Bộ trao đổi nhiệt ống chùm nhỏ | Nhỏ gọn / Lắp trên bệ | Tấm ống cố định / Ống chữ U | Vật liệu: CS / 304 / 316L / Ti
Tổng quan – Bộ trao đổi nhiệt ống chùm nhỏ gọn
Bộ trao đổi nhiệt ống chùm nhỏ là một thiết bị truyền nhiệt nhỏ gọn được thiết kế cho các ứng dụng có công suất thấp đến trung bình, nơi bị hạn chế về không gian lắp đặt, thời gian lắp đặt và chi phí vốn. Đường kính vỏ điển hình dao động từ DN100 đến DN500, với diện tích truyền nhiệt từ 1 m² đến 50 m² mỗi đơn vị.
Sản phẩm này được thiết kế và sản xuất theo TEMA Class C hoặc B, ASME Section VIII Division 1 và GB/T 151. Nó phù hợp cho việc làm mát quy trình, điều hòa mẫu, làm mát dầu thủy lực, lấy mẫu hơi nước, dịch vụ nhà máy thí điểm và các hệ thống phụ trợ trong các nhà máy lớn hơn.
Ứng dụng điển hình
| Ứng dụng | Chất lỏng phía ống | Chất lỏng phía vỏ | Công suất điển hình |
|---|---|---|---|
| Bộ làm mát dầu thủy lực | Dầu thủy lực | Nước làm mát | 5 – 50 kW |
| Bộ làm mát mẫu | Mẫu quy trình | Nước làm mát | 1 – 10 kW |
| Lấy mẫu hơi nước | Hơi nước / nước ngưng | Nước làm mát | 2 – 20 kW |
| Lò phản ứng nhà máy thí điểm | Chất lỏng quy trình | Chất lỏng làm nóng hoặc làm mát | 5 – 100 kW |
| Bộ làm mát dầu máy nén | Dầu bôi trơn | Nước làm mát | 10 – 80 kW |
| Bộ làm mát dầu bôi trơn phụ trợ | Dầu bôi trơn tuabin | Nước làm mát | 20 – 150 kW |
| Đường cấp hóa chất | Dung dịch hóa chất | Chất lỏng làm mát hoặc làm nóng | 1 – 30 kW |
Loại cấu tạo
Tấm ống cố định (TEMA L / M / N)
Các ống được cố định ở cả hai đầu vào các tấm ống cố định
Vỏ và tấm ống được hàn hoặc bắt bu lông
Phù hợp cho chất lỏng phía vỏ sạch và chênh lệch nhiệt độ vừa phải
Chi phí thấp nhất và cấu tạo đơn giản nhất
Ống chữ U (TEMA U)
Các ống được uốn thành hình chữ U, cả hai đầu được cố định vào một tấm ống duy nhất
Các ống giãn nở tự do, thích ứng với chênh lệch nhiệt độ lớn
Bộ bó ống có thể tháo rời để làm sạch phía vỏ
Phù hợp cho chênh lệch nhiệt độ cao và phía ống áp suất cao
Đầu nổi (TEMA P / S / T)
Một tấm ống cố định, một tấm nổi
Bộ bó ống có thể tháo rời hoàn toàn để làm sạch cơ học cả hai mặt
Phù hợp cho dịch vụ bám bẩn và chênh lệch nhiệt độ lớn
Chi phí cao hơn loại cố định hoặc ống chữ U
Thông số thiết kế
| Thông số | Phạm vi | Ghi chú |
|---|---|---|
| Đường kính vỏ | DN100 – DN500 | Diện tích lắp đặt nhỏ gọn |
| OD ống | 12.7 mm – 25.4 mm | OD nhỏ hơn cho áp suất cao hơn |
| Độ dày thành ống | 1.0 mm – 2.5 mm | Theo ASME VIII-1 UG-27 |
| Chiều dài ống | 500 mm – 3,000 mm | Bị giới hạn bởi vận chuyển và xử lý |
| Diện tích truyền nhiệt | 1 m² – 50 m² | Mỗi đơn vị |
| Áp suất thiết kế (phía ống) | Lên đến 4.0 MPa | Có sẵn cao hơn theo thiết kế đặc biệt |
| Áp suất thiết kế (phía vỏ) | Lên đến 2.5 MPa | Có sẵn cao hơn theo thiết kế đặc biệt |
| Nhiệt độ thiết kế | -20°C đến +400°C | Phụ thuộc vật liệu |
| Bước ống | 1.25 × – 1.5 × OD ống | Sắp xếp tam giác hoặc vuông |
| Số lượt ống | 1, 2, hoặc 4 | Theo thiết kế nhiệt |
| Số lượt vỏ | 1 hoặc 2 | Theo thiết kế nhiệt |
Lựa chọn vật liệu
Vật liệu ống và tấm ống
| Vật liệu | Thông số kỹ thuật | Phạm vi nhiệt độ | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Thép cacbon | SA-179 / SA-106 Gr.B | -20°C đến +425°C | Nước, dầu, hơi nước, chất lỏng sạch |
| Thép không gỉ 304 / 304L | ASTM A213 | -196°C đến +400°C | Chất lỏng ăn mòn nhẹ, hơi nước sạch |
| Thép không gỉ 316 / 316L | ASTM A213 | -196°C đến +400°C | Axit hữu cơ, dung dịch muối, clorua ≤ 200 ppm |
| Titan Gr.2 | ASTM B338 | -40°C đến +230°C | Nước biển, nước muối, dịch vụ có hàm lượng clorua cao |
Vật liệu vỏ
Thép cacbon SA-516 Gr.70 cho chất lỏng phía vỏ không ăn mòn
Thép không gỉ 304L / 316L cho chất lỏng phía vỏ ăn mòn
Vật liệu vỏ có thể khác với vật liệu ống để tối ưu hóa chi phí
Vật liệu gioăng
| Loại gioăng | Phạm vi nhiệt độ | Giới hạn áp suất | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Sợi không amiăng | -40°C đến +250°C | ≤ 4.0 MPa | Dịch vụ chung |
| Cuộn xoắn ốc (SS + than chì) | -196°C đến +450°C | ≤ 10.0 MPa | Nhiệt độ và áp suất cao |
| Vỏ PTFE | -40°C đến +200°C | ≤ 2.0 MPa | Dịch vụ ăn mòn và độ tinh khiết cao |
Thông số thiết kế nhiệt
| Thông số | Phạm vi điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|
| Hệ số truyền nhiệt tổng thể (nước-nước) | 800 – 1,500 W/m²·K | Phụ thuộc vào vận tốc và sự bám bẩn |
| Hệ số truyền nhiệt tổng thể (dầu-nước) | 200 – 600 W/m²·K | Phụ thuộc vào độ nhớt của dầu |
| Hệ số truyền nhiệt tổng thể (hơi nước-nước) | 1,000 – 2,500 W/m²·K | Phụ thuộc vào chất lượng hơi nước |
| Vận tốc phía ống (lỏng) | 0.5 – 2.5 m/s | Vận tốc cao hơn làm tăng HTC nhưng cũng làm tăng tổn thất áp suất |
| Vận tốc phía vỏ (lỏng) | 0.3 – 1.5 m/s | Bị giới hạn bởi tổn thất áp suất cho phép |
| Tổn thất áp suất phía ống cho phép | 20 – 50 kPa | Theo yêu cầu ứng dụng |
| Tổn thất áp suất phía vỏ cho phép | 20 – 50 kPa | Theo yêu cầu ứng dụng |
| Hệ số bám bẩn (nước) | 0.0001 – 0.0003 m²·K/W | Theo bảng TEMA |
| Hệ số bám bẩn (dầu) | 0.0002 – 0.0005 m²·K/W | Theo bảng TEMA |
Cấu hình tiêu chuẩn
Tấm ống cố định – Nắp bắt bu lông
Vỏ: Ống liền hoặc tấm cuộn
Tấm ống: Bắt bu lông giữa mặt bích vỏ và mặt bích kênh
Kênh: Nắp bắt bu lông với các kết nối mặt bích
Kết nối: Ren NPT hoặc mặt bích theo ASME B16.5
Ứng dụng điển hình: Làm mát nước, dầu bôi trơn, làm mát mẫu
Ống chữ U – Bộ bó ống có thể tháo rời
Vỏ: Ống liền với nắp mặt bích ở một đầu
Tấm ống: Một tấm ống cố định duy nhất
Bộ bó ống: Có thể tháo rời để làm sạch phía vỏ
Kết nối: Mặt bích theo ASME B16.5
Ứng dụng điển hình: Chênh lệch nhiệt độ cao, dịch vụ hơi nước
Đơn vị lắp trên bệ
Bộ trao đổi nhiệt được lắp trên bệ thép kết cấu với đường ống, van và thiết bị đo
Bao gồm: Đồng hồ nhiệt độ, đồng hồ áp suất, bộ chỉ thị lưu lượng và van điều khiển theo yêu cầu
Kích thước bệ: Thường từ 1.0 m × 0.8 m đến 2.5 m × 1.5 m
Cung cấp tai nâng để vận chuyển và lắp đặt
Ứng dụng điển hình: Nhà máy thí điểm, hệ thống phụ trợ, địa điểm xa
Chế tạo và kiểm tra
Khớp nối ống-tấm ống
Chỉ ép: Ép thủy lực ở 160 – 200 MPa, giữ 5 – 8 giây
Chỉ hàn: Hàn góc GTAW, cạnh 1.5 – 2.0 mm
Hàn + ép: Hàn kín cộng với ép cho dịch vụ chu kỳ
Kiểm tra thẩm thấu 100% trên các mối hàn
Kiểm tra kéo đối với sản phẩm đầu tiên, mục tiêu ≥ 20 MPa đối với thép cacbon
Kiểm tra thủy lực
Áp suất kiểm tra: 1.3 × áp suất thiết kế theo ASME VIII-1 UG-99
Thời gian giữ: ≥ 30 phút
Chấp nhận: Không giảm áp suất và không rò rỉ nhìn thấy được
Môi trường kiểm tra: Nước sạch có chất ức chế ăn mòn
Kiểm tra kích thước
Đường kính và chiều dài vỏ
Mẫu lỗ tấm ống
Hướng và độ nhô của đầu nối
Kích thước tổng thể và vị trí tai nâng
Tài liệu đi kèm lô hàng
Giấy chứng nhận kiểm tra vật liệu theo EN 10204 3.1 hoặc 3.2
Bảng dữ liệu TEMA hoàn thành theo thiết kế
Báo cáo kiểm tra kích thước
Báo cáo kiểm tra thủy lực có biểu đồ áp suất
Báo cáo NDE cho PT và RT theo thực hiện
Thông số kỹ thuật quy trình hàn và hồ sơ đủ điều kiện quy trình
Bản vẽ hoàn công
Hướng dẫn vận hành và bảo trì
Danh sách kiểm tra lựa chọn – Bộ trao đổi nhiệt ống chùm nhỏ
Tên chất lỏng phía ống và phía vỏ
Nhiệt độ đầu vào và đầu ra cho cả hai phía
Áp suất thiết kế cho cả hai phía
Nhiệt độ thiết kế cho cả hai phía
Công suất nhiệt yêu cầu (kW)
Tổn thất áp suất cho phép cho cả hai phía
Ưu tiên vật liệu cho ống và vỏ
Ưu tiên loại TEMA: Cố định, ống chữ U, hoặc đầu nổi
Loại kết nối: Ren hoặc mặt bích
Lắp đặt: Độc lập hoặc lắp trên bệ
Yêu cầu thiết bị đo
Tiêu chuẩn áp dụng: TEMA, ASME VIII-1, hoặc GB/T 151
Tuyên bố giới hạn thiết kế – Bộ trao đổi nhiệt ống chùm nhỏ
Bộ trao đổi nhiệt ống chùm nhỏ tuân theo các giới hạn sau:
Nó chỉ được thiết kế cho áp suất và nhiệt độ được chỉ định. Hoạt động ngoài các giới hạn này sẽ làm mất hiệu lực thiết kế.
Thiết kế tấm ống cố định có thể yêu cầu khớp nối giãn nở nếu chênh lệch nhiệt độ giữa ống và vỏ vượt quá 60°C đối với thép cacbon hoặc 40°C đối với thép không gỉ.
Không khuyến khích hàm lượng chất rắn phía ống trên 2% theo trọng lượng mà không có bộ lọc upstream.
Việc làm sạch cơ học phía ống yêu cầu ống thẳng và khả năng tiếp cận cả hai mặt tấm ống. Bộ bó ống chữ U không thể được làm sạch cơ học bên trong ống.
Đối với dịch vụ bám bẩn, nên sử dụng thiết kế đầu nổi hoặc ống chữ U với bộ bó ống có thể tháo rời.
Nước kiểm tra thủy lực cho thép không gỉ phải có hàm lượng clorua ≤ 50 ppm để ngăn ngừa nứt ăn mòn ứng suất.
Các đơn vị lắp trên bệ yêu cầu nền móng bằng phẳng và đủ không gian để bảo trì.
