Zmiana wielkości rurki do wymiennika ciepła

Zastępna paczka rur dla pływającego wymiennika ciepła.

Co to jest Tube Bundle?

Zestaw rur jest podstawowym elementem wymiennika ciepła, składającego się z rur, arkuszy rur, rozstawek, rozstawek i prętów.zestaw rur jest zrekonfigurowany tak, aby pasował do konstrukcji stałej arkuszy rur, oferując wyraźne zalety w zakresie kosztów, prostoty i niezawodności dla konkretnych zastosowań.wymagania utrzymania są minimalnePoniżej przedstawiono szczegółowy podział roli zestawu rur w zastępowaniu wymienników głowic pływających, w tym specyfikacje techniczne,rozważania projektowe, i kompromisów.

Kluczowe elementy zestawu rur

1. Rury:

   • Materiał: stal nierdzewna (316L), tytan, stopy miedzi i niklu lub Inconel, wybrane ze względu na odporność na korozję i przewodność cieplną.

   • Średnica: zazwyczaj od 3⁄4 do 1,5" OD (19 ′′ 38 mm), z grubością ścian od 1,2 ′′ 3 mm (BWG 12 ′′ 18).

   • Układ: trójkątne (30°/60°), kwadratowe (90°) lub obrotowe wzory kwadratowe w celu optymalizacji transferu ciepła i dostępu do czyszczenia.

2. Pozostałe:

   • Gęste okrągłe płyty (czelika węglowego, stali nierdzewnej lub materiałów pokrytych), które zakotwiczają rury.

   • Rury są spawane, walcowane lub rozszerzane na arkusze, aby uzyskać sztywne, nieprzepuszczalne uszczelnienie.

3. Wyrzuty:

   • Rodzaje: Segmentacyjne (najczęściej występujące), spiralne lub prętowe osłony, które kierują przepływem po stronie powłoki i zapobiegają wibracjom.

   • Odległość: 20~50% średnicy powłoki; bliższa odległość zwiększa turbulencje, ale zwiększa spadek ciśnienia.

4. Rury do krawatów i odległości:

   • Utrzymanie ustawienia obudowy i integralności wiązki rur w warunkach obciążenia.

Po co zastępować pływające wymienniki głowic stałymi zestawami rur?

Wymienniki ciepła z głowicą pływającą umożliwiają rozszerzenie termiczne poprzez umożliwienie "pływania" jednej tablicy rur, umożliwiając łatwe usunięcie wiązki rur w celu konserwacji.

• Zmniejszenie kosztów jest kluczowe (brak układu głowicy pływającej, mniejsza liczba uszczelnienia).

• Ryzyko wycieku musi być zminimalizowane (spożone arkusze rur eliminują awarie uszczelnienia).

• Warunki wysokiego ciśnienia/wysokiej temperatury (HPHT) wymagają solidnej konstrukcji.

• Minimalne zanieczyszczenie, zmniejszające konieczność częstego czyszczenia mechanicznego.

Dostosowania techniczne do wymiany zestawu rurociągów stałych

1. Zarządzanie stresem termicznym:

   • Głowy pływające w sposób naturalny dopasowują się do rozszerzenia termicznego, ale wiązki stałych rur wymagają:

     • Złącza rozszerzające: Złącza na obudowie, które absorbują rozszerzenie różnicowe (krytyczne, jeśli ΔT > 50 ̊100 °C).

     • Dopasowanie materiałów: wykorzystanie materiałów powłoki/rury o podobnych współczynnikach rozszerzenia termicznego (np. powłoka ze stali węglowej z rurami ze stali węglowej).

2. Projekt ciśnienia:

   • Płyty z stałych rur są pogrubione (do 300 mm) w celu wytrzymania wysokiego ciśnienia (do 300 barów po stronie rur).

   • Mniejsze średnice rur (np. 3⁄4") zwiększają odporność na ciśnienie.

3. Zmniejszenie zanieczyszczeń:

   • Szersza rozpiętość rury (średnica rury 1,25 x 1,5 x) w celu zmniejszenia zatkania.

   • Rury gładkie lub powlekane (np. PTFE) dla lepkich lub żrących płynów.

4. Przepisy dotyczące utrzymania:

   • Przystanki do czyszczenia chemicznego lub systemy CIP (Clean-in-Place) w celu zrekompensowania nieusuwalnych wiązek.

Porównanie: Zestaw stałych rur i głowica pływająca

Zalety stałych zestawów rur zamiennych

1. Efektywność kosztowa:

   • Wyeliminuje pływające części głowicy (np. podzielone pierścienie wspierające, uszczelki gruczołowe), zmniejszając koszty produkcji i utrzymania.

2. Kompaktowy projekt:

   • Idealny do instalacji o ograniczonej przestrzeni ze względu na mniejszą liczbę ruchomych części.

3. Trwałość:

   • Spawane blachy rurowe wytrzymują wyższe ciśnienie i temperatury bez wycieku.

4. Uproszczona operacja:

   • Brak ryzyka nieprawidłowego ustawienia głowicy pływającej lub degradacji uszczelnienia w czasie.

Ograniczenia i strategie łagodzenia

1. Ograniczenia rozszerzenia termicznego:

   • Rozwiązanie: zainstalować złącza rozszerzające lub użyć elastycznych konstrukcji powłok (np. miotaczy).

2. Wrażliwość na zaburzenia:

   • Rozwiązanie: Zintegrować automatyczne systemy czyszczenia (np. CIP) lub powłoki przeciwprzebarwienia.

3. Zestawy nieusuwalne:

   • Rozwiązanie: Zaprojektowanie do czyszczenia chemicznego lub określenie ultragładkich rur w celu opóźnienia zanieczyszczenia.

Aplikacje nadające się do wymiany zestawu stałych rur

1. Rafinerie:

   • Chłodnie gazowe pod wysokim ciśnieniem, w których ryzyko wycieku przewyższa potrzeby konserwacji.

2. Elektrownie:

   • Podgrzewacze wody podgrzewającej i chłodnie oleju smarowego o stabilnym cyklu termicznym.

3. Przetwarzanie chemiczne:

   • Wymienniki płynów, które nie powodują zanieczyszczenia (np. rozpuszczalniki, płyny destylowane).

4. Systemy HVAC:

   • Chillery i kondensatory z obwodami czystej wody.

Standardy i zgodność

• TEMA klasa R/C/B: dyktuje zasady projektowania stałych wymienników tablic rur.

• Sekcja VIII normy ASME BPVC: reguluje klasyfikację elementów pod ciśnieniem (listy rur, powłoki).

• ISO 16812: określa wymagania dotyczące właściwości termicznych i konstrukcji mechanicznej.