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

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

Chúng mang lại hiệu suất đáng tin cậy, lâu dài trong môi trường nước biển khắc nghiệt trong khi vẫn duy trì khả năng 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 sinh vật bám), độ dẫn nhiệt tốt, khả năng gia công, bảo trì và chi phí tương đối hợp lý. Chúng là vật liệu được ưa chuộng hoặc tiêu chuẩn trong các ứng dụng như tàu biển, nhà máy điện ven biển và nhà máy khử muối.

• Ống: Bề mặt truyền nhiệt chính. Được làm từ các vật liệu có độ dẫn nhiệt cao, như đồng, thép không gỉ, titan hoặc thép cacbon, tùy thuộc vào ứng dụng. Ống có thể thẳng hoặc hình chữ U, tùy thuộc vào thiết kế.
• Tấm ống: Các tấm phẳng giữ các ống đúng vị trí. Các ống được hàn, nong hoặc cuộn vào các tấm ống để tạo ra một mối hàn kín. Các tấm ống ngăn cách chất lỏng phía vỏ và phía ống.
• Vách ngăn: Các tấm hoặc thanh dẫn hướng dòng chảy của chất lỏng phía vỏ qua bộ ống. Cải thiện hiệu quả truyền nhiệt bằng cách tạo ra sự nhiễu loạn và ngăn chặn các vùng chết. Các loại phổ biến bao gồm vách ngăn phân đoạn, vách ngăn xoắn ốc và vách ngăn thanh.
• Tấm định vị hoặc tấm đỡ: Dùng để duy trì sự thẳng hàng và khoảng cách của các ống. Ngăn ngừa rung động và hư hỏng ống trong quá trình hoạt động.
• Thanh giằng và Tấm định vị: Giữ các vách ngăn và bộ ống lại với nhau. Đảm bảo tính toàn vẹn cấu trúc.
• Nắp cuối hoặc Kênh: Nằm ở hai đầu của bộ ống. Dẫn chất lỏng phía ống vào và ra khỏi ống.

• Đường kính và độ dày ống: Đường kính nhỏ hơn làm tăng hiệu quả truyền nhiệt nhưng có thể dẫn đến tổn thất áp suất cao hơn. Ống dày hơn được sử dụng cho các ứng dụng áp suất cao.
• Bố trí ống: Ống có thể được bố trí theo hình tam giác, hình vuông hoặc hình vuông xoay. Bố trí hình tam giác mang lại hiệu quả truyền nhiệt cao hơn, trong khi bố trí hình vuông dễ dàng vệ sinh 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 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 tổn thất áp suất. Vách ngăn phân đoạn là phổ biến nhất, nhưng vách ngăn xoắn ốc có thể giảm tổn thất áp suất và rung động.
• Sự giãn nở nhiệt: Sự giãn nở nhiệt khác biệt giữa ống và vỏ phải được tính đến để tránh ứng suất và hư hỏng. Thiết kế ống chữ U hoặc đầu nổi được sử dụng để bù trừ cho sự giãn nở.

• Bộ ống có tấm ống cố định: Ống được cố định vào các tấm ống ở cả hai đầu. Đơn giản và hiệu quả về chi phí nhưng không thể xử lý sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa phía vỏ và phía ống.
• Bộ ống chữ U: Ống được uốn cong thành hình chữ U, cho phép giãn nở nhiệt. Thích hợp cho các ứng dụng có chênh lệch nhiệt độ cao.
• Bộ ống đầu nổi: Một đầu của bộ ống được tự do di chuyển, bù trừ cho sự giãn nở nhiệt. Lý tưởng cho các ứng dụng nhiệt độ cao và áp suất cao.
• Bộ ống đầu nổi kéo qua: Tương tự như thiết kế đầu nổi nhưng cho phép toàn bộ bộ ống được tháo ra để bảo trì.

• Nhà máy điện: Ngưng tụ hơi nước từ tuabin.
• Dầu khí: Gia nhiệt hoặc làm mát hydrocarbon trong 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: Các quy trình thanh trùng và tiệt trùng.

• Hiệu quả truyền nhiệt cao.
• Có thể xử lý áp suất và nhiệt độ cao.
• Bền bỉ và tuổi thọ cao với bảo trì đúng cách.
• Thích hợp cho nhiều loại chất lỏng và ứng dụng.

• Kích thước vật lý 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 bẩn 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. Thường xuyên kiểm tra các vết rỗ hoặc nứt.
• Rung động: Khoảng cách vách ngăn không phù hợp hoặc tốc độ dòng chảy có thể gây rung động và hư hỏng ống. Đảm bảo thiết kế và vận hành phù hợp.

• Đóng tàu và kỹ thuật ngoài khơi: Bộ làm mát nước biển, hệ thống máy làm lạnh trung tâm và bộ ngưng tụ điều hòa không khí tàu thủy.
• Nhà máy điện ven biển: Bộ ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt nước làm mát kín.
• Nhà máy khử muối: Các đơn vị chưng cất đa tầng (MSF) và các đơn vị thu hồi năng lượng của hệ thống thẩm thấu ngược (RO).
• Hóa dầu và LNG: Bộ làm mát quy trình trên giàn khoan ngoài khơi và bộ trao đổi nhiệt bơm nước biển của nhà ga nhận LNG.