Μικρός εναλλάκτης θερμότητας τύπου κελύφους και σωλήνων | Συμπαγής / Προεγκατεστημένος σε πλαίσιο | Σταθερό φύλλο σωλήνων / U-σωλήνας | Υλικά: CS / 304 / 316L / Ti
Επισκόπηση – Συμπαγής εναλλάκτης θερμότητας τύπου κελύφους και σωλήνων
Ένας μικρός εναλλάκτης θερμότητας τύπου κελύφους και σωλήνων είναι μια συμπαγής μονάδα μεταφοράς θερμότητας σχεδιασμένη για εφαρμογές χαμηλής έως μέτριας απόδοσης όπου ο χώρος εγκατάστασης, ο χρόνος εγκατάστασης και το κεφαλαιουχικό κόστος είναι περιορισμένα. Τυπικές διάμετροι κελύφους κυμαίνονται από DN100 έως DN500, με επιφάνειες μεταφοράς θερμότητας από 1 m² έως 50 m² ανά μονάδα.
Αυτό το προϊόν έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί σύμφωνα με τα TEMA Class C ή B, ASME Section VIII Division 1 και GB/T 151. Είναι κατάλληλο για ψύξη διεργασιών, προετοιμασία δειγμάτων, ψύξη υδραυλικού λαδιού, δειγματοληψία ατμού, υπηρεσία πιλοτικής μονάδας και βοηθητικά συστήματα σε μεγαλύτερες μονάδες.
Τυπικές Εφαρμογές
| Εφαρμογή | Ρευστό στην πλευρά των σωλήνων | Ρευστό στην πλευρά του κελύφους | Τυπική Απόδοση |
|---|---|---|---|
| Ψύκτης υδραυλικού λαδιού | Υδραυλικό λάδι | Νερό ψύξης | 5 – 50 kW |
| Ψύκτης δειγμάτων | Δείγμα διεργασίας | Νερό ψύξης | 1 – 10 kW |
| Δειγματοληψία ατμού | Ατμός / συμπύκνωμα | Νερό ψύξης | 2 – 20 kW |
| Αντιδραστήρας πιλοτικής μονάδας | Ρευστό διεργασίας | Μέσο θέρμανσης ή ψύξης | 5 – 100 kW |
| Ψύκτης λαδιού συμπιεστή | Λιπαντικό λάδι | Νερό ψύξης | 10 – 80 kW |
| Βοηθητικός ψύκτης λαδιού λίπανσης | Λάδι λίπανσης τουρμπίνας | Νερό ψύξης | 20 – 150 kW |
| Γραμμή χημικής δοσομέτρησης | Χημικό διάλυμα | Ρευστό ψύξης ή θέρμανσης | 1 – 30 kW |
Τύποι Κατασκευής
Σταθερό Φύλλο Σωλήνων (TEMA L / M / N)
Σωλήνες στερεωμένοι και στα δύο άκρα σε σταθερά φύλλα σωλήνων
Κέλυφος και φύλλα σωλήνων συγκολλημένα ή βιδωμένα
Κατάλληλο για καθαρά ρευστά στην πλευρά του κελύφους και μέτρια διαφορά θερμοκρασίας
Χαμηλότερο κόστος και απλούστερη κατασκευή
U-σωλήνας (TEMA U)
Σωλήνες λυγισμένοι σε σχήμα U, και τα δύο άκρα στερεωμένα σε ένα φύλλο σωλήνων
Οι σωλήνες διαστέλλονται ελεύθερα, επιτρέποντας μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας
Συστοιχία αφαιρούμενη για καθαρισμό στην πλευρά του κελύφους
Κατάλληλο για μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας και υψηλή πίεση στην πλευρά των σωλήνων
Κεφαλή πλωτή (TEMA P / S / T)
Ένα φύλλο σωλήνων σταθερό, ένα πλωτό
Συστοιχία πλήρως αφαιρούμενη για μηχανικό καθαρισμό και στις δύο πλευρές
Κατάλληλο για υπηρεσία εναπόθεσης και μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας
Υψηλότερο κόστος από σταθερό ή U-σωλήνα
Παράμετροι Σχεδιασμού
| Παράμετρος | Εύρος | Σημείωση |
|---|---|---|
| Διάμετρος κελύφους | DN100 – DN500 | Συμπαγές αποτύπωμα |
| Εξωτερική διάμετρος σωλήνα | 12.7 mm – 25.4 mm | Μικρότερη εξωτερική διάμετρος για υψηλότερη πίεση |
| Πάχος τοιχώματος σωλήνα | 1.0 mm – 2.5 mm | Σύμφωνα με ASME VIII-1 UG-27 |
| Μήκος σωλήνα | 500 mm – 3,000 mm | Περιορίζεται από τη μεταφορά και τον χειρισμό |
| Επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας | 1 m² – 50 m² | Ανά μονάδα |
| Πίεση σχεδιασμού (πλευρά σωλήνων) | Έως 4.0 MPa | Διαθέσιμο υψηλότερο κατόπιν ειδικού σχεδιασμού |
| Πίεση σχεδιασμού (πλευρά κελύφους) | Έως 2.5 MPa | Διαθέσιμο υψηλότερο κατόπιν ειδικού σχεδιασμού |
| Θερμοκρασία σχεδιασμού | -20°C έως +400°C | Εξαρτάται από το υλικό |
| Βήμα σωλήνων | 1.25 × – 1.5 × εξωτερική διάμετρος σωλήνα | Τριγωνική ή τετράγωνη διάταξη |
| Αριθμός περασμάτων σωλήνων | 1, 2, ή 4 | Σύμφωνα με τον θερμικό σχεδιασμό |
| Αριθμός περασμάτων κελύφους | 1 ή 2 | Σύμφωνα με τον θερμικό σχεδιασμό |
Επιλογή Υλικών
Υλικά Σωλήνων και Φύλλων Σωλήνων
| Υλικό | Προδιαγραφή | Εύρος Θερμοκρασίας | Εφαρμογή |
|---|---|---|---|
| Ανθρακούχος χάλυβας | SA-179 / SA-106 Gr.B | -20°C έως +425°C | Νερό, λάδι, ατμός, καθαρά ρευστά |
| Ανοξείδωτος 304 / 304L | ASTM A213 | -196°C έως +400°C | Ήπια διαβρωτικά ρευστά, καθαρός ατμός |
| Ανοξείδωτος 316 / 316L | ASTM A213 | -196°C έως +400°C | Οργανικά οξέα, διαλύματα αλάτων, χλωρίδια ≤ 200 ppm |
| Τιτάνιο Gr.2 | ASTM B338 | -40°C έως +230°C | Θαλασσινό νερό, άλμη, υπηρεσία υψηλών χλωριδίων |
Υλικά Κελύφους
Ανθρακούχος χάλυβας SA-516 Gr.70 για μη διαβρωτικά ρευστά στην πλευρά του κελύφους
Ανοξείδωτος 304L / 316L για διαβρωτικά ρευστά στην πλευρά του κελύφους
Το υλικό του κελύφους μπορεί να διαφέρει από το υλικό των σωλήνων για βελτιστοποίηση του κόστους
Υλικά Φλάντζας
| Τύπος Φλάντζας | Εύρος Θερμοκρασίας | Όριο Πίεσης | Εφαρμογή |
|---|---|---|---|
| Μη-αμιαντικό ίνα | -40°C έως +250°C | ≤ 4.0 MPa | Γενική υπηρεσία |
| Σπειροειδές (SS + γραφίτης) | -196°C έως +450°C | ≤ 10.0 MPa | Υψηλή θερμοκρασία και πίεση |
| Περίβλημα PTFE | -40°C έως +200°C | ≤ 2.0 MPa | Διαβρωτική υπηρεσία και υπηρεσία υψηλής καθαρότητας |
Παράμετροι Θερμικού Σχεδιασμού
| Παράμετρος | Τυπικό Εύρος | Σημείωση |
|---|---|---|
| Συντελεστής συνολικής μεταφοράς θερμότητας (νερό-νερό) | 800 – 1,500 W/m²·K | Εξαρτάται από την ταχύτητα και την εναπόθεση |
| Συντελεστής συνολικής μεταφοράς θερμότητας (λάδι-νερό) | 200 – 600 W/m²·K | Εξαρτάται από το ιξώδες του λαδιού |
| Συντελεστής συνολικής μεταφοράς θερμότητας (ατμός-νερό) | 1,000 – 2,500 W/m²·K | Εξαρτάται από την ποιότητα του ατμού |
| Ταχύτητα στην πλευρά των σωλήνων (υγρό) | 0.5 – 2.5 m/s | Υψηλότερη ταχύτητα αυξάνει τον HTC αλλά και την πτώση πίεσης |
| Ταχύτητα στην πλευρά του κελύφους (υγρό) | 0.3 – 1.5 m/s | Περιορίζεται από την επιτρεπόμενη πτώση πίεσης |
| Επιτρεπόμενη πτώση πίεσης στην πλευρά των σωλήνων | 20 – 50 kPa | Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής |
| Επιτρεπόμενη πτώση πίεσης στην πλευρά του κελύφους | 20 – 50 kPa | Σύμφωνα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής |
| Συντελεστής εναπόθεσης (νερό) | 0.0001 – 0.0003 m²·K/W | Σύμφωνα με τον πίνακα TEMA |
| Συντελεστής εναπόθεσης (λάδι) | 0.0002 – 0.0005 m²·K/W | Σύμφωνα με τον πίνακα TEMA |
Τυπικές Διαμορφώσεις
Σταθερό Φύλλο Σωλήνων – Βιδωτό Κάλυμμα
Κέλυφος: Άνευ ραφής σωλήνας ή ελασματοποιημένη πλάκα
Φύλλο σωλήνων: Βιδωμένο μεταξύ φλάντζας κελύφους και φλάντζας καναλιού
Κανάλι: Βιδωτό κάλυμμα με συνδέσεις φλάντζας
Συνδέσεις: Σπειρωτές NPT ή φλάντζες σύμφωνα με ASME B16.5
Τυπική εφαρμογή: Ψύξη νερού, ψύξη λαδιού λίπανσης, ψύξη δειγμάτων
U-σωλήνας – Αφαιρούμενη Συστοιχία
Κέλυφος: Άνευ ραφής σωλήνας με κλειστό άκρο φλάντζας στη μία πλευρά
Φύλλο σωλήνων: Ένα σταθερό φύλλο σωλήνων
Συστοιχία: Αφαιρούμενη για καθαρισμό στην πλευρά του κελύφους
Συνδέσεις: Φλάντζες σύμφωνα με ASME B16.5
Τυπική εφαρμογή: Μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας, υπηρεσία ατμού
Μονάδα Προεγκατεστημένη σε Πλαίσιο
Εναλλάκτης θερμότητας τοποθετημένος σε πλαίσιο δομικού χάλυβα με σωληνώσεις, βαλβίδες και όργανα
Περιλαμβάνει: Μετρητές θερμοκρασίας, μετρητές πίεσης, ενδείκτες ροής και βαλβίδες ελέγχου όπως απαιτείται
Διαστάσεις πλαισίου: Τυπικά 1.0 m × 0.8 m έως 2.5 m × 1.5 m
Παρέχονται ωτίδες ανύψωσης για μεταφορά και εγκατάσταση
Τυπική εφαρμογή: Πιλοτική μονάδα, βοηθητικά συστήματα, απομακρυσμένες τοποθεσίες
Κατασκευή και Επιθεώρηση
Σύνδεση Σωλήνα-Φύλλου Σωλήνων
Μόνο διαστολή: Υδραυλική διαστολή στα 160 – 200 MPa, διατήρηση 5 – 8 δευτερολέπτων
Μόνο συγκόλληση: Συγκόλληση TIG, σκέλος 1.5 – 2.0 mm
Συγκόλληση + διαστολή: Συγκόλληση στεγανοποίησης συν διαστολή για κυκλική υπηρεσία
100% έλεγχος διεισδυτικότητας σε συγκολλημένες συνδέσεις
Δοκιμή εφελκυσμού στο πρώτο άρθρο, στόχος ≥ 20 MPa για ανθρακούχο χάλυβα
Υδροστατική Δοκιμή
Πίεση δοκιμής: 1.3 × πίεση σχεδιασμού σύμφωνα με ASME VIII-1 UG-99
Χρόνος διατήρησης: ≥ 30 λεπτά
Αποδοχή: Μηδενική πτώση πίεσης και καμία ορατή διαρροή
Μέσο δοκιμής: Καθαρό νερό με αναστολέα διάβρωσης
Έλεγχος Διαστάσεων
Διάμετρος και μήκος κελύφους
Μοτίβο οπών φύλλου σωλήνων
Προσανατολισμός και προβολή ακροφυσίων
Συνολικές διαστάσεις και θέση ωτίδων ανύψωσης
Τεκμηρίωση ανά Αποστολή
Πιστοποιητικά δοκιμής υλικού σύμφωνα με EN 10204 3.1 ή 3.2
Φύλλο δεδομένων TEMA συμπληρωμένο σύμφωνα με τον σχεδιασμό
Έκθεση ελέγχου διαστάσεων
Έκθεση υδροστατικής δοκιμής με διάγραμμα πίεσης
Εκθέσεις NDE για PT και RT όπως πραγματοποιήθηκαν
Προδιαγραφή διαδικασίας συγκόλλησης και αρχείο πιστοποίησης διαδικασίας
Σχέδιο ως κατασκευάστηκε
Εγχειρίδιο λειτουργίας και συντήρησης
Λίστα Ελέγχου Επιλογής – Μικρός Εναλλάκτης Θερμότητας Τύπου Κελύφους και Σωλήνων
Ονόματα ρευστών στην πλευρά των σωλήνων και στην πλευρά του κελύφους
Θερμοκρασίες εισόδου και εξόδου και για τις δύο πλευρές
Πίεση σχεδιασμού και για τις δύο πλευρές
Θερμοκρασία σχεδιασμού και για τις δύο πλευρές
Απαιτούμενη θερμική απόδοση σε kW
Επιτρεπόμενη πτώση πίεσης και για τις δύο πλευρές
Προτίμηση υλικού για σωλήνες και κέλυφος
Προτίμηση τύπου TEMA: Σταθερό, U-σωλήνας, ή πλωτή κεφαλή
Τύπος σύνδεσης: Σπειρωτή ή φλάντζα
Τοποθέτηση: Αυτόνομη ή προεγκατεστημένη σε πλαίσιο
Απαιτήσεις οργάνων
Εφαρμοστέο πρότυπο: TEMA, ASME VIII-1, ή GB/T 151
Δήλωση Περιορισμών Σχεδιασμού – Μικρός Εναλλάκτης Θερμότητας Τύπου Κελύφους και Σωλήνων
Ο μικρός εναλλάκτης θερμότητας τύπου κελύφους και σωλήνων υπόκειται στους ακόλουθους περιορισμούς:
Έχει σχεδιαστεί μόνο για την καθορισμένη πίεση και θερμοκρασία. Η λειτουργία εκτός αυτών των ορίων ακυρώνει τον σχεδιασμό.
Ο σχεδιασμός σταθερού φύλλου σωλήνων μπορεί να απαιτεί αρμό διαστολής εάν η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ σωλήνων και κελύφους υπερβαίνει τους 60°C για ανθρακούχο χάλυβα ή τους 40°C για ανοξείδωτο χάλυβα.
Δεν συνιστάται περιεκτικότητα στερεών στην πλευρά των σωλήνων άνω του 2% κατά βάρος χωρίς φίλτρο κατάντη.
Ο μηχανικός καθαρισμός της πλευράς των σωλήνων απαιτεί ευθείς σωλήνες και πρόσβαση και στις δύο όψεις των φύλλων σωλήνων. Οι συστοιχίες U-σωλήνων δεν μπορούν να καθαριστούν μηχανικά μέσα στους σωλήνες.
Για υπηρεσία εναπόθεσης, συνιστάται σχεδιασμός πλωτής κεφαλής ή U-σωλήνα με αφαιρούμενη συστοιχία.
Το νερό υδροστατικής δοκιμής για ανοξείδωτο χάλυβα πρέπει να έχει περιεκτικότητα σε χλώριο ≤ 50 ppm για την πρόληψη της ρωγμάτωσης λόγω διάβρωσης υπό τάση.
Οι μονάδες προεγκατεστημένες σε πλαίσιο απαιτούν επίπεδη βάση και επαρκή πρόσβαση για συντήρηση.
