ASTM B111 EN 12452 C70600 Ống thép đồng cho bộ trao đổi nhiệt, bình ngưng

ASTM B111 EN 12452 C70600 Ống thép đồng cho Bộ trao đổi nhiệt, Bộ ngưng tụ

Bó ống hợp kim đồng-niken C70600 (90-10 CuNi) là một trong những vật liệu ống cổ điển, được sử dụng rộng rãi và tiết kiệm chi phí nhất cho bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống (đặc biệt là bộ ngưng tụ) xử lý nước biển, nước lợ và các môi chất làm mát chứa clorua khác.

Chúng cung cấp hiệu suất đáng tin cậy, lâu dài trong môi trường nước biển khắc nghiệt trong khi vẫn duy trì truyền nhiệt hiệu quả.

Chúng mang lại sự cân bằng tuyệt vời giữa khả năng chống ăn mòn nước biển tuyệt vời (đặc biệt là chống xói mòn và bám sinh học), độ dẫn nhiệt tốt, khả năng gia công, khả năng bảo trì và chi phí tương đối hợp lý. Chúng là vật liệu được ưu tiên hoặc tiêu chuẩn trong các ứng dụng như tàu biển, nhà máy điện ven biển và khử muối.

Các thành phần của một bó ống:

Ống:

Bề mặt truyền nhiệt chính.

Được làm từ các vật liệu có độ dẫn nhiệt cao, chẳng hạn như đồng, thép không gỉ, titan hoặc thép carbon, tùy thuộc vào ứng dụng.

Ống có thể là ống thẳng hoặc hình chữ U, tùy thuộc vào thiết kế.

Tấm ống:

Các tấm phẳng giữ ống tại chỗ.

Ống được hàn, giãn nở hoặc cán vào các tấm ống để tạo ra một lớp bịt kín chống rò rỉ.

Tấm ống phân tách các chất lỏng phía vỏ và phía ống.

Vách ngăn:

Các tấm hoặc thanh định hướng dòng chảy của chất lỏng phía vỏ qua bó ống.

Cải thiện hiệu quả truyền nhiệt bằng cách tạo ra sự nhiễu loạn và ngăn chặn các vùng ứ đọng.

Các loại phổ biến bao gồm vách ngăn phân đoạn, xoắn ốc và thanh.

Tấm đệm hoặc tấm đỡ:

Được sử dụng để duy trì sự liên kết và khoảng cách của các ống.

Ngăn ngừa rung và hư hỏng cho ống trong quá trình vận hành.

Thanh giằng và miếng đệm:

Giữ các vách ngăn và bó ống lại với nhau.

Đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc.

Nắp cuối hoặc kênh:

Nằm ở hai đầu của bó ống.

Hướng chất lỏng phía ống vào và ra khỏi ống.

Các cân nhắc thiết kế cho bó ống:

Đường kính và độ dày ống:

Đường kính nhỏ hơn làm tăng hiệu quả truyền nhiệt nhưng có thể dẫn đến giảm áp suất cao hơn.

Ống dày hơn được sử dụng cho các ứng dụng áp suất cao.

Bố trí ống:

Ống có thể được sắp xếp theo các mẫu hình tam giác, hình vuông hoặc hình vuông xoay.

Bố cục hình tam giác cung cấp hiệu quả truyền nhiệt cao hơn, trong khi bố cục hình vuông dễ làm sạch hơn.

Chiều dài và số lượng ống:

Ống dài hơn làm tăng diện tích truyền nhiệt nhưng có thể yêu cầu nhiều không gian hơn.

Số lượng ống phụ thuộc vào tốc độ truyền nhiệt và tốc độ dòng chảy yêu cầu.

Lựa chọn vật liệu:

Vật liệu phải tương thích với các chất lỏng đang được xử lý để tránh ăn mòn hoặc bám bẩn.

Các vật liệu phổ biến bao gồm thép không gỉ, hợp kim đồng, titan và hợp kim niken.

Thiết kế vách ngăn:

Khoảng cách và loại vách ngăn ảnh hưởng đến hiệu quả truyền nhiệt và giảm áp suất.

Vách ngăn phân đoạn là phổ biến nhất, nhưng vách ngăn xoắn ốc có thể làm giảm áp suất và rung.

Giãn nở nhiệt:

Phải tính đến sự giãn nở nhiệt khác biệt giữa các ống và vỏ để tránh căng thẳng và hỏng hóc.

Thiết kế ống chữ U hoặc đầu nổi được sử dụng để thích ứng với sự giãn nở.

Các loại bó ống:

Bó ống tấm ống cố định:

Ống được cố định vào các tấm ống ở cả hai đầu.

Đơn giản và tiết kiệm chi phí nhưng không thể xử lý sự khác biệt nhiệt độ lớn giữa các mặt vỏ và ống.

Bó ống chữ U:

Ống được uốn thành hình chữ U, cho phép giãn nở nhiệt.

Thích hợp cho các ứng dụng có sự khác biệt nhiệt độ cao.

Bó ống đầu nổi:

Một đầu của bó ống có thể di chuyển tự do, thích ứng với sự giãn nở nhiệt.

Lý tưởng cho các ứng dụng nhiệt độ cao và áp suất cao.

Bó ống đầu nổi kéo qua:

Tương tự như thiết kế đầu nổi nhưng cho phép loại bỏ toàn bộ bó ống để bảo trì.

Ứng dụng của bó ống:

Nhà máy điện: Ngưng tụ hơi nước từ tuabin.

Dầu khí: Gia nhiệt hoặc làm mát hydrocacbon trong các nhà máy lọc dầu.

Xử lý hóa chất: Trao đổi nhiệt trong lò phản ứng và cột chưng cất.

Hệ thống HVAC: Máy làm lạnh và bộ ngưng tụ.

Thực phẩm và đồ uống: Quá trình tiệt trùng và khử trùng.

Ưu điểm của bó ống:

Hiệu quả truyền nhiệt cao.

Có thể xử lý áp suất và nhiệt độ cao.

Bền và lâu dài với việc bảo trì thích hợp.

Thích hợp cho nhiều loại chất lỏng và ứng dụng.

Nhược điểm của bó ống:

Kích thước và trọng lượng lớn.

Chi phí ban đầu cao hơn so với một số loại bộ trao đổi nhiệt khác.

Yêu cầu bảo trì thường xuyên để ngăn ngừa bám bẩn và ăn mòn.

Bảo trì và Khắc phục sự cố:

Bám bẩn:

Các cặn bám trên bề mặt ống làm giảm hiệu quả truyền nhiệt.

Cần làm sạch thường xuyên (cơ học hoặc hóa học).

Ăn mòn:

Lựa chọn vật liệu và lớp phủ bảo vệ có thể giúp ngăn ngừa ăn mòn.

Kiểm tra các vết rỗ hoặc nứt thường xuyên.

Rung:

Khoảng cách vách ngăn hoặc tốc độ dòng chảy không đúng cách có thể gây ra rung ống và hỏng hóc.

Đảm bảo thiết kế và vận hành đúng cách.

Ứng dụng

1. Đóng tàu và kỹ thuật ngoài khơi: Bộ làm mát nước biển, hệ thống làm lạnh trung tâm và bộ ngưng tụ điều hòa không khí trên tàu.

2. Nhà máy điện ven biển: Bộ ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt nước làm mát kín.

3. Nhà máy khử muối: Các đơn vị chớp đa tầng (MSF) và các đơn vị thu hồi năng lượng hệ thống thẩm thấu ngược (RO).

4. Hóa dầu và LNG: Bộ làm mát quy trình trên nền tảng ngoài khơi và bộ trao đổi nhiệt bơm nước biển đầu cuối tiếp nhận LNG.