औद्योगिक फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर क्या है?
एफिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजरसबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया प्रकार के एक शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर, इसकी सादगी, मजबूत निर्माण, और लागत प्रभावीता के लिए प्रसिद्ध है। इस डिजाइन में,ट्यूब बंडल स्थायी रूप से वेल्डेड या दोनों सिरों पर एक स्थिर ट्यूब शीट में विस्तारित है, जो तब खोल पर बोल्ट किया जाता है। यह विन्यास कुछ मामलों में तैरते सिर या विस्तार जोड़ों की आवश्यकता को समाप्त करता है,इसे मध्यम थर्मल तनाव और स्वच्छ संचालन तरल पदार्थों के साथ अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बना रहा है.
प्रमुख घटक:
ट्यूब शीट:
मोटी, गोल प्लेटें (अक्सर कार्बन स्टील, स्टेनलेस स्टील या टाइटेनियम) जो ट्यूबों को जगह में रखती हैं।
ट्यूबों को या तो वेल्डेड, रोल्ड या ट्यूब शीट में विस्तारित किया जाता है ताकि एक लीक-प्रूफ सील सुनिश्चित हो सके।
ट्यूब:
आम तौर पर 3⁄4 "से 1.5" व्यास, तांबा, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम, या निकल मिश्र धातु जैसे सामग्रियों से बने होते हैं।
त्रिभुज (30°/60°), वर्ग (90°), या घुमाया वर्ग लेआउट में व्यवस्थित गर्मी हस्तांतरण और सफाई पहुंच को संतुलित करने के लिए।
शेलः
पाइप बंडल को रखने के लिए बेलनाकार पात्र (जंग प्रतिरोधी सामग्री से लेपित कार्बन स्टील)
बाफल्स (सेगमेंटल, हेलिकल या रॉड-टाइप) टर्बुलेंस और गर्मी हस्तांतरण को बढ़ाने के लिए खोल-साइड तरल पदार्थ प्रवाह को निर्देशित करते हैं।
चैनल/शीर्षक:
गति और निवास समय को अनुकूलित करने के लिए ट्यूब-साइड द्रव को कई पासों (1-पास, 2-पास, आदि) में वितरित करें।
कार्य सिद्धांत
तरल पदार्थ दो अलग-अलग सर्किटों से होकर गुजरते हैंः
ट्यूब-साइड तरल पदार्थःट्यूबों के माध्यम से गुजरता है (1 से 8 पास, डिजाइन के आधार पर) ।
शेल साइड फ्लूइडःट्यूबों के चारों ओर बहता है, पार प्रवाह संपर्क को अधिकतम करने के लिए बफल्स द्वारा निर्देशित किया जाता है।
ट्यूब की दीवारों के माध्यम से प्रवाह और संवहन के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण, सबसे अधिक लॉग औसत तापमान अंतर (LMTD) प्राप्त करने वाले काउंटरफ्लो व्यवस्थाओं के साथ।
तकनीकी विनिर्देश
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पैरामीटर |
विशिष्ट सीमा |
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दबाव |
शेल-साइडः 150 बार (2175 पीएसआई) तक |
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ट्यूब-साइडः 300 बार (4350 पीएसआई) तक |
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तापमान |
मानकः -20°C से 400°C (-4°F से 750°F) |
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उच्च तापमान डिजाइनः 600°C (1112°F) तक |
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थर्मल विस्तार |
विस्तार जोड़ों की आवश्यकता है यदि ΔT > 50 ̊100 °C खोल/ट्यूब सामग्री के बीच। |
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फोल्डिंग प्रतिरोध |
ट्यूब पिच ≥ 1.25x ट्यूब व्यास सफाई के लिए। |
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सतह क्षेत्रफल |
कॉम्पैक्ट डिजाइनः 5500 वर्ग मीटर (545380 फीट) |
डिजाइन संबंधी विचार
थर्मल तनाव प्रबंधन:
फिक्स्ड ट्यूब शीट से शेल और ट्यूब के बीच थर्मल विस्तार का अंतर सीमित होता है।
समाधान:
विस्तार जोड़ः बेलो या फ्लैंग्ड जोड़ अक्षीय विस्तार को अवशोषित करते हैं (भाप अनुप्रयोगों में आम हैं) ।
सामग्री मिलानः शेल/ट्यूब सामग्री के लिए समान थर्मल विस्तार गुणांक का प्रयोग करें (उदाहरण के लिए, कार्बन स्टील ट्यूब के साथ कार्बन स्टील शेल) ।
दबाव सीमाएंः
उच्च दबाव अनुप्रयोगों के लिए मोटी ट्यूब शीट (300 मिमी तक)
छोटे ट्यूब व्यास (जैसे, 3⁄4") दबाव प्रतिरोध में सुधार करते हैं।
फॉलिंग को कम करना:
चिपचिपा तरल पदार्थों के लिए गैर चिपचिपा कोटिंग (PTFE) वाले चिकनी ट्यूब।
रखरखाव के लिए रासायनिक सफाई बंदरगाह या सीआईपी (क्लीन-इन-प्लेस) प्रणाली
सामग्री का चयन
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घटक |
सामान्य सामग्री |
उपयोग मामला |
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ट्यूब |
SS 316L, टाइटेनियम, क्यू-नी, इनकोनेल, हैस्टेलॉय |
संक्षारक/उच्च शुद्धता वाले तरल पदार्थ (जैसे, एचसीएल, समुद्री जल) |
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शेल |
कार्बन स्टील (एसएस के साथ लेपित, रबर से ढंका हुआ) |
लागत संवेदनशील, गैर संक्षारक तरल पदार्थ। |
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बफ़ल |
एसएस 304, सीएस एपोक्सी कोटिंग के साथ |
क्षरण/क्षरण प्रतिरोध |
लाभ
कम लागतः फ्लोटिंग हेड या यू-ट्यूब डिजाइनों की तुलना में कम चलती भाग और सरल निर्माण।
रिसाव प्रतिरोधः वेल्डेड ट्यूब शीट रिसाव के जोखिम को कम करती है।
संकुचितताः सीमित स्थान में उच्च दबाव/तापमान के कार्य के लिए आदर्श।
सीमाएँ
रख-रखाव की कठिनाइयां: ट्यूब बंडलों को हटाया नहीं जा सकता; यांत्रिक सफाई मुश्किल है।
थर्मल तनाव संवेदनशीलताः विस्तार जोड़ों के बिना बड़े ΔT (> 100°C) के लिए अनुपयुक्त।
फोल्डिंग प्रवणः संकीर्ण पिच डिजाइनों में गंदे तरल पदार्थों से बंद होने का खतरा होता है।
आवेदन
रासायनिक/पेट्रोकेमिकलः गैर-फॉलिंग तरल पदार्थों के लिए कंडेनसर, रिबोयलर और कूलर।
विद्युत उत्पादन: जल ताप, स्नेहक तेल शीतलक।
एचवीएसी: शीतलक और दूरदराज के हीटिंग सिस्टम।
औषधिः पारसंक्षारण को रोकने के लिए दोहरी ट्यूब शीट के साथ बाँझ गर्मी विनिमय।
मानक और संहिताएँ
टीईएमए (ट्यूबलर एक्सचेंजर मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन): कक्षा आर (रिफाइनरी), सी (सामान्य), या बी (रासायनिक)
एएसएमई बीपीवीसी खंड VIII: दबाव पोत डिजाइन को नियंत्रित करता है।
आईएसओ 16812: शेल-एंड-ट्यूब हीट एक्सचेंजर की आवश्यकताओं को निर्दिष्ट करता है।
निष्कर्ष
फिक्स्ड ट्यूब शीट हीट एक्सचेंजर सरलता, विश्वसनीयता और लागत के बीच संतुलन बनाए रखते हैं, जिससे वे मध्यम थर्मल और दबाव स्थितियों के लिए एक विकल्प बन जाते हैं।उनकी डिजाइन लचीलापन ✓बफल दूरी जैसे संशोधकों के माध्यम से, ट्यूब सामग्री, और विस्तार जोड़ों विभिन्न उद्योगों के लिए अनुकूलन की अनुमति देता है।और रखरखाव का उपयोग डिजाइन चरण के दौरान महत्वपूर्ण है.
