Špecifikácie výrobku:
Materiál: nehrdzavejúca oceľ, zliatina medi, zliatina hliníka
Typ povrchovej úpravy: antikorózna úprava
Rozsah tolerancie: ±0,01 mm
Spôsob spracovania: frézovanie, zváranie, tepelné spracovanie
Kontrola kvality: Röntgenová kontrola, ultrazvuková kontrola, tlaková skúška
1. Konštrukčný princíp rúrkového výmenníka tepla
Rúrkový výmenník tepla sa skladá z plášťa, zväzku teplonosných rúrok, rúrkového plechu, prepážky (priečky) a rúrkového boxu. Plášť je väčšinou valcový, vo vnútri je zväzok rúrok a oba konce zväzku rúrok sú upevnené na rúrkovom plechu. Teplé a studené kvapaliny na výmenu tepla, z ktorých jedna prúdi v rúrke, sa nazývajú kvapalina na strane rúrky; druhá prúdi mimo rúrky, nazývaná kvapalina na strane plášťa. Na zlepšenie súčiniteľa prestupu tepla kvapaliny mimo rúrky sa v plášti zvyčajne inštaluje niekoľko prepážok. Prepážka môže zvýšiť rýchlosť kvapaliny na strane plášťa, čím sa kvapalina prinúti viackrát prejsť zväzkom rúr po určenej trase a zvýši sa turbulencia kvapaliny. Rúrky na výmenu tepla môžu byť na rúrkovom plášti usporiadané do rovnostranného trojuholníka alebo štvorca. Rovnostranný trojuholník je kompaktne usporiadaný, turbulencia kvapaliny mimo trubice je vysoká a koeficient prestupu tepla je veľký. Štvorcové usporiadanie je vhodné na čistenie mimo trubice a je vhodné pre kvapaliny, ktoré sú náchylné na tvorbu vodného kameňa.
2. Výhody rúrkových výmenníkov tepla
Rúrkový výmenník tepla sa ľahko vyrába, má nízke výrobné náklady, širokú škálu výberu materiálu, ľahko sa čistí, má silnú prispôsobivosť, veľkú kapacitu spracovania, spoľahlivú prevádzku a dokáže sa prispôsobiť vysokej teplote a vysokému tlaku. Hoci sa nemôže porovnávať s doskovými a lamelovými výmenníkmi tepla, pokiaľ ide o kompaktnú štruktúru, ľahký prenos tepla a jednotkovú spotrebu kovov, stále má vedúce postavenie v aplikáciách v chemickom, ropnom a energetickom priemysle vďaka uvedeným výhodám.
3. Zásady výberu hlavice rúrkového výmenníka tepla: 1. Či je potrebné čistiť stranu plášťa; 2. Či je potrebné posúvať zväzok rúrok; 3. Či je potrebné zohľadniť tepelnú rozťažnosť; Typ prednej hlavice: a, b, c, d, n Typ zadnej hlavice: l, m, n, p, s, t, w Zadné hlavice sa delia na pevný typ, typ s plávajúcou hlavicou a U-trubicu. V porovnaní s pevným typom má typ s plávajúcou hlavou vyššie náklady, väčší priemer plášťa a nižší účinok výmeny tepla (v dôsledku úniku C). Jeho výhodou je, že jeden koniec má voľnosť pri riešení problémov s tepelnou rozťažnosťou.
Autor: Mgr: Baolan Academy
Odkaz: https://zhuanlan.zhihu.com/p/694081093
Zdroj: Zhihu
Autorské práva patria autorovi. V prípade komerčnej reprodukcie kontaktujte autora a požiadajte ho o autorizáciu. V prípade nekomerčnej reprodukcie uveďte zdroj.
1. Ako sa klasifikujú zariadenia na výmenu tepla?
Odpoveď: Podľa "Katalógu klasifikácie zariadení petrochemickej korporácie" ho možno rozdeliť na:
(1) Plášťový a rúrový výmenník tepla
(2) Rúrkový výmenník tepla
(3) Vodný výmenník tepla
(4) Rozprašovací výmenník tepla
(5) Rotačný (špirálový) výmenník tepla
(6) Doskový výmenník tepla
(7) Doskový výmenník tepla
(8) Rúrkový výmenník tepla
(9) Kotol na odpadové teplo
(10) Ostatné
2. Ako výmenník tepla odovzdáva teplo?
Odpoveď: V najbežnejšom nástennom výmenníku tepla sú hlavnými metódami prenosu tepla vedenie a konvekcia. Horúca kvapalina najprv odovzdáva teplo konvekciou na jednu stranu steny rúrky, potom odovzdáva teplo z jednej strany steny rúrky na druhú stranu kondukciou a nakoniec druhá strana steny rúrky odovzdáva teplo studenej kvapaline konvekciou, čím sa proces výmeny tepla vo výmenníku tepla dokončí.
3. Aký je vplyv prietoku média na účinok výmeny tepla?
Odpoveď: Čím väčší je prietok média vo výmenníku tepla, tým väčší je jeho súčiniteľ prestupu tepla. Preto zvýšenie prietoku média vo výmenníku tepla môže výrazne zlepšiť účinok výmeny tepla, ale negatívnym vplyvom zvýšenia prietoku je, že zvyšuje tlakovú stratu cez výmenník tepla a zvyšuje spotrebu energie čerpadla, preto musí existovať určitý vhodný rozsah.
4. Aký vplyv má štruktúra povrchu teplovýmennej rúrky na účinok výmeny tepla?
Odpoveď: Použitie špeciálne navrhnutých povrchových štruktúr teplovýmenných rúrok, ako sú rebrované rúrky, rúrky s hlavou klinca, závitové rúrky atď., na jednej strane zvyšuje plochu prestupu tepla a na druhej strane turbulencia špeciálneho povrchu výrazne zvyšuje turbulenciu kvapaliny mimo rúrky. Oba aspekty môžu zlepšiť celkový účinok výmenníka tepla, takže tieto povrchové štruktúry sú lepšie ako výkon holého povrchu rúrky.
5. Aké sú bežne používané metódy odstraňovania vodného kameňa z povrchu teplovýmenných rúrok?
Odpoveď: Bežné metódy odstraňovania vodného kameňa z povrchu teplovýmenných rúrok sú:
Mechanické odstraňovanie vodného kameňa: ručné odstraňovanie vodného kameňa pomocou oceľových dlát, odstraňovanie vodného kameňa pomocou tlakovej vody
Chemické odstraňovanie vodného kameňa
6. Aké metódy existujú na zabránenie usadzovaniu vodného kameňa na povrchu teplovýmenných rúrok?
Odpoveď: (1) Nikel-fosforové pokovovanie
(2) Chemický povlak, 847 povlak
7. Aké sú bežné metódy na zlepšenie prenosu tepla v zariadeniach na výmenu tepla?
Odpoveď: Hlavné metódy na zlepšenie prenosu tepla v zariadeniach na výmenu tepla
Prvým je použitie konštrukcie, ktorá zväčšuje povrch prestupu tepla, ako napr.
1) Použitie rúrok s rebrovaním, rúrok s hlavou klinca, rúrok so závitom, vlnovcov atď.
2) Mechanické spracovanie povrchu rúrky: špirálové kruhové rúrky, špirálové drážkové rúrky, závitové rúrky atď.
3) Použitie rúrok s malým priemerom môže zvýšiť počet rúrok na rovnakej ploche rúrkového plechu a zväčšiť plochu prestupu tepla
Druhým je zvýšenie prietoku kvapaliny vo výmenníku tepla, čo môže výrazne zlepšiť jeho koeficient prestupu tepla, ako napr:
1) Pridanie spojlerov, napríklad vloženie špirálových pásov do rúry, nastavenie priečok a fiktívnych rúr mimo rúry atď.
2) Zvýšenie počtu priechodov rúrky alebo plášťa
Okrem toho používanie materiálov s dobrou tepelnou vodivosťou na výrobu výmenníkov tepla, opatrenia proti korózii a usadzovaniu vodného kameňa vo výmenníkoch tepla a včasné čistenie od vodného kameňa sú prostriedkami na zlepšenie účinku prenosu tepla.
8. Aké sú požiadavky na počet zablokovaných rúrok pri generálnej oprave plášťového výmenníka tepla?
Odpoveď: Koróziu a perforáciu jednotlivých rúrok v zväzku rúrok je možné zablokovať opracovaným kovovým piestom so zúžením 3 až 5°. Všeobecne platí, že v tom istom priechode rúrok počet blokovaných rúrok nepresahuje 10% z celkového počtu rúrok, ale podľa požiadaviek procesu sa môže primerane zvýšiť.
9. Prečo musia byť tesnenia na oboch stranách rúrkového plechu vyrobené z rovnakého materiálu?
Odpoveď: Keďže upevňovacie skrutky príruby na oboch stranách plechu rúry sú rovnaké, špecifický tlak pôsobiaci na tesnenia na oboch stranách plechu rúry je rovnaký.
Ak sa pre tesnenia na oboch stranách vyberú rôzne materiály, je nevyhnutné, že špecifický tlak jednej strany tesnenia je nedostatočný, čo vedie k zlyhaniu tesnenia, alebo špecifický tlak druhej strany tesnenia je príliš veľký, čo vedie k zlyhaniu tesnenia. Preto musia byť tesnenia na oboch stranách rúrkového plechu vyrobené z rovnakého materiálu.
10. Prečo sa vo výmenníku tepla chladiacej vody vytvára vodný kameň?
Odpoveď: Vodný kameň vzniká kryštalizáciou rozpustených solí vo vode a priľne na stenu rúrky výmenníka tepla. Vyznačuje sa tým, že je hustá a tvrdá, pevne prichytená a ťažko sa odstraňuje.
Veľké množstvo suspendovaných častíc vo vode sa môže stať semenami kryštálov. Iné ióny nečistôt, baktérie, drsné kovové povrchy atď. majú silný katalytický účinok na proces kryštalizácie a výrazne znižujú presýtenie potrebné na kryštalizáciu. Preto sa vo výmenníkoch tepla chladiacej vody ľahko vytvára vodný kameň.
11. Aké sú hlavné komponenty výmenníkov tepla s plávajúcou hlavou?
Odpoveď: Hlavné komponenty sú: zväzok rúrok, prepážka, protizrážková doska, spojovacia tyč, rúrka s pevnou vzdialenosťou, škrupina, škatuľa rúrok, plech rúrok, vstupná príruba, výstupná príruba, plávajúci plech rúrok, plávajúca príruba hlavy, plávajúci kryt hlavy, hákový krúžok plávajúcej hlavy, tesnenie plávajúcej hlavy, vonkajšia príruba krytu hlavy, bočná príruba krytu hlavy, vonkajší kryt hlavy, tesnenie krytu hlavy, odvzdušňovač, odtok, príruba škatule rúrok, bočná príruba škatule rúrok, tesnenie škatule rúrok, bočné tesnenie škatule rúrok, pevné sedlo, pohyblivé sedlo.
12. Aké sú hlavné komponenty pevných rúrových výmenníkov tepla?
Odpoveď: Hlavné komponenty sú: zväzok rúr, prepážka, spojovacia tyč, dištančná rúrka, plášť, rúrkový box (horný kryt), rúrkový plech, vstupná príruba, výstupná príruba, príruba rúrkového boxu, tesnenie rúrkového boxu, pevné sedlo, pohyblivé sedlo, podpera ucha, kompenzátor.
13. Aké sú hlavné komponenty U-rúrkového výmenníka tepla?
Odpoveď: Hlavné komponenty sú: rúrkový zväzok, prepážka, protiúderová doska (vnútorná vodiaca rúrka), spojovacia tyč, dištančná rúrka, plášť, rúrkový box, rúrkový plech, vstupná príruba, výstupná príruba, príruba rúrkového boxu, bočná príruba rúrkového boxu, tesnenie rúrkového boxu, bočné tesnenie rúrkového boxu, pevné sedlo, pohyblivé sedlo.
14. Aké sú hlavné komponenty plášťového výmenníka tepla?
Odpoveď: Hlavné komponenty výmenníka tepla s plášťom a rúrkou sú: vnútorná rúrka, vonkajšia rúrka, vratné koleno
15. Aké sú hlavné komponenty vodného výmenníka tepla?
Odpoveď: Hlavné komponenty vodného výmenníka tepla sú: vstupné potrubie, výstupné potrubie, rozdeľovač, cievka, nádrž na chladiacu vodu.
16. Aké sú hlavné komponenty striekacieho výmenníka tepla?
Odpoveď: Hlavné komponenty výmenníka tepla sú: zväzok rúrok, ventilátor, vodná dýza, vypúšťacie potrubie, vodné čerpadlo.
17. Aké sú vlastnosti pevného rúrového výmenníka tepla, U-rúrového výmenníka tepla a výmenníka tepla s plávajúcou hlavou?
Odpoveď: Vymenník tepla s pevnou rúrkou má kompaktnú konštrukciu, je jednoduchý, má nízke náklady, najväčší počet rúrok v rovnakom priemere plášťa, pohodlnú výmenu a údržbu jednej rúrky, pohodlné čistenie vnútri rúrky, ale ťažké čistenie mimo rúrky a veľký teplotný rozdiel medzi rúrkou a plášťom.
Charakteristiky U-rúrkového výmenníka tepla sú jednoduchá konštrukcia, žiadny problém s teplotným rozdielom napätia, vysoká rýchlosť prúdenia kvapaliny, nízka spotreba kovu, vhodný pre vysokoteplotné a vysokotlakové kvapaliny, zväzok rúrok sa dá vytiahnuť, aby sa uľahčilo čistenie plášťa a rúrky, ale koleno vo vnútri rúrky sa nedá ľahko vyčistiť, počet rúrok na rúrkovom plechu je malý, rozstup rúrok je veľký, v strede zväzku rúrok je medzera a kvapalina mimo rúrky sa ľahko skratuje.
Charakteristiky výmenníka tepla s plávajúcou hlavou sú, že zväzok rúrok sa môže voľne pohybovať, nie je problém s teplotným rozdielom, zväzok rúrok sa dá voľne vytiahnuť a ľahko sa čistí vonkajšia strana rúrok a zväzku rúrok, ale štruktúra plávajúcej hlavy je zložitá, náklady sú vysoké, požiadavky na tesnenie plávajúcej hlavy sú prísne a plávajúca hlava počas prevádzky ľahko uniká a nie je ľahké ju skontrolovať a nájsť.
18. Na čo sú vhodné výmenníky tepla s pevnými rúrkami?
Odpoveď: Výmeníky tepla s pevnými rúrkami sú vhodné pre médiá na strane plášťa, ktoré sú čisté, nie je ľahké ich poškodiť a rozdiel teplôt média je relatívne malý.
19. Na čo sú vhodné U-trubkové výmenníky tepla?
Odpoveď: U-rúrkové výmenníky tepla sú vhodné pre vysoké teploty a vysoké tlaky s veľkým rozdielom teplôt medzi stenami rúrky a plášťa a čistým médiom v rúrke.
20. Na čo sú vhodné výmenníky tepla s plávajúcou hlavou?
Odpoveď: Výmeníky tepla s plávajúcou hlavou sú vhodné pre prípady s veľkým rozdielom teplôt medzi rúrkou a plášťom, nečistým médiom a častým čistením.
21. Usporiadanie plášťových a rúrkových výmenníkov tepla zahŕňa trojuholníkové usporiadanie a štvorcové usporiadanie s uhlom otáčania 45°. Prečo?
Odpoveď: Každá z týchto možností má svoje výhody a nevýhody. Výhodou trojuholníkového usporiadania je kompaktnosť, vysoká účinnosť prenosu tepla a najväčší počet rúrok na rovnakej ploche plechu rúrky, približne o 15% viac ako pri štvorcovom usporiadaní, ale nie je ľahké čistiť vonkajší povrch rúrky; zatiaľ čo štvorcové usporiadanie s uhlom 45° je vhodnejšie na čistenie vonkajšieho povrchu rúrky, ale počet rúrok je oveľa menší ako pri trojuholníkovom usporiadaní.
22. Aké materiály sa bežne používajú na rúrky v plášťových výmenníkoch tepla?
Odpoveď: Bežne používané materiály rúrok sú: 10#, 20#, 12CrMo, 15CrMo, 0Cr13, 1Cr13, 1Cr5Mo, 0Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti, titánové rúrky, 410, 321 atď.
23. Prečo sa pri plášťových výmenníkoch tepla volia priemery rúr φ32, φ25, φ19 a φ16?
Odpoveď: Veľkosť priemeru rúrky priamo ovplyvňuje výkon výmenníka tepla. Čím menší je priemer rúrky, tým väčší je koeficient prestupu tepla a tým väčšia je efektívna plocha prestupu tepla v rovnakom objeme. Vďaka tomu môže byť konštrukcia kompaktná a šetriť materiály. Ak je však priemer rúrky príliš malý, prinesie to aj nepriaznivé účinky. Pri kvapalinách s rovnakým prietokom platí, že čím menší je priemer rúrky, tým väčší je odpor pri prúdení a tlaková strata sa primerane zvýši. Okrem toho sa príliš tenké potrubia ľahko upchávajú nečistotami, čo sťažuje ich čistenie. Preto je priemer potrubia výmenníka tepla spravidla 16 mm až 32 mm.
24. Prečo sú na podperách výmenníka tepla okrúhle a dlhé okrúhle otvory pre skrutky?
Odpoveď: Otvory pre skrutky na pevnej podpere sú okrúhle, aby sa škrupina dala pevne pripevniť na základ. Otvory pre skrutky na pohyblivej podpere sú dlhé a okrúhle, aby sa škrupina mohla voľne rozťahovať a zmršťovať pri zmenách teploty, čím sa zabráni veľkému namáhaniu na ochranu zariadenia.
25. Aké sú bežne používané tesnenia výmenníka tepla?
Odpoveď: K bežne používaným tesneniam výmenníka tepla patria azbestové podložky odolné voči oleju, podložky so železným plášťom, vlnité podložky a kovové podložky.
26. Na čo treba dávať pozor pri výbere malých skrutiek s plávajúcou hlavou pre výmenníky tepla s plávajúcou hlavou?
(1) Dĺžka
(2) Mokrá korózia pod napätím H2S
(3) Teplota
27. Aká je funkcia prepážky (prepážkovej tyče) v plášťovom výmenníku tepla?
Odpoveď: Prepážková doska (prepážka) vo výmenníku tepla môže zmeniť smer prúdenia kvapaliny na strane plášťa, zvýšiť rýchlosť prúdenia kvapaliny na strane plášťa, zvýšiť turbulenciu média, zlepšiť účinnosť prenosu tepla a podporiť zväzok rúrok.
28. Prečo sú v plášťovom výmenníku tepla jednopriechodové, dvojpriechodové, štvorpriechodové, šesťpriechodové a osempriechodové rúrky?
Odpoveď: Ak je celkový počet rúrok vo výmenníku tepla rovnaký, zvýšenie počtu priechodov rúrok môže zvýšiť prietok v každom priechode rúrok, čím sa zvýši koeficient prestupu tepla a zníži sa potrebná plocha prestupu tepla. Zvyšuje sa však aj tlaková strata a zabraňuje úplnej protiprúdovej výmene tepla tekutiny a štruktúra výmenníka tepla sa stáva zložitejšou. Preto sa zvyčajne používa počet priechodov rúrok nie menší ako 2 a nie väčší ako 8 a konkrétny počet by sa mal zvoliť podľa skutočných požiadaviek procesu.
29. Aké sú príčiny vnútorných netesností v plášťových a rúrkových výmenníkoch tepla?
Odpoveď: Príčiny vnútornej netesnosti výmenníka tepla môžu byť nasledovné:
Perforácia koróziou alebo zlomenie trubice výmenníka tepla
Korózia a stenčenie ústia trubice spôsobujúce netesnosť
Uvoľnenie dilatačného spoja medzi teplovýmennou rúrou a rúrkovým plechom
Trhliny, póry alebo korózne perforácie v mieste zvaru medzi teplovýmennou rúrou a plechom rúry
Uvoľnenie alebo zlomenie malej skrutky s plávajúcou hlavou
Poškodenie malého plávajúceho tesnenia hlavy
Poškodenie malej plávajúcej hlavy alebo plávajúceho tesnenia rúrky
30. Prečo musíme po generálnej oprave výmenníka tepla skúšať tlak vody?
Odpoveď: Účelom skúšky tlaku vody po generálnej oprave výmenníka tepla je skontrolovať, či je výmenník tepla schopný bezpečne odolať konštrukčnému tlaku (t. j. tlakovej odolnosti), tesnosť, kvalitu rozhrania alebo spoja, kvalitu zvaru a tesnosť tesniacej konštrukcie. Okrem toho možno pozorovať zvyškovú deformáciu zvarov základného materiálu nádoby a potrubia po tlaku, aby sa urýchlene odhalili problémy s materiálom.
31. Prečo sú niektoré plášťové výmenníky tepla inštalované vertikálne a niektoré horizontálne (vodorovne)?
Odpoveď: Niektoré plášťové výmenníky tepla sú vertikálne a niektoré horizontálne. Hlavné úvahy sú nasledovné:
①Požiadavky na výrobný proces: Napríklad niektoré reboilery vyžadujú určitú výšku hladiny kvapaliny. Ak sa použije horizontálny výmenník tepla, požiadavka na výšku hladiny kvapaliny sa nedá splniť, preto sa musí zvoliť vertikálny výmenník tepla;
②Veľký rozsah: Ak si technologická jednotka vyžaduje plochu na výmenu tepla niekoľko tisíc metrov štvorcových, pri výbere horizontálneho výmenníka tepla s dĺžkou tepelného potrubia 6 metrov môže byť potrebných niekoľko výmenníkov tepla, čo zaberá veľkú plochu a neprispieva k efektívnemu priestorovému usporiadaniu zariadenia. Ak sa vyberie vertikálny výmenník tepla s dĺžkou teplovodnej rúrky 12 metrov, problém môže vyriešiť jedna jednotka;
③Znížte pokles tlaku: Niektoré výrobné procesy si vyžadujú minimalizáciu poklesu tlaku v procese prepravy média. Vyberte si vertikálny výmenník tepla a usporiadajte ho paralelne s vežou, aby ste skrátili spojovacie potrubie s vežou a znížili tlakový spád.
32. Prečo si niektoré miesta vyberajú plášťové a vodné výmenníky tepla, zatiaľ čo iné si vyberajú plášťové a rúrkové výmenníky tepla?
Odpoveď: V súčasnosti sú zariadenia na výmenu tepla vybrané v zariadeniach na rafináciu ropy a chemickú výrobu väčšinou plášťové a rúrkové výmenníky tepla, ale v niektorých výrobných zariadeniach je stále malý počet plášťových a rúrkových výmenníkov tepla a výmenníkov tepla s ponorením do vody. Hoci má plášťový výmenník tepla kompaktnú štruktúru a vysokú účinnosť výmeny tepla, pri použití pre médiá obsahujúce pevné častice sa ľahko zablokuje kvôli malým výmenníkom tepla. Preto sa v miestach, kde médium obsahuje pevné častice, spravidla volia plášťové výmenníky tepla alebo výmenníky tepla s ponorením do vody.
Kontaktné informácie pre otázky týkajúce sa rúrok výmenníka tepla
Ak chcete získať viac informácií o výmenníkových rúrkach alebo získať riešenia na mieru, kontaktujte nás:
Kontaktná osoba: Frank
Tel: 86-510-82305188-8060
Mobil: 86-18605101203
Mail: [email protected]
Adresa: 15-16F, budova A10, č. 777, JianZhu West Road, okres Binhu, Wuxi, Jiangsu, 214072. P.R. Čína
Tešíme sa na spoluprácu s vami a na poskytovanie spoľahlivej podpory a služieb pre vaše podnikanie.
