisää myös virtausvastusta. Kuoren läpikulkujen lukumäärä viittaa siihen, kuinka monta kertaa väliaine kulkee kuoren läpi, tyypillisesti yksi kuori. Yhdistämällä erilaisia putki- ja kuorikulkuja voidaan vastata erilaisiin monimutkaisiin prosessivaatimuksiin.
5. Lämmönvaihdinputken tekniset tiedot
Näitä ovat lämmönvaihdinputkien ulkohalkaisija, seinämän paksuus ja pituus. Yleisiä putkien halkaisijoita ovat Φ19mm ja Φ25mm. Seinämän paksuus valitaan paine- ja korroosio-olosuhteiden perusteella, kun taas pituus vaikuttaa laitteen yleiseen asetelmaan ja lämmönvaihtoalueeseen.
6. Putki-Tube Sheet -liitäntämenetelmät
Yleisiä menetelmiä ovat liikuntasaumat, hitsaus sekä laajennus- ja hitsauksen yhdistelmä. Erilaiset liitäntätavat soveltuvat erilaisiin paineisiin, lämpötiloihin ja väliaineominaisuuksiin vaikuttaen merkittävästi laitteiden luotettavuuteen ja käyttöikään.
7. Materiaalin valinta
Sopivan materiaalin valinta perustuen sellaisiin tekijöihin kuten prosessoidun väliaineen syövyttäminen, käyttölämpötila ja paine on ratkaisevan tärkeää. Yleisiä kuorimateriaaleja ovat hiiliteräs, ruostumaton teräs, titaani, nikkeli ja zirkonium. Lämmönvaihtoputket voivat hiiliteräksen ja ruostumattoman teräksen lisäksi käyttää myös enemmän korroosiota{2}}kestäviä materiaaleja, kuten titaaniseoksia, nikkeliä ja Hastelloya.
II. Shell{1}}ja-putkikondensaattorien yleiset rakennemuodot ja ominaisuudet
Rakenteellisten ominaisuuksiensa perusteella kuori{0}}ja-putkikondensaattorit ovat pääasiassa seuraavissa muodoissa, ja niiden "mallinumerot" liittyvät usein näihin.
1. Kiinteä putkilevytyyppi
Tämä on alkeellisin muoto. Putkinipun molemmissa päissä olevat putkilevyt on liitetty jäykästi vaippaan. Siinä on yksinkertainen rakenne, alhaiset valmistuskustannukset, eikä kuoren sisällä ole kuolleita kulmia, joten se on helppo puhdistaa. Sen haittapuolena on kuitenkin se, että kuoren-puolen puhdistaminen on vaikeaa, eikä putkinipun ja vaipan välillä ole lämpötilaeron kompensointikykyä. Se sopii sovelluksiin, joissa kuoren{5}}puolen väliaine on puhdas, hilseily ei ole helppoa ja lämpötilaero vaipan ja putken sivujen välillä on pieni.
2. Kelluvan pään tyyppi
Tässä tyypissä putkinipun toisessa päässä oleva putkilevy on kiinnitetty vaippaan, kun taas putkilevy toisessa päässä voi kellua vapaasti vaipan sisällä. Tämä rakenne eliminoi täysin lämpöjännitysongelmat, ja putkinippu voidaan irrottaa kuoresta, mikä helpottaa sekä putken että vaipan puolen mekaanista puhdistusta.
3. **U-putkityyppi:** Lämmönvaihtoputket taivutetaan U--muotoon, ja molemmat päät on kiinnitetty samaan putkilevyyn. Putkinippu voi laajeta ja supistua vapaasti, mikä ratkaisee lämpöjännitysongelman. Rakenne on yksinkertaisempi kuin kelluva pää, ja hinta on kohtuullinen. Putkien sisäpuolen puhdistaminen on vaikeaa erilaisten taivutussäteiden takia, ja putkien vaihtaminen on hankalaa paitsi ulompien U{6}}putkien kohdalla. Sitä käytetään tyypillisesti korkeapainesovelluksissa, joissa putken-puolen väliaine on puhdas ja lämpötilaero on suuri.
4. **Täyteinen tiivistetyyppi:** Sen rakenne on samanlainen kuin kelluva päätyyppi, mutta kelluva pää on tiivistetty tiivisteholkilla. Rakenne on yksinkertaisempi kuin kelluva pää, ja huolto ja puhdistus ovat käteviä. Kuitenkin tiivisteholkkiin on olemassa ulkoisen vuodon vaara, ja sitä käytetään yleensä matalapaineisiin, ei--vaarallisiin aineisiin.
III. Valintaohjeet kuori- ja putkikondensaattoreille
Vaippa- ja putkikondensaattoria valittaessa tulee noudattaa systemaattista lähestymistapaa ja ottaa kattavasti huomioon sellaiset tekijät kuin prosessivaatimukset, väliaineen ominaisuudet, käyttöolosuhteet ja taloudellisuus. 1. Define Process Parameters and Media Characteristics
Tämä on valinnan perusta. Tarvitaan kattava ja selkeä määritelmä:
- Lämpökuorma: Siirrettävä lämmön määrä, joka mitataan yleensä kilowatteina (kW).
- Putken ominaisuudet-Sivu- ja kuori-Sivumateriaali: Sisältää koostumus, virtausnopeus, tulolämpötila, ulostulolämpötila ja vaiheen muutokset.
- Median ominaisuudet: Keskity syövyttävyyteen, hilseilytaipumukseen, viskositeettiin ja kiinteiden hiukkasten esiintymiseen. Erittäin syövyttävät materiaalit vaativat korroosiota{2}}kestäviä materiaaleja; helposti hilseilevien materiaalien rakenteen tulee olla helppo puhdistaa.
2. Laske ja määritä kriittiset mitat
Määritä tarvittava lämmönvaihtopinta-ala prosessiparametrien perusteella lämmönsiirtolaskelmien avulla. Yhdessä väliaineen virtausnopeuden ja sallitun painehäviön kanssa määritä alustavasti vaipan halkaisija, putken tiedot, pituus ja järjestely. Tämä prosessi vaatii yleensä erikoistuneen lämmönsiirron laskentaohjelmiston tai sen suorittavat kokeneet insinöörit.
3. Valitse sopiva rakennemuoto
Valitse edellä analysoitujen väliaineominaisuuksien ja käyttöolosuhteiden perusteella sopivin rakennemuoto.
- Lämpötilaerokerroin: Kun lämpötilaero putken puolen ja vaipan puolen metalliseinien välillä on suuri (esim. yli 50 celsiusastetta), kelluvan pään tai U-putken mallit tulee asettaa etusijalle, jotta vältetään merkittävä lämpöjännitys.
- Puhdistusvaatimukset: Jos kuoren puoleinen materiaali on altis hilseilylle, tulee valita kelluva pää tai tiivistepesä, joka helpottaa hylsyn poistamista ja puhdistamista. Jos putken puoleinen väliaine on altis hilseilylle, kiinteät putkilevyt ja U-putkimallit ovat vaikeampia puhdistaa, mikä vaatii kemiallista puhdistusta tai muita toimenpiteitä.
- Painetekijä: Ultra-korkeassa paineessa U-putkimalleilla on tiettyjä etuja niiden rakenteellisten ominaisuuksien vuoksi.
4. Kohtuullinen materiaalivalinta
Materiaalin valinnassa on otettava huomioon suorituskyky, prosessoitavuus ja taloudellisuus.
- Hiiliteräs (Q235B, 20#, jne.): Edullinen, hyvät mekaaniset ominaisuudet, sopii ei--syövyttäville tai heikosti syövyttäville aineille, kuten höyrylle, ilmalle ja öljylle.
- Ruostumaton teräs (304, 316L jne.): Erinomainen korroosionkestävyys, sopii useille syövyttäville aineille, kuten erilaisille happo-, alkali- ja suolaliuoksille. Myös elintarvike- ja lääketeollisuus käyttää sitä laajalti sen korkeiden puhtausvaatimusten vuoksi.
- Erikoiseokset (titaani, duplex-teräs, Hastelloy jne.): Käytetään erittäin syövyttävissä ympäristöissä, kuten kloori-alkaliteollisuudessa ja meriveden jäähdytyksessä, mutta ne ovat erittäin kalliita.
Vaikka korroosionkestävyysvaatimukset täyttyvät, voidaan harkita hiiliteräksen ja ruostumattoman teräksen tai muiden jalometallien komposiittilevyjä tai lämmönvaihtoputkissa voidaan käyttää vain korroosionkestäviä materiaaleja-kustannusten alentamiseksi.
5. Harkitse asennustilaa ja huoltomukavuutta
Laitteen halkaisijan, pituuden ja painon on vastattava paikan päällä olevaa-asennustilaa ja nostokykyä. Tulevan huollon ja puhdistuksen vaatima tila ja käyttömukavuus on otettava huomioon. Esimerkiksi kelluvan pään lauhduttimissa, jotka vaativat sydämen poistoa, toisessa päässä tulee olla riittävästi tilaa putkinipun poistamista varten.
6. Suorita taloudellinen arviointi
Kaikkien prosessi- ja teknisten vaatimusten täyttymisen perusteella tulisi tehdä kattava vertailu alkuinvestointikustannuksista, käyttöenergiankulutuksesta (jotka heijastuu pääasiassa väliaineen pumppaamiseen vaadittavasta painehäviöstä), ylläpitokustannuksista ja eri ratkaisujen odotetusta käyttöiästä. Ratkaisu, jonka kokonaiskustannukset ovat edullisimmat koko elinkaarensa aikana, tulisi valita sen sijaan, että etsittäisiin vain alhaisinta alkuhintaa.
Yhteystiedot:
Puh: +86-0917- 3664600
Whatsapp: +8618791798690
Sähköposti:sales@tmsalloy.com
tina@tmsalloy.com
