เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อขนาดเล็ก | กะทัดรัด / ติดตั้งบนแท่น | แบบท่อคงที่ / แบบ U-Tube | วัสดุ: CS / 304 / 316L / Ti
ภาพรวม – เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อขนาดกะทัดรัด
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อขนาดเล็กเป็นหน่วยถ่ายเทความร้อนขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่ต้องการกำลังต่ำถึงปานกลาง ซึ่งมีข้อจำกัดด้านพื้นที่ติดตั้ง เวลาในการติดตั้ง และต้นทุนเงินลงทุน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเปลือกทั่วไปมีตั้งแต่ DN100 ถึง DN500 โดยมีพื้นที่ถ่ายเทความร้อนตั้งแต่ 1 ตร.ม. ถึง 50 ตร.ม. ต่อหน่วย
ผลิตภัณฑ์นี้ได้รับการออกแบบและผลิตตามมาตรฐาน TEMA Class C หรือ B, ASME Section VIII Division 1 และ GB/T 151 เหมาะสำหรับการระบายความร้อนในกระบวนการ การปรับสภาพตัวอย่าง การระบายความร้อนน้ำมันไฮดรอลิก การเก็บตัวอย่างไอน้ำ การใช้งานในโรงงานนำร่อง และระบบเสริมในโรงงานขนาดใหญ่
การใช้งานทั่วไป
| การใช้งาน | ของไหลด้านท่อ | ของไหลด้านเปลือก | กำลังทั่วไป |
|---|---|---|---|
| เครื่องทำความเย็นน้ำมันไฮดรอลิก | น้ำมันไฮดรอลิก | น้ำหล่อเย็น | 5 – 50 kW |
| เครื่องทำความเย็นตัวอย่าง | ตัวอย่างกระบวนการ | น้ำหล่อเย็น | 1 – 10 kW |
| การเก็บตัวอย่างไอน้ำ | ไอน้ำ / คอนเดนเสท | น้ำหล่อเย็น | 2 – 20 kW |
| เครื่องปฏิกรณ์โรงงานนำร่อง | ของไหลในกระบวนการ | สารหล่อเย็นหรือสารให้ความร้อน | 5 – 100 kW |
| เครื่องทำความเย็นคอมเพรสเซอร์ | น้ำมันหล่อลื่น | น้ำหล่อเย็น | 10 – 80 kW |
| เครื่องทำความเย็นน้ำมันหล่อลื่นเสริม | น้ำมันหล่อลื่นกังหัน | น้ำหล่อเย็น | 20 – 150 kW |
| สายเคมีสำหรับการจ่าย | สารละลายเคมี | ของไหลที่ใช้ในการทำความร้อนหรือทำความเย็น | 1 – 30 kW |
ประเภทโครงสร้าง
แบบท่อคงที่ (TEMA L / M / N)
ท่อถูกยึดที่ปลายทั้งสองข้างเข้ากับแผ่นท่อที่อยู่กับที่
เปลือกและแผ่นท่อเชื่อมหรือขันแน่น
เหมาะสำหรับของไหลด้านเปลือกที่สะอาดและผลต่างอุณหภูมิปานกลาง
ต้นทุนต่ำสุดและการก่อสร้างที่ง่ายที่สุด
แบบ U-Tube (TEMA U)
ท่อถูกดัดเป็นรูปตัว U ปลายทั้งสองข้างยึดติดกับแผ่นท่อเดียว
ท่อขยายตัวได้อย่างอิสระ รองรับผลต่างอุณหภูมิสูง
ชุดท่อสามารถถอดออกได้เพื่อทำความสะอาดด้านเปลือก
เหมาะสำหรับผลต่างอุณหภูมิสูงและแรงดันด้านท่อสูง
แบบ Floating Head (TEMA P / S / T)
แผ่นท่อหนึ่งแผ่นยึดอยู่ อีกแผ่นหนึ่งลอย
ชุดท่อสามารถถอดออกได้ทั้งหมดเพื่อทำความสะอาดทางกลทั้งสองด้าน
เหมาะสำหรับบริการที่มีการอุดตันและผลต่างอุณหภูมิสูง
ต้นทุนสูงกว่าแบบท่อคงที่หรือแบบ U-Tube
พารามิเตอร์การออกแบบ
| พารามิเตอร์ | ช่วง | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลางเปลือก | DN100 – DN500 | พื้นที่ติดตั้งกะทัดรัด |
| OD ท่อ | 12.7 มม. – 25.4 มม. | OD เล็กกว่าสำหรับแรงดันสูงกว่า |
| ความหนาผนังท่อ | 1.0 มม. – 2.5 มม. | ตาม ASME VIII-1 UG-27 |
| ความยาวท่อ | 500 มม. – 3,000 มม. | จำกัดโดยการขนส่งและการจัดการ |
| พื้นที่ถ่ายเทความร้อน | 1 ตร.ม. – 50 ตร.ม. | ต่อหน่วย |
| แรงดันออกแบบ (ด้านท่อ) | สูงสุด 4.0 MPa | มีค่าสูงกว่าตามการออกแบบพิเศษ |
| แรงดันออกแบบ (ด้านเปลือก) | สูงสุด 2.5 MPa | มีค่าสูงกว่าตามการออกแบบพิเศษ |
| อุณหภูมิออกแบบ | -20°C ถึง +400°C | ขึ้นอยู่กับวัสดุ |
| ระยะห่างท่อ | 1.25 × – 1.5 × OD ท่อ | การจัดเรียงแบบสามเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม |
| จำนวนรอบท่อ | 1, 2 หรือ 4 | ตามการออกแบบทางความร้อน |
| จำนวนรอบเปลือก | 1 หรือ 2 | ตามการออกแบบทางความร้อน |
การเลือกวัสดุ
วัสดุท่อและแผ่นท่อ
| วัสดุ | ข้อกำหนด | ช่วงอุณหภูมิ | การใช้งาน |
|---|---|---|---|
| เหล็กคาร์บอน | SA-179 / SA-106 Gr.B | -20°C ถึง +425°C | น้ำ, น้ำมัน, ไอน้ำ, ของไหลที่สะอาด |
| สแตนเลส 304 / 304L | ASTM A213 | -196°C ถึง +400°C | ของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย, ไอน้ำที่สะอาด |
| สแตนเลส 316 / 316L | ASTM A213 | -196°C ถึง +400°C | กรดอินทรีย์, สารละลายเกลือ, คลอไรด์ ≤ 200 ppm |
| ไทเทเนียม Gr.2 | ASTM B338 | -40°C ถึง +230°C | น้ำทะเล, น้ำเกลือ, บริการที่มีคลอไรด์สูง |
วัสดุเปลือก
เหล็กคาร์บอน SA-516 Gr.70 สำหรับของไหลด้านเปลือกที่ไม่กัดกร่อน
สแตนเลส 304L / 316L สำหรับของไหลด้านเปลือกที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
วัสดุเปลือกอาจแตกต่างจากวัสดุท่อเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน
วัสดุประเก็น
| ประเภทประเก็น | ช่วงอุณหภูมิ | ขีดจำกัดแรงดัน | การใช้งาน |
|---|---|---|---|
| เส้นใยที่ไม่ใช่แอสเบสทอส | -40°C ถึง +250°C | ≤ 4.0 MPa | บริการทั่วไป |
| แบบเกลียวพัน (SS + กราไฟต์) | -196°C ถึง +450°C | ≤ 10.0 MPa | อุณหภูมิและแรงดันสูง |
| แบบหุ้ม PTFE | -40°C ถึง +200°C | ≤ 2.0 MPa | บริการที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและมีความบริสุทธิ์สูง |
พารามิเตอร์การออกแบบทางความร้อน
| พารามิเตอร์ | ช่วงทั่วไป | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (น้ำต่อ-น้ำ) | 800 – 1,500 W/m²·K | ขึ้นอยู่กับความเร็วและการอุดตัน |
| สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (น้ำมันต่อ-น้ำ) | 200 – 600 W/m²·K | ขึ้นอยู่กับความหนืดของน้ำมัน |
| สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (ไอน้ำต่อ-น้ำ) | 1,000 – 2,500 W/m²·K | ขึ้นอยู่กับคุณภาพไอน้ำ |
| ความเร็วของของไหลด้านท่อ (ของเหลว) | 0.5 – 2.5 m/s | ความเร็วที่สูงขึ้นจะเพิ่ม HTC แต่ก็เพิ่มแรงดันตกด้วย |
| ความเร็วของของไหลด้านเปลือก (ของเหลว) | 0.3 – 1.5 m/s | จำกัดโดยแรงดันตกที่ยอมรับได้ |
| แรงดันตกที่ยอมรับได้ด้านท่อ | 20 – 50 kPa | ตามข้อกำหนดการใช้งาน |
| แรงดันตกที่ยอมรับได้ด้านเปลือก | 20 – 50 kPa | ตามข้อกำหนดการใช้งาน |
| ปัจจัยการอุดตัน (น้ำ) | 0.0001 – 0.0003 m²·K/W | ตามตาราง TEMA |
| ปัจจัยการอุดตัน (น้ำมัน) | 0.0002 – 0.0005 m²·K/W | ตามตาราง TEMA |
การกำหนดค่ามาตรฐาน
แบบท่อคงที่ – ฝาปิดแบบขันแน่น
เปลือก: ท่อไร้ตะเข็บหรือแผ่นรีด
แผ่นท่อ: ขันแน่นระหว่างหน้าแปลนเปลือกและหน้าแปลนช่องรับ
ช่องรับ: ฝาปิดแบบขันแน่นพร้อมการเชื่อมต่อแบบหน้าแปลน
การเชื่อมต่อ: เกลียว NPT หรือหน้าแปลนตาม ASME B16.5
การใช้งานทั่วไป: การระบายความร้อนน้ำ, น้ำมันหล่อลื่น, การทำความเย็นตัวอย่าง
แบบ U-Tube – ชุดท่อถอดได้
เปลือก: ท่อไร้ตะเข็บพร้อมฝาปิดแบบหน้าแปลนที่ปลายด้านหนึ่ง
แผ่นท่อ: แผ่นท่อคงที่เดียว
ชุดท่อ: ถอดออกได้เพื่อทำความสะอาดด้านเปลือก
การเชื่อมต่อ: หน้าแปลนตาม ASME B16.5
การใช้งานทั่วไป: ผลต่างอุณหภูมิสูง, บริการไอน้ำ
หน่วยติดตั้งบนแท่น
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนติดตั้งบนโครงเหล็กพร้อมท่อ วาล์ว และเครื่องมือวัด
รวมถึง: เกจวัดอุณหภูมิ, เกจวัดแรงดัน, ตัวบ่งชี้การไหล, และวาล์วควบคุมตามที่ต้องการ
ขนาดแท่น: โดยทั่วไป 1.0 ม. × 0.8 ม. ถึง 2.5 ม. × 1.5 ม.
มีหูลากสำหรับขนส่งและติดตั้ง
การใช้งานทั่วไป: โรงงานนำร่อง, ระบบเสริม, สถานที่ห่างไกล
การผลิตและการตรวจสอบ
ข้อต่อท่อกับแผ่นท่อ
ขยายเท่านั้น: การขยายด้วยไฮดรอลิกที่ 160 – 200 MPa, ค้างไว้ 5 – 8 วินาที
เชื่อมเท่านั้น: การเชื่อมแบบ GTAW fillet, ขา 1.5 – 2.0 มม.
เชื่อม + ขยาย: การเชื่อมซีลพร้อมการขยายสำหรับการบริการแบบหมุนเวียน
การทดสอบการซึมผ่าน 100% บนข้อต่อที่เชื่อม
การทดสอบการดึงชิ้นงานแรก, เป้าหมาย ≥ 20 MPa สำหรับเหล็กคาร์บอน
การทดสอบแรงดันน้ำ
แรงดันทดสอบ: 1.3 × แรงดันออกแบบตาม ASME VIII-1 UG-99
เวลาค้าง: ≥ 30 นาที
การยอมรับ: ไม่มีการลดลงของแรงดันและไม่มีการรั่วซึมที่มองเห็นได้
ตัวกลางทดสอบ: น้ำสะอาดพร้อมสารยับยั้งการกัดกร่อน
การตรวจสอบมิติ
เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวเปลือก
รูปแบบรูแผ่นท่อ
ทิศทางและระยะยื่นของหัวฉีด
ขนาดโดยรวมและตำแหน่งหูลาก
เอกสารประกอบการจัดส่ง
ใบรับรองการทดสอบวัสดุตาม EN 10204 3.1 หรือ 3.2
เอกสารข้อมูล TEMA ที่กรอกตามการออกแบบ
รายงานการตรวจสอบมิติ
รายงานการทดสอบแรงดันน้ำพร้อมแผนภูมิแรงดัน
รายงาน NDE สำหรับ PT และ RT ตามที่ดำเนินการ
ข้อกำหนดการเชื่อมและบันทึกการรับรองคุณสมบัติการเชื่อม
แบบสั่งงานที่สร้างขึ้นจริง
คู่มือการใช้งานและการบำรุงรักษา
รายการตรวจสอบการเลือก – เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อขนาดเล็ก
ชื่อของไหลด้านท่อและด้านเปลือก
อุณหภูมิขาเข้าและขาออกทั้งสองด้าน
แรงดันออกแบบทั้งสองด้าน
อุณหภูมิออกแบบทั้งสองด้าน
กำลังความร้อนที่ต้องการเป็น kW
แรงดันตกที่ยอมรับได้ทั้งสองด้าน
ความชอบของวัสดุสำหรับท่อและเปลือก
ความชอบประเภท TEMA: แบบท่อคงที่, แบบ U-Tube, หรือแบบ Floating Head
ประเภทการเชื่อมต่อ: แบบเกลียวหรือแบบหน้าแปลน
การติดตั้ง: แบบเดี่ยวหรือแบบติดตั้งบนแท่น
ข้อกำหนดเครื่องมือวัด
มาตรฐานที่ใช้บังคับ: TEMA, ASME VIII-1, หรือ GB/T 151
คำชี้แจงข้อจำกัดการออกแบบ – เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อขนาดเล็ก
เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อขนาดเล็กอยู่ภายใต้ข้อจำกัดดังต่อไปนี้:
ได้รับการออกแบบสำหรับแรงดันและอุณหภูมิที่ระบุเท่านั้น การใช้งานนอกเหนือขีดจำกัดเหล่านี้จะทำให้การออกแบบเป็นโมฆะ
การออกแบบแบบท่อคงที่อาจต้องใช้อุปกรณ์ขยายตัวหากผลต่างอุณหภูมิระหว่างท่อและเปลือกเกิน 60°C สำหรับเหล็กคาร์บอน หรือ 40°C สำหรับสแตนเลส
ไม่แนะนำให้มีปริมาณของแข็งในของไหลด้านท่อเกิน 2% โดยน้ำหนัก หากไม่มีการกรองก่อนหน้า
การทำความสะอาดทางกลด้านท่อต้องใช้ท่อตรงและสามารถเข้าถึงพื้นผิวแผ่นท่อทั้งสองด้านได้ ชุดท่อแบบ U-Tube ไม่สามารถทำความสะอาดทางกลภายในท่อได้
สำหรับบริการที่มีการอุดตัน แนะนำให้ใช้การออกแบบแบบ Floating Head หรือแบบ U-Tube พร้อมชุดท่อที่ถอดออกได้
น้ำสำหรับทดสอบแรงดันสำหรับสแตนเลสต้องมีปริมาณคลอไรด์ ≤ 50 ppm เพื่อป้องกันการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น
หน่วยที่ติดตั้งบนแท่นต้องมีฐานรองที่ได้ระดับและการเข้าถึงที่เพียงพอสำหรับการบำรุงรักษา
