Καλής ποιότητας Εναλλάκτης θερμότητας διπλού σωλήνα

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνων;

Ο εναλλάκτης θερμότητας κελύφους και σωλήνα (STHE), μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές ανταλλαγής θερμότητας σε βιομηχανικές εφαρμογές, διαθέτει δομή ροής διπλής - σχεδιασμένη τόσο για την "πλευρά του κελύφους" (όπου ρέει το υγρό μεταξύ της δέσμης του κελύφους και του σωλήνα) όσο και για την πλευρά του σωλήνα (όπου ρέει η ρέματα μέσα στη δέσμη του σωλήνα). Ενώ τα βασικά της πλεονεκτήματα βρίσκονται στη σταθερότητα, την προσαρμοστικότητα και την αξιοπιστία, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί λόγω δομικών χαρακτηριστικών. Αυτή η ανάλυση θα εξετάσει λεπτομερώς αυτά τα πλεονεκτήματα και τις αδυναμίες, με συγκεκριμένα σενάρια εφαρμογών που απεικονίζουν τα λειτουργικά τους όρια:

Τα πλεονεκτήματα των εναλλάκτη θερμότητας κελύφους και σωλήνων οφείλονται στον ισχυρό δομικό σχεδιασμό και τη ώριμη διαδικασία παραγωγής, ιδιαίτερα κατάλληλα για υψηλή πίεση, υψηλή θερμοκρασία, μεγάλη ροή και άλλες σκληρές συνθήκες εργασίας, οι οποίες μπορούν να συνοψιστούν ως 5 βαθμοί:

1. Υψηλής πίεσης και ανοχής υψηλής θερμοκρασίας, δομική σταθερότητα

Το κέλυφος τύπου σωλήνα κελύφους (συνήθως ανθρακούχος, ανοξείδωτος χάλυβα ή κράματα) και σωλήνα ανταλλαγής θερμότητας (όπως ο σωλήνας από τον αλεξίπτωτο, ο ανοξείδωτος χάλυβα) σχεδιάζονται με παχύ τοίχο, το οποίο μπορεί να αντέξει την υψηλή πίεση εργασίας (μέχρι περισσότερο από 30MPa) και την ευρεία κλίμακα θερμοκρασίας (-200 βαθμούς ~ 1000 βαθμούς) και δεν είναι εύκολο να παραμορφωθεί λόγω της διακύμανσης της πίεσης ή του θερμικού σοκ.

Για παράδειγμα, στον τομέα της πετροχημικής βιομηχανίας, οι εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνων που χρησιμοποιούνται σε καταλυτικές μονάδες πυρόλυσης μπορούν να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες πάνω από 400 βαθμούς και πίεση άνω των 10MPa για μεγάλο χρονικό διάστημα και ο ρυθμός αποτυχίας λειτουργίας είναι χαμηλότερος από τους άλλους τύπους εναλλάκτη θερμότητας (όπως οι εναλλάκτες θερμότητας πλάκας).

2. Μεγάλη ροή επεξεργασίας, κατάλληλη για ζήτηση βιομηχανικής κλίμακας

Η δέσμη σωλήνων μπορεί να σχεδιαστεί ως "multi - διαδικασία σωλήνα" (όπως 2-επεξεργασία, 4-process), και η διαδικασία κελύφους μπορεί να βελτιστοποιήσει την κατανομή υγρών μέσω πλακών διαφράγματος. Η περιοχή μεταφοράς θερμότητας ενός μόνο εξοπλισμού μπορεί να φτάσει σε χιλιάδες τετραγωνικά μέτρα, τα οποία μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις μεταφοράς θερμότητας μεγάλων υγρών ροής (όπως ο συμπυκνωτής σε εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και η ανταλλαγή θερμότητας νερού ψύξης σε μεγάλο σύστημα ψύξης).

Σύγκριση: Ο εναλλάκτης θερμότητας πλάκας περιορίζεται από την περιοχή της πλάκας, η μέγιστη περιοχή ανταλλαγής θερμότητας μιας ενιαίας μονάδας δεν υπερβαίνει τα 1000 ㎡, ενώ το κέλυφος και ο σωλήνας μπορούν εύκολα να σπάσουν τα 5000 ㎡, κάτι που είναι πιο κατάλληλο για τα μεγάλα βιομηχανικά σενάρια κλίμακας, όπως η χημική βιομηχανία και η ηλεκτρική ενέργεια.

3. Η προσαρμοστικότητα του υγρού είναι ευρεία, συμβατή με σύνθετα μέσα ενημέρωσης

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να χειριστεί υψηλό ιξώδες, μικρή ποσότητα σωματιδίων και εύχρηστα υγρά (πρέπει να συνδυαστεί με ειδικό σχεδιασμό, όπως ο σωλήνας ανταλλαγής θερμότητας μεγάλης διαμέτρου, αντι -{0}} φράξιμο διάφραγμα):

Για τα ιξώδη υγρά (όπως το αργό πετρέλαιο, το λιπαντικό λάδι), το διάφραγμα του κελύφους μπορεί να σπάσει το οριακό στρώμα του υγρού και να μειώσει τη συγκράτηση.

Για το υγρό που περιέχει μια μικρή ποσότητα στερεών σωματιδίων (όπως ο πολτός, τα λύματα), μπορείτε να επιλέξετε ένα χοντρό σωλήνα φ25mm ή περισσότερο για να αποφύγετε την απόφραξη.

Ο εναλλάκτης θερμότητας της πλάκας είναι εύκολος να μπλοκαριστεί από σωματίδια ή ιξώδη υγρά λόγω του μικρού χάσματος μεταξύ των πλακών (συνήθως 2 ~ 5mm) και η προσαρμοστικότητά του είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του κελύφους και του σωλήνα.

4. Χα χαμηλό κόστος συντήρησης και υψηλή ευκολία συντήρησης

Οι περισσότεροι εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνα (όπως ο τύπος πλωτής κεφαλής, u - τύπος σωλήνα) μπορούν να εξάγονται πλήρως, έτσι ώστε ο σωλήνας και το κέλυφος να μπορούν να καθαριστούν μηχανικά (όπως ο καθαρισμός του αεροδρομίου πίεσης) ή να αντικαταστήσουν τους ζημιές που έχουν υποστεί αποσυναρμολόγηση,

Για παράδειγμα, το ψυγείο μιας χημικής επιχείρησης διατηρείται κάθε έξι μήνες. Ο σωλήνας κελύφους πλωτής κεφαλής χρειάζεται μόνο 1-2 ημέρες για να ολοκληρωθεί η εξαγωγή δέσμης σωλήνων, ο καθαρισμός και η επαναφορά, ενώ ο εναλλάκτης θερμότητας της πλάκας πρέπει να αποσυναρμολογήσει εκατοντάδες πλάκες και ο κύκλος συντήρησης είναι έως και 3-5 ημέρες.

5. Δρυστάνικη διαδικασία κατασκευής και ελεγχόμενο κόστος

Τα συστατικά πυρήνα του κελύφους και του σωλήνα (κέλυφος, δέσμη σωλήνων, φύλλο σωλήνα) είναι τυποποιημένη επεξεργασία, δεν χρειάζεται πολύπλοκα καλούπια και η επιλογή υλικού είναι ευέλικτη (ανθρακούχος χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα, κράμα τιτανίου κ.λπ.), σύμφωνα με τις συνθήκες εργασίας που ταιριάζουν με το μεγαλύτερο κόστος {{

Σύγκριση: Οι συμπαγείς εναλλάκτες θερμότητας (όπως η σπειροειδής πλάκα, το κέλυφος πλάκας) είναι συνήθως 20% ~ 50% υψηλότερο στο κόστος κατασκευής από τους εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνων με την ίδια περιοχή μεταφοράς θερμότητας λόγω της σύνθετης δομής τους και του υψηλού βαθμού προσαρμογής.

Τα μειονεκτήματα του κελύφους και του σωλήνα οφείλονται στα χαρακτηριστικά του "μη - ομοιόμορφη ροή του ρευστού κελύφους" και "σχετικά χαλαρή δομή", τα οποία έχουν προφανείς ελλείψεις στα σενάρια με υψηλές απαιτήσεις για την απόδοση μεταφοράς θερμότητας και τη χρήση του χώρου. Συγκεκριμένα, μπορεί να συνοψιστεί ως 4 βαθμοί:

1. Χαμηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας και σχετικά υψηλή κατανάλωση ενέργειας

Το πλευρικό υγρό του κελύφους εμποδίζεται από το διάφραγμα, το οποίο είναι εύκολο να σχηματιστεί μια "νεκρή ζώνη" (περιοχή συγκράτησης υγρών), και ο ρυθμός ροής είναι συνήθως χαμηλότερος από τον συνολικό συντελεστή μεταφοράς θερμότητας, ο συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι περίπου 1000 {{2m/s)

Σύγκριση: Εναλλάκτης θερμότητας πλάκας Επειδή το υγρό μεταξύ των πλακών είναι τυρβώδης (ρυθμός ροής 1 ~ 3m/s), ο συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μπορεί να φτάσει τα 3000 ~ 6000 W/(m² · βαθμός), υπό την ίδια ζήτηση θερμότητας, η κατανάλωση ενέργειας και η κατανάλωση ενέργειας του σωλήνα είναι 15% ~ 30% υψηλότερος από την πλάκα.

2. Μεγάλο μέγεθος και χαμηλή χρήση χώρου

Λόγω του συντελεστή χαμηλής μεταφοράς θερμότητας, προκειμένου να επιτευχθεί η ίδια επίδραση ανταλλαγής θερμότητας, το κέλυφος και ο σωλήνας χρειάζεται μεγαλύτερη περιοχή ανταλλαγής θερμότητας, με αποτέλεσμα τον όγκο του εξοπλισμού και το βάρος σημαντικά μεγαλύτερο από τον συμπαγή εναλλάκτη θερμότητας.

Για παράδειγμα, για να επιτευχθεί φορτίο μεταφοράς θερμότητας 1000kW, ο όγκος του κελύφους και του σωλήνα είναι περίπου 20 ~ 30m3, ενώ η πλάκα χρειάζεται μόνο 5 ~ 8m3, έτσι ώστε το κέλυφος και ο σωλήνας να μην είναι κατάλληλο για περιορισμένα σενάρια χώρου (όπως το φαρμακευτικό καθαρό δωμάτιο, το σύστημα ανταλλαγής θερμότητας).

3. Ο καθαρισμός κελύφους είναι δύσκολος και εύκολος στην απόδοση της απόδοσης

Αν και η δέσμη σωλήνων μπορεί να εξαχθεί, είναι δύσκολο να καθαριστεί πλήρως το εσωτερικό του κελύφους (ειδικά το χάσμα μεταξύ του διαφράγματος και του κελύφους και του στενού χώρου μεταξύ των δεσμών του σωλήνα). Εάν το υγρό που είναι εύκολο στην κλίμακα (όπως το σκληρό νερό και η ακαθαρσία - που περιέχει υγρό διεργασίας) επεξεργάζεται, το στρώμα κλιμάκωσης στο κέλυφος θα πυκνώσει και η απόδοση μεταφοράς θερμότητας θα μειωθεί (η απόδοση μεταφοράς θερμότητας θα μειωθεί κατά 10% ~ 15% για κάθε αύξηση 1 mm στο πάχος κλιμάκωσης).

Σύγκριση: Το All - συγκολλημένος εναλλάκτης θερμότητας πλάκας δεν μπορεί να επιτύχει καθαρισμό νεκρού χώρου στο κέλυφος μέσω του συστήματος CIP (Online Cleaning) και το πρόβλημα κλιμάκωσης είναι πολύ μικρότερο από αυτό του τύπου σωλήνα κελύφους.

4. Περιορισμένη χωρητικότητα θερμικής αντιστάθμισης και εφαρμοστέο εύρος διαφοράς θερμοκρασίας

Στον τύπο κελύφους και σωλήνα σταθερού σωλήνα (ο απλούστερος τύπος δομής), το φύλλο σωλήνα είναι άκαμπτα συνδεδεμένο με το κέλυφος. Εάν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της ροής του σωλήνα και της ροής κελύφους είναι πολύ μεγάλη (όπως περισσότερο από 50 μοίρες), το κέλυφος του σωλήνα θα παράγει θερμική τάση λόγω των διαφορετικών συντελεστών θερμικής διαστολής, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει στην παραμόρφωση του δελτίου σωλήνα ή στη διαρροή του σωλήνα ανταλλαγής θερμότητας, επομένως είναι απαραίτητο να εγκατασταθεί μια "επέκταση" για συμπτώσεις.

Παρόλο που ο τύπος πλωτής κεφαλής και ο τύπος σωλήνα - μπορεί να λύσει το πρόβλημα της θερμικής αντιστάθμισης, η δομή είναι πιο πολύπλοκη (το κόστος αυξάνεται κατά 15%~ 20%) και ο καθαρισμός της πορείας του σωλήνα του U - του σωλήνα είναι δύσκολη (η εσωτερική πλευρά του u {{4} σωλήνας δεν μπορεί να επανεξετάσει).

Ο εναλλάκτης θερμότητας του κελύφους και του σωλήνα δεν είναι "όλα - εξοπλισμός σκοπού", η επιλογή του θα πρέπει να συνδυάζεται με την προτεραιότητα των συνθηκών εργασίας:

● Σενάρια επιλογής προτεραιότητας:Υψηλή πίεση και υψηλή θερμοκρασία (όπως η ανταλλαγή θερμότητας πετροχημικής αντίδρασης), η μεγάλη ροή (όπως ο συμπυκνωτής σταθμών ηλεκτροπαραγωγής), το υγρό σωματιδίων/υψηλού ιξώδους (όπως η ψύξη πολτού), τα βιομηχανικά σενάρια με απαιτήσεις ευκολίας υψηλής συντήρησης.

● Επιλέξτε προσεκτικά τη σκηνή:Περιορισμένος χώρος (όπως καθαρό εργαστήριο), απαιτήσεις χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας (όπως αστική θέρμανση), εύκολη κλίμακα και συχνός καθαρισμός (όπως η αποστείρωση τροφίμων και ποτών) σκηνές (πιο συνιστώμενη πλάκα, σπειροειδής πλάκα και άλλοι συμπαγείς εναλλάκτες θερμότητας).

Εν ολίγοις, οι εναλλάκτες θερμότητας κελύφους και σωλήνων είναι "αξιόπιστοι παίκτες" στον βιομηχανικό τομέα και αναντικατάστατα σε πολύπλοκες και σκληρές συνθήκες εργασίας, αλλά πρέπει να δώσουν τη θέση τους σε πιο κατάλληλο εξοπλισμό ανταλλαγής θερμότητας στην επιδίωξη υψηλής απόδοσης και συμπαγούς.

Δημοφιλείς Ετικέτες: Καλής ποιότητας Εναλλάκτης θερμότητας διπλού σωλήνα, Κίνα καλής ποιότητας Διπλό σωλήνα Συλλόγου Θερμικής εναλλάκτη θερμότητας, προμηθευτές