औद्योगिक फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर ASME प्रमाणित शेल ट्यूब प्रकार हीट एक्सचेंजर

 
औद्योगिक फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर | ASME प्रमाणित
 
 
 
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर क्या है?
 
एक फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स के सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकारों में से एक है, जो अपनी सादगी, मजबूत निर्माण और लागत-प्रभावशीलता के लिए जाना जाता है। इस डिज़ाइन में, ट्यूब बंडल को स्थायी रूप से दोनों सिरों पर एक स्थिर ट्यूब शीट में वेल्ड या विस्तारित किया जाता है, जिसे बाद में शेल से बोल्ट किया जाता है। यह कॉन्फ़िगरेशन कुछ मामलों में फ्लोटिंग हेड या विस्तार जोड़ों की आवश्यकता को समाप्त करता है, जिससे यह मध्यम थर्मल तनाव और साफ ऑपरेटिंग तरल पदार्थों वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाता है।
 

 
 
मुख्य घटक:
 
ट्यूब शीट:
 
मोटी, गोलाकार प्लेटें (अक्सर कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील, या टाइटेनियम) जो ट्यूबों को जगह पर रखती हैं।
 
ट्यूबों को रिसाव-प्रूफ सील सुनिश्चित करने के लिए ट्यूब शीट में वेल्ड, रोल या विस्तारित किया जाता है।
 
ट्यूब:
 
आमतौर पर ¾" से 1.5" व्यास में, तांबा, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, या निकल मिश्र धातुओं जैसी सामग्रियों से बना होता है।
 
गर्मी हस्तांतरण और सफाई पहुंच को संतुलित करने के लिए त्रिकोणीय (30°/60°), वर्ग (90°), या घुमाए गए वर्ग लेआउट में व्यवस्थित।
 
शेल:
 
बेलनाकार पोत (कार्बन स्टील जंग-प्रतिरोधी सामग्री के साथ लिपटा हुआ) जिसमें ट्यूब बंडल होता है।
 
बाफल्स (खंडीय, हेलिकल, या रॉड-प्रकार) अशांति और गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाने के लिए शेल-साइड तरल पदार्थ के प्रवाह को निर्देशित करते हैं।
 
चैनल/हेडर:
 
वेग और निवास समय को अनुकूलित करने के लिए ट्यूब-साइड तरल पदार्थ को कई पास (1-पास, 2-पास, आदि) में वितरित करें।
 
 
कार्य सिद्धांत
 
तरल पदार्थ दो अलग-अलग सर्किटों से होकर गुजरते हैं:
 
ट्यूब-साइड तरल पदार्थ: ट्यूबों से होकर गुजरता है (डिज़ाइन के आधार पर 1 से 8 पास)।
 
शेल-साइड तरल पदार्थ: ट्यूबों के चारों ओर बहता है, बाफल्स द्वारा निर्देशित क्रॉस-फ्लो संपर्क को अधिकतम करने के लिए।
गर्मी चालन और संवहन के माध्यम से ट्यूब दीवारों पर स्थानांतरित होती है, जिसमें काउंटरफ्लो व्यवस्था सबसे अधिक लॉग माध्य तापमान अंतर (LMTD) प्राप्त करती है।
 
 
तकनीकी विशिष्टताएँ
 

 
 
डिजाइन विचार
 
थर्मल स्ट्रेस प्रबंधन:
 
फिक्स्ड ट्यूब शीट शेल और ट्यूबों के बीच विभेदक थर्मल विस्तार को प्रतिबंधित करते हैं।
 
समाधान:
 
विस्तार जोड़: धौंकनी या फ्लैंज वाले जोड़ अक्षीय विस्तार को अवशोषित करते हैं (भाप अनुप्रयोगों में आम)।
 
सामग्री मिलान: शेल/ट्यूब सामग्री के लिए समान थर्मल विस्तार गुणांक का उपयोग करें (उदाहरण के लिए, कार्बन स्टील ट्यूबों के साथ कार्बन स्टील शेल)।
 
दबाव बाधाएँ:
 
उच्च दबाव अनुप्रयोगों के लिए मोटी ट्यूब शीट (300 मिमी तक)।
 
छोटे ट्यूब व्यास (उदाहरण के लिए, ¾") दबाव प्रतिरोध में सुधार करते हैं।
 
फॉलिंग शमन:
 
चिपचिपे तरल पदार्थों के लिए गैर-स्टिक कोटिंग (PTFE) के साथ चिकनी ट्यूब।
 
रखरखाव के लिए रासायनिक सफाई पोर्ट या CIP (क्लीन-इन-प्लेस) सिस्टम।
 
 
सामग्री चयन
 

 
 
लाभ
 
कम लागत: फ्लोटिंग हेड या यू-ट्यूब डिज़ाइनों की तुलना में कम चलने वाले हिस्से और सरल निर्माण।
 
रिसाव प्रतिरोध: वेल्डेड ट्यूब शीट रिसाव के जोखिम को कम करते हैं।
 
कॉम्पैक्टनेस: सीमित स्थान में उच्च दबाव/तापमान कर्तव्यों के लिए आदर्श।
 
 
सीमाएँ
 
रखरखाव चुनौतियाँ: ट्यूब बंडल को हटाया नहीं जा सकता; यांत्रिक सफाई मुश्किल है।
 
थर्मल स्ट्रेस संवेदनशीलता: विस्तार जोड़ों के बिना बड़े ΔT (>100°C) के लिए अनुपयुक्त।
 
फॉलिंग प्रोन: संकीर्ण पिच डिज़ाइन गंदे तरल पदार्थों के साथ अवरुद्ध होने का जोखिम उठाते हैं।
 
 
अनुप्रयोग
 
रासायनिक/पेट्रोकेमिकल: गैर-फॉलिंग तरल पदार्थों के लिए कंडेनसर, रीबॉयलर और कूलर।
 
बिजली उत्पादन: फीडवाटर हीटर, ल्यूब ऑयल कूलर।
 
HVAC: चिलर और जिला ताप प्रणाली।
 
फार्मास्यूटिकल्स: क्रॉस-संदूषण को रोकने के लिए डबल ट्यूब शीट के साथ बाँझ गर्मी विनिमय।
 
 
मानक और कोड
 
TEMA (ट्यूबलर एक्सचेंजर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन): क्लास R (रिफाइनरी), C (सामान्य), या B (रासायनिक)।
 
ASME BPVC सेक्शन VIII: दबाव पोत डिजाइन को नियंत्रित करता है।
 
ISO 16812: शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है।
 
 
निष्कर्ष
 
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर्स सादगी, विश्वसनीयता और लागत के बीच संतुलन बनाते हैं, जिससे वे मध्यम थर्मल और दबाव स्थितियों के लिए एक गो-टू विकल्प बन जाते हैं। उनका डिज़ाइन लचीलापन—बाफल स्पेसिंग, ट्यूब सामग्री और विस्तार जोड़ों जैसे संशोधकों के माध्यम से—विभिन्न उद्योगों के लिए अनुकूलन की अनुमति देता है। हालाँकि, डिज़ाइन चरण के दौरान फॉलिंग, थर्मल विस्तार और रखरखाव पहुंच पर सावधानीपूर्वक विचार करना महत्वपूर्ण है।