เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ชนิดและการออกแบบ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ

เนื้อหามาตรา

ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (รูปที่ 4.9) ประกอบด้วยปลอกหุ้มและมัดของท่อที่ยึดติดกับแผ่นท่อ (แผง) เพื่อสร้างช่องทางการไหล ตามกฎแล้ว น้ำหล่อเย็นที่มีการปนเปื้อนน้อยกว่าจะถูกส่งไปยังช่องว่างวงแหวน และน้ำหล่อเย็นที่ปนเปื้อนมากขึ้นจะถูกส่งไปยังท่อ ฝาปิดช่องจ่ายและปลอกปิดวงแหวนมีข้อต่อสำหรับทางเข้าและทางออกของตัวพาความร้อน

รูปที่ 4.9 เปลือกและท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนการกระทำอย่างต่อเนื่อง:

a - single-pass พร้อมตะแกรงยึดแน่นหนา; b - มีศูนย์กลาง; c - มีการแบ่งส่วนในวงแหวน; d - พร้อมตัวชดเชยอุณหภูมิในร่างกาย e - ด้วยหัวล่างที่ลอยอยู่ e - พร้อมท่อรูปตัวยู ก. - พร้อมซีลกล่องบรรจุที่หัวลอยด้านบน 1 - ที่อยู่อาศัยหรือปลอก; 2 - แผ่นท่อ; 3 - ท่อ; 4 - ก้นและฝาครอบของห้องกระจายสินค้า; 5, 6 - ครีบ; 7 - รองรับ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อใช้สำหรับให้ความร้อนและความเย็นแก่ของเหลวและก๊าซ รวมถึงการระเหยและการควบแน่นของสารต่างๆ กระบวนการทางเทคโนโลยี. โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาจะใช้เป็นเครื่องทำความร้อนแบบปฏิรูป ป้อนน้ำในระบบบำบัดน้ำ เช่น น้ำมันคูลเลอร์

ที่ ให้ไหลน้ำหล่อเย็น จี, กก./วินาที และความเร็วของการเคลื่อนที่ที่เลือกไว้ ว m / s ในท่อจำนวนหนึ่งผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

น= 4จี/(wสมมุติ d 2).

พื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อน

F=p dพุธ l นิวซีแลนด์,

ที่ไหน l- ความยาวของท่อ d cp - เส้นผ่านศูนย์กลางที่คำนวณได้เท่ากับ

d cp = 0.5 ( d n + dใน);

z- จำนวนทางเดินของพื้นที่ท่อ ความยาวของท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่แนะนำคือ 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 6000 และ 9000 มม. ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่มีพื้นที่ผิวสูงถึง 300 ม. 2 - ไม่เกิน 4000 มม.

การวางท่อในแผ่นท่อจะดำเนินการตามจุดยอดของสามเหลี่ยมด้านเท่า ตามแนววงกลมที่มีศูนย์กลางหรือตามจุดยอดของสี่เหลี่ยม วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือตัวเลือกแรก (รูปที่ 4.10) จำนวนท่อในอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง เส้นผ่านศูนย์กลางของตัวเครื่องและจำนวนจังหวะในพื้นที่ท่อแสดงไว้ในตาราง 4.9 [7, 8].

รูปที่ 4.10. การวางท่อในแผ่นท่อ:

a - ตามวงกลมศูนย์กลาง b - ตามจุดยอดของสามเหลี่ยมด้านเท่า ค - หมากรุก; g - ทางเดิน

ตารางที่ 4.9.จำนวนท่อในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเมื่อวางตามจุดยอดของสามเหลี่ยมด้านเท่า [7, 8]

หมายเหตุ: ในวงเล็บคือจำนวนท่อสำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเมื่อวางโดยไม่มีบังโคลน เมื่อต่อท่อเข้ากับรูปหกเหลี่ยมขนาดใหญ่ทั้งสองด้าน

เส้นผ่านศูนย์กลางและระยะพิทช์ของรูในแผ่นท่อและแผ่นกั้นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อวางท่อไว้ที่ส่วนบน สามเหลี่ยมด้านเท่ากำหนดโดยเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อ (ตารางที่ 4.10)

ตาราง 4.10. เส้นผ่านศูนย์กลางรูในแผ่นท่อและแผ่นกั้นของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ [8]

เมื่อขยายท่อ ขั้นตอน ส= (l.3 ¸ 1.6) d n เมื่อเชื่อม ส= ล.25 dน. ความหนาขั้นต่ำ: สำหรับตะแกรงเหล็ก d p นาที = 5 + 0.125 d n, copper d p นาที \u003d \u003d 10 + 0.2 d n ความหนาของกริดถูกตรวจสอบโดยการคำนวณกำลัง โดยคำนึงถึงการอ่อนตัวลงของรูและวิธีการวางท่อ

เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของเปลือกของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบผ่านครั้งเดียว ดีใน = s (b - 1) + 4dก็ไม่เช่นกัน ดีค = ล.ล ส\(\sqrt(n)\) ; หลายทาง - ดีค = ล.ล ส \(\sqrt(n/\psi)\)โดยที่ b คือจำนวนท่อบนเส้นทแยงมุมของรูปหกเหลี่ยมขนาดใหญ่ \(\psi\)- ปัจจัยการเติมของแผ่นท่อ เท่ากับ 0.6 - 0.8.

ค่าที่คำนวณได้ของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของปลอกหุ้มจะถูกปัดเศษขึ้นให้ใกล้เคียงที่สุดในชุดต่อไปนี้: 3600, 3800 และ 4000 มม. ปลอกทรงกระบอกของอุปกรณ์ทำมาจาก ท่อเหล็กมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 159, 219, 273, 325, 377, 426, 480, 530, 720, 820, 920 และ 1020 มม.

สำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ไม่มีแผ่นกั้น พื้นที่หน้าตัดว่างของวงแหวน (nd))_(n)^(2)z\right)\text(.)\)

ถ้า ฉภูเขา > ฉ, ที่ไหน ฉ- ค่าที่คำนวณได้ของส่วนที่เปิดของช่องว่างวงแหวนจากนั้นช่องว่างวงแหวนจะถูกหารด้วยพาร์ติชั่นเป็นจำนวนทาง ฉัน = ฉภูเขา / ฉ. แนะนำให้ใช้จำนวนรอบในพื้นที่วงแหวนจากช่วง 1, 2, 3, 4, 6 สำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งวงแหวนแบ่งออกเป็น ฉันทางเดินโดยพาร์ทิชันปล้องขวางส่วนที่ลดลงตามพื้นที่ซึ่งคำนวณความเร็วของสารหล่อเย็นในวงแหวน (ระบุ)

\((f)_(\text(pr))=(f)_(\text(mt))(l)_(c)\phi /(L)_(\text(eq)),\)

ที่ไหน l c คือระยะห่างระหว่างพาร์ติชั่นเซ็กเมนต์ j - สัมประสิทธิ์คำนึงถึงการแคบของส่วนที่เปิดของวงแหวน ())^(2));\]

หลี่ eq = lค+ ดีที่ 4 ข /3 – ความยาวเส้นทางที่เท่ากันของสารหล่อเย็น ข-ระยะห่างจากขอบของพาร์ติชั่นปล้องถึงตัวอุปกรณ์ ข= (0.2 ¸ 0.4) ดีใน.

ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ วัตถุประสงค์ทั่วไปทำจากคาร์บอนหรือ ของสแตนเลสด้วยพื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อนตั้งแต่ 1 ถึง 2000 ม. 2 สำหรับแรงดันเล็กน้อยถึง 6.4 MPa โครงสร้างจะแบ่งออกเป็นประเภทที่แสดงในรูปที่ 4.9. พารามิเตอร์หลักและขนาดของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแสดงไว้ในตาราง 4.11 - 4.16.

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อชนิด TN (พร้อมตะแกรงแบบยึดตายตัว) และ TK (พร้อมตัวชดเชยเลนส์บนตัวเครื่อง) ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนในแนวนอนและแนวตั้ง (รูปที่ 4.11) เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด TH ใช้สำหรับให้ความร้อนและทำความเย็นของเหลวและสื่อก๊าซที่มีอุณหภูมิตั้งแต่ – 30°C ถึง + 350°C สำหรับแรงดันแบบมีเงื่อนไขตั้งแต่ 0.6 ถึง 6.4 MPa

รูปที่ 4.11 บล็อกของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อสองตัว

เมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวพาความร้อนสูงกว่า 50°C ขอแนะนำให้ใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบตัวสะสมที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันใช้งานไม่เกิน 2.5 MPa

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของประเภท TN, TK และ TP ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนและได้รับการออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมที่ระเบิดหรือเป็นพิษ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ต้องได้รับอนุญาตให้ทำงานที่ความดันลดลงตาม [8] ที่อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นสูงกว่า 400 ° C จำเป็นต้องใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำจากเหล็กอัลลอยด์

พารามิเตอร์หลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชื่อมแสดงไว้ในตาราง 4.13 และ 4.14

ท่อสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนถูกเลือกจากสภาพการทำงานและความก้าวร้าวของสิ่งแวดล้อม สำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนมาตรฐาน ใช้ท่อที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน 10 หรือ 20, OX18N10T เหล็กกล้าที่ทนต่อการกัดกร่อนและทองเหลือง LOMsh 70-1-0.06 การวางท่อในโครงตาข่ายจะดำเนินการตามจุดยอดของสามเหลี่ยมด้านเท่า

ตาราง 4.11. ข้อมูลจำเพาะเครื่องทำน้ำอุ่น GOST 27590-88 และ OST 34-588-68

ตาราง 4.12. ลักษณะทางเทคนิคของน้ำไอน้ำแนวนอน

เครื่องทำความร้อน, GOST 28679-90, OST 34-351-68, OST 34-352-68,

OST 34-376-68 และ OST 34-577-68

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเปลือกตั้งแต่ 600 ถึง 1200 มม. ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ทำจากเหล็กสองชั้น: VMStZsp ร่วมกับ Kh18N10T หรือจาก 16GS ร่วมกับ Kh18N10T

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภท TN และ TK สามารถประกอบเป็นบล็อกที่ประกอบด้วยหน่วยแนวนอนหลายหน่วย จำนวนอุปกรณ์ในบล็อกและ ขนาดถ่ายตามพื้นที่ทั้งหมดของพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน [8]

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบลอยตัว (รูปที่ 4.3 และ 4.12) ใช้สำหรับให้ความร้อนหรือเย็นตัวกลางของเหลวและก๊าซภายในอุณหภูมิการทำงานตั้งแต่ – 30 ถึง +450 °С และความดันตามเงื่อนไขตั้งแต่ 1.6 ถึง 6.4 MPa ในท่อหรือช่องว่างวงแหวน พารามิเตอร์หลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแนวตั้งและแนวนอนแสดงไว้ในตาราง 4.12, 4.13 และ 4.15 ตัวเครื่อง ห้องกระจายสินค้า และฝาครอบทำจากเหล็ก VMStZsp หรือเหล็ก 16GS ท่อที่ทำจากเหล็ก 20 หรือโลหะผสม AMg2M ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ สำหรับตัวเก็บประจุจะใช้ท่อทองเหลือง LOMsh 70-1-0.06 หรือ LAMsh 77-2-0.06 สำหรับการให้ความร้อนหรือความเย็นแก่ตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง จะใช้ท่อที่ทำจากเหล็กกล้า X5M หรือเหล็กที่ทนต่อการกัดกร่อน OX18N10T ในกรณีนี้ แผ่นท่อทำจากเหล็ก 16GS หรือเหล็กสองชั้น 16GS และ X18X10T

รูปที่ 4.12 ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือกและท่อพร้อมหัวลอย:

1 - ฝาปิดช่องจ่ายไฟ; 2 - ห้องจำหน่าย; 3 - ปลอก; 4 - ท่อ; 5 - ปลอกหุ้ม; 6 - ฝาครอบหัวลอย; 7 - สนับสนุน

รูปที่ 4.13 ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อพร้อมท่อรูปตัวยู:

1 - ฝาปิดช่องจ่ายไฟ; 2 - ปลอก; 3 - ท่อรูปตัวยู; 4 - สนับสนุน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีท่อรูปตัวยู (รูปที่ 4.13) ใช้ในสภาวะการแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิการทำงานของตัวกลางตั้งแต่ -30 ถึง +450 ° C เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมาตรฐานผลิตขึ้นโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางเปลือกตั้งแต่ 325 ถึง 1400 มม. และพารามิเตอร์คุณลักษณะที่ระบุในตาราง 4.16. การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนกับท่อรูปตัว U ถูกควบคุมโดยแรงดันปกติ ซึ่งสำหรับสื่อที่เป็นกลางและไม่ระเบิดจะมีช่วงตั้งแต่ 1.6 ถึง 6.4 MPa ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีอุณหภูมิปานกลางตั้งแต่ 100 ถึง 450°C แรงดันใช้งานจะลดลงภายในขอบเขตที่ระบุไว้ใน [8] ตัวเรือนและช่องจ่ายไฟมักจะทำจากเหล็ก VMStZps หรือ 16GS ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนทำจากเหล็ก 20 และในคอนเดนเซอร์ - จากโลหะผสม AMg2M

การคำนวณความแข็งแรง องค์ประกอบโครงสร้างตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่ทำจากคาร์บอนหรือเหล็กกล้าผสมผลิตขึ้นตามข้อกำหนดของ [9]

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน "ท่อในท่อ" (รูปที่ 4.14) ใช้สำหรับให้ความร้อนและทำความเย็นของเหลวที่ความดันสูงถึง 2.5 MPa และอุณหภูมิสูงถึง + 450 ° C ตามการออกแบบ อุปกรณ์ต่างๆ มีความโดดเด่นด้วยโครงสร้างเชื่อมแบบแข็ง (ประเภท TT) โดยมีกล่องบรรจุที่ปลายท่อด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้าน (ประเภท TT-C) พร้อมท่อครีบ (ประเภท TT-R) พารามิเตอร์หลักและขนาดของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแสดงไว้ในตาราง 4.17. พวกเขาทำจากท่อรีดทึบ วัสดุท่อ - เหล็กกล้าคาร์บอนหรือสแตนเลส

รูปที่ 4.14 ประเภทเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน "ท่อในท่อ":

1 – ยางใน; 2 - ท่อด้านนอก; 3 - กะลา

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของแต่ละอุปกรณ์ "ท่อในท่อ" ช่วยให้คุณสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีพื้นที่ผิว 1 ถึง 250 ม. 2 . ความเรียบง่ายของการออกแบบอุปกรณ์ประเภทนี้ทำให้สามารถผลิตได้ในร้านซ่อมขององค์กร

ตารางที่ 4.13. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแบบเชื่อมพร้อมแผ่นท่อแบบตายตัวและตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อพร้อมตัวชดเชยอุณหภูมิบนเปลือกหุ้ม [8]

ตารางที่ 4.14. ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ [ 8 ]

ตารางที่ 4.15. ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อแบบลอยตัว [ 8 ]

ตาราง 4.16. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่มีรูปตัวยู

ท่อ [ 8]

ตาราง 4.17. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิด "ท่อในท่อ" [ 8 ]

รายละเอียดทางเทคนิค

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อผลิตโดย Geoclima- อุปกรณ์ที่ค่อนข้างซับซ้อนและมีหลายแบบ พวกเขาอยู่ในประเภทของการพักฟื้น การแบ่งตัวแลกเปลี่ยนความร้อนออกเป็นประเภทขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น

ประเภทของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ:

• ไหลข้าม;
• กระแสทวน;
• กระแสตรง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ Shell-and-tube ได้ชื่อมาจากท่อบาง ๆ ที่สารหล่อเย็นเคลื่อนตัวไปอยู่ตรงกลางของปลอกหลัก จำนวนท่อที่อยู่ตรงกลางปลอกเป็นตัวกำหนดว่าสารจะเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน ในทางกลับกันค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจะขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของสาร เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ CROM / GEOCLIMA ใช้สำหรับการทำความร้อน/ความเย็น การควบแน่น/การระเหยของของเหลวและไอระเหยต่างๆ ในกระบวนการผลิตที่หลากหลาย

การผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อในรัสเซียทำให้อุปกรณ์ประเภทต่อไปนี้:

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima สำหรับก๊าซอัด
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima สำหรับการนำความร้อนจากไอเสียกลับมาใช้ใหม่
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima สำหรับการระบายความร้อนด้วยก๊าซชีวภาพ
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima – ไอน้ำ/น้ำ
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima สำหรับ CO 2
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima ทำจากวัสดุพิเศษ (inox 304, 316, 316L, 316Ti, 321, 90Cu10NiFe, 70Cu30NiFe, เหล็กกล้าคาร์บอน, ไททาเนียม)
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoclima พร้อมท่อโคแอกเซียล (ใช้สำหรับทำความร้อนระบายความร้อนของก๊าซ น้ำมัน ตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง การนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่ ก๊าซไอเสีย. สภาพการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่มีท่อโคแอกเซียล CROM ความดัน -300ATM อุณหภูมิ +600*С
• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ Geoklima ของประเภทน้ำท่วม (การไหลเวียนของสารทำความเย็นเกิดขึ้นในพื้นที่วงแหวนและการไหลเวียนของน้ำเกิดขึ้นผ่านท่อ)

ลักษณะเฉพาะ

การใช้การพัฒนาขั้นสูงและเทคโนโลยีในการสร้างเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อให้ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนขั้นสูงสุดในขนาดเดียวกัน

สำหรับการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อจะใช้เหล็กอัลลอยด์และมีความแข็งแรงสูง มีการใช้เหล็กประเภทนี้เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้มักจะทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนได้

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนยังแบ่งออกเป็นประเภท มีการสร้างข้อมูลอุปกรณ์ประเภทต่อไปนี้:

• พร้อมตัวชดเชยปลอกอุณหภูมิ
• ด้วยท่อคงที่
• ด้วยหลอด U;
• ด้วยหัวลอย
• อาจจะยัง แอปพลิเคชั่นที่ซับซ้อนโซลูชันการออกแบบที่หลากหลาย เช่น หัวลอยและตัวชดเชยความร้อน สามารถใช้ได้ในการออกแบบเดียว

อุปกรณ์เปลือกและท่อแบ่งตามหน้าที่:

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นแบบสากล
• เครื่องระเหย;
• ตัวเก็บประจุ;
• ตู้เย็น;

ตามสถานที่ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนคือ:

• แนวนอน;
• แนวตั้ง

คุณสมบัติที่โดดเด่นของอุปกรณ์:
ข้อได้เปรียบหลักและสำคัญที่สุดคือความทนทานสูง ประเภทนี้หน่วยสำหรับโช้คไฮดรอลิก เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนส่วนใหญ่ที่ผลิตในปัจจุบันไม่มีคุณภาพนี้

ข้อได้เปรียบที่สองคือยูนิตเชลล์และท่อไม่ต้องการสภาพแวดล้อมที่สะอาด อุปกรณ์ส่วนใหญ่ในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวไม่เสถียร ตัวอย่างเช่น แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนไม่มีคุณสมบัตินี้ และสามารถทำงานเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่สะอาดเท่านั้น

ที่สาม ข้อได้เปรียบที่สำคัญเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อมีประสิทธิภาพสูง ในแง่ของประสิทธิภาพก็เทียบได้กับ แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งโดยพารามิเตอร์ส่วนใหญ่จะมีประสิทธิภาพมากที่สุด

ดังนั้น เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นหน่วยที่เชื่อถือได้ ทนทาน และมีประสิทธิภาพสูงที่สุด:

• ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม
• ความกะทัดรัด
• ความน่าเชื่อถือ
• ความเก่งกาจในการใช้งาน

ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่พบบ่อยที่สุด ใช้สำหรับกระบวนการถ่ายเทความร้อนและเทอร์โมเคมีระหว่างของเหลว ไอระเหย และก๊าซต่างๆ - โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงและเมื่อเปลี่ยนสถานะการรวมตัว

ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อปรากฏขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ยี่สิบโดยเกี่ยวข้องกับความต้องการของสถานีระบายความร้อนในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วย พื้นผิวขนาดใหญ่, เช่นคอนเดนเซอร์และเครื่องทำน้ำอุ่นที่ทำงานค่อนข้าง ความดันสูง. ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อใช้เป็นคอนเดนเซอร์ เครื่องทำความร้อน และเครื่องระเหย ในปัจจุบันการออกแบบของพวกเขาซึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนาพิเศษโดยคำนึงถึงประสบการณ์ในการดำเนินงานมีความก้าวหน้ามากขึ้น ในปีเดียวกันนั้น มีการใช้อุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางใน อุตสาหกรรมน้ำมัน. สำหรับการดำเนินงานใน เงื่อนไขที่ยากลำบากเครื่องทำความร้อนและเครื่องทำความเย็นแบบมวล เครื่องระเหยและเครื่องควบแน่นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเศษส่วนต่างๆ ของน้ำมันดิบและของเหลวอินทรีย์ที่เกี่ยวข้อง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมักจะต้องทำงานกับของเหลวที่ปนเปื้อนในระหว่าง อุณหภูมิสูงและแรงกดดัน ดังนั้นพวกเขาจึงต้องได้รับการออกแบบให้ง่ายต่อการซ่อมแซมและทำความสะอาด

นานนับปี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อกลายเป็นเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด สาเหตุหลักมาจากความน่าเชื่อถือของการออกแบบ มีตัวเลือกมากมายสำหรับ เงื่อนไขต่างๆการดำเนินงานโดยเฉพาะ:

• กระแสเฟสเดียว เดือดและควบแน่นด้านร้อนและเย็น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการออกแบบแนวตั้งหรือแนวนอน
• ช่วงความดันตั้งแต่สุญญากาศจนถึงค่าสูง
• ความแตกต่างของความดันที่แตกต่างกันอย่างมากทั้งสองด้านเนื่องจากตัวเลือกที่หลากหลาย
• ตรงตามข้อกำหนดสำหรับความเค้นจากความร้อนโดยไม่เพิ่มต้นทุนของอุปกรณ์
• ขนาดตั้งแต่เล็กไปจนถึงใหญ่มาก (5,000 ตร.ม.)
• ความเป็นไปได้ของการสมัคร วัสดุต่างๆตามต้นทุน การกัดกร่อน ระบอบอุณหภูมิและความกดดัน
• การใช้พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนที่พัฒนาแล้วทั้งภายในและภายนอกท่อ เครื่องเพิ่มแรงดันต่างๆ ฯลฯ
• ความเป็นไปได้ในการดึงมัดท่อเพื่อทำความสะอาดและซ่อมแซม

อย่างไรก็ตามเงื่อนไขการสมัครที่หลากหลายเช่นนี้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อและการออกแบบของพวกเขาไม่ควรขัดขวางการค้นหาโซลูชันทางเลือกอื่น ๆ เช่น การใช้เพลต เกลียว หรือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบกะทัดรัด โดยที่คุณสมบัติของพวกเขาเป็นที่ยอมรับและการใช้งานสามารถนำไปสู่การแก้ปัญหาที่ประหยัดกว่า

ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อประกอบด้วยมัดท่อที่ยึดติดอยู่ในแผ่นท่อ ปลอกหุ้ม ฝาปิด แชมเบอร์ หัวฉีด และฐานรองรับ ช่องว่างของท่อและวงแหวนในอุปกรณ์เหล่านี้แยกจากกัน และแต่ละส่วนสามารถแบ่งออกได้ด้วยพาร์ติชั่นเป็นหลายตอน รูปแบบคลาสสิกแสดงในรูป:

พื้นผิวการถ่ายเทความร้อนของอุปกรณ์มีตั้งแต่หลายร้อยตารางเซนติเมตรจนถึงหลายพัน ตารางเมตร. ดังนั้น, ตัวเก็บประจุ กังหันไอน้ำด้วยความจุ 150 MW ประกอบด้วยท่อ 17,000 ท่อที่มีพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนรวมประมาณ 9000 ม. 2 .

แบบแผนของอุปกรณ์เปลือกและท่อประเภทที่พบบ่อยที่สุดแสดงอยู่ในรูป:

ปลอก (ตัว) ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นท่อเชื่อมจากเหล็กแผ่นเดียวหรือหลายแผ่น เปลือกหอยแตกต่างกันส่วนใหญ่ในลักษณะที่เชื่อมต่อกับแผ่นท่อและฝาครอบ ความหนาของผนังเปลือกถูกกำหนดโดยความดันของสื่อการทำงานและเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือก แต่ต้องมีอย่างน้อย 4 มม. หน้าแปลนเชื่อมติดกับขอบทรงกระบอกของตัวเครื่องเพื่อเชื่อมต่อกับฝาครอบหรือก้น ตัวรองรับเครื่องมือติดอยู่ที่พื้นผิวด้านนอกของตัวเครื่อง

ท่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อทำจากท่อตรงหรือโค้ง (รูปตัวยูหรือรูปตัว W) ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 12 ถึง 57 มม. แนะนำให้ใช้ท่อเหล็กไร้ตะเข็บ

ในพื้นที่ไหลของช่องว่างวงแหวนมากกว่าพื้นที่ไหลภายในท่อ 2-3 เท่า ดังนั้นที่อัตราการไหลเท่ากันของตัวพาความร้อนที่มีสถานะเฟสเดียวกัน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวของช่องว่างวงแหวนจึงต่ำ ซึ่งจะช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมในอุปกรณ์ อุปกรณ์ของพาร์ทิชันในช่องว่างวงแหวน ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อช่วยเพิ่มความเร็วของสารหล่อเย็นและเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

แผงท่อ (กริด) ใช้เพื่อยึดมัดท่อในนั้นโดยใช้วิธีการวูบวาบ ถอดประกอบ เชื่อม ปิดผนึก หรือบรรจุในกล่อง แผ่นท่อเชื่อมกับปลอก (รูปที่ a, c) ยึดระหว่างหน้าแปลนของปลอกและฝาครอบ (รูปที่ b, d) หรือยึดกับหน้าแปลนของช่องอิสระเท่านั้น (รูปที่ e, f) . วัสดุของแผ่นกระดานมักจะเป็นแผ่นเหล็กที่มีความหนาอย่างน้อย 20 มม.

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อสามารถเป็นแบบแข็ง (รูปที่ a, j), ไม่แข็ง (รูปที่ d, e, f, h, i) และกึ่งแข็ง (รูปที่ b, c, g) การออกแบบ single-pass และ multi-pass การไหลตรง การไหลทวนและการไหลข้าม แนวนอน แนวเอียงและแนวตั้ง

รูป a) แสดงทางเดียว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยท่อตรงที่มีการออกแบบที่แข็งแรง ปลอกและท่อเชื่อมต่อกันด้วยแผ่นท่อ ดังนั้นจึงไม่สามารถชดเชยการยืดตัวด้วยความร้อนได้ อุปกรณ์ดังกล่าวมีการออกแบบที่เรียบง่าย แต่สามารถใช้ได้ที่อุณหภูมิแตกต่างกันค่อนข้างน้อยระหว่างตัวกล้องกับมัดท่อ (สูงถึง 50 ° C) พวกมันมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนต่ำเนื่องจากความเร็วของสารหล่อเย็นในวงแหวนต่ำ

ที่ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อพื้นที่ไหลของช่องว่างวงแหวนมากกว่าพื้นที่ไหลของท่อ 2-3 เท่า ดังนั้นที่อัตราการไหลของตัวพาความร้อนที่มีสถานะการรวมตัวเท่ากัน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวของช่องว่างวงแหวนจึงต่ำ ซึ่งจะช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในอุปกรณ์ การจัดเรียงของแผ่นกั้นในพื้นที่วงแหวนช่วยเพิ่มความเร็วของสารหล่อเย็นและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้น รูปที่ 1b แสดง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยแผ่นกั้นขวางในพื้นที่วงแหวนและการชดเชยเมมเบรนกึ่งแข็งสำหรับการยืดตัวด้วยความร้อนเนื่องจากเสรีภาพในการเคลื่อนที่ของแผ่นท่อส่วนบน

ในไอ-ของเหลว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอน้ำมักจะผ่านเข้าไปในช่องว่างวงแหวนและของเหลว - ผ่านท่อ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างผนังเปลือกและท่อมักมีนัยสำคัญ เพื่อชดเชยความแตกต่างในการยืดตัวจากความร้อนระหว่างปลอกและท่อ มีการติดตั้งตัวชดเชยเลนส์ (รูปที่ c), กล่องบรรจุ (รูปที่ h, i) หรือตัวสูบลม (รูปที่ g)

เพื่อขจัดความเครียดในโลหะเนื่องจากการยืดตัวด้วยความร้อน ห้องเดี่ยว เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยท่อรูปตัว U และ W ที่โค้งงอ เหมาะสมสำหรับแรงดันน้ำหล่อเย็นสูง เนื่องจากการผลิตห้องเก็บน้ำและการยึดท่อในแผ่นท่อในอุปกรณ์แรงดันสูงนั้นเป็นการดำเนินการที่ซับซ้อนและมีราคาแพง อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ที่มีท่องอไม่สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง เนื่องจากความยากในการผลิตท่อที่มีรัศมีการโค้งงอต่างกัน ความยากในการเปลี่ยนท่อ และความไม่สะดวกในการทำความสะอาดท่อโค้ง

อุปกรณ์ชดเชยนั้นผลิตได้ยาก (เมมเบรน เครื่องสูบลม มีท่อโค้ง) หรือไม่น่าเชื่อถือเพียงพอในการทำงาน (เลนส์ ต่อม) การออกแบบที่สมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการยึดอย่างแน่นหนาของแผ่นท่อหนึ่งแผ่นและการเคลื่อนที่อย่างอิสระของแผ่นที่สองพร้อมกับฝาครอบด้านในของระบบท่อ (รูปที่ e) ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นบางส่วนเนื่องจากการเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของร่างกายและการผลิตด้านล่างเพิ่มเติมนั้นสมเหตุสมผลด้วยความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือในการใช้งาน อุปกรณ์เหล่านี้เรียกว่า เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน"หัวลอย". เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยกระแสตามขวาง (รูปที่ j) มีลักษณะพิเศษโดยค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่เพิ่มขึ้นบนพื้นผิวด้านนอกเนื่องจากสารหล่อเย็นเคลื่อนผ่านมัดท่อ ด้วยการไหลข้าม ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวพาความร้อนจะลดลง อย่างไรก็ตาม ด้วยจำนวนส่วนของท่อที่เพียงพอ ความแตกต่างเมื่อเปรียบเทียบกับกระแสทวนกลับมีขนาดเล็ก ในการออกแบบบางอย่างเช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเมื่อก๊าซไหลในช่องวงแหวนและของเหลวในท่อ ท่อที่มีซี่โครงตามขวางจะใช้เพื่อเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

ในบรรดาเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทุกประเภท ประเภทนี้พบได้บ่อยที่สุด ใช้เมื่อทำงานกับของเหลว ก๊าซ และไอระเหย รวมถึงหากสถานะของตัวกลางเปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการกลั่น

ประวัติการปรากฏตัวและการนำไปใช้

คิดค้นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (หรือ) เมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมาเพื่อใช้งานอย่างแข็งขันในระหว่างการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนโดยที่ จำนวนมากของน้ำร้อนถูกกลั่นที่ความดันสูง ในอนาคตการประดิษฐ์นี้เริ่มใช้ในการสร้างเครื่องระเหยและโครงสร้างความร้อน ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาการออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อได้รับการปรับปรุงการออกแบบมีความยุ่งยากน้อยลงขณะนี้มีการพัฒนาเพื่อให้สามารถทำความสะอาดได้ องค์ประกอบส่วนบุคคล. บ่อยครั้งที่ระบบดังกล่าวเริ่มใช้ในอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและการผลิต สารเคมีในครัวเรือนเนื่องจากผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมเหล่านี้มีสิ่งเจือปนอยู่เป็นจำนวนมาก ตะกอนของพวกมันต้องการการทำความสะอาดผนังด้านในของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นระยะ

ดังที่เราเห็นในไดอะแกรมที่นำเสนอ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อประกอบด้วยมัดของท่อที่อยู่ในห้องและจับจ้องอยู่บนกระดานหรือตะแกรง ปลอก - อันที่จริงชื่อของห้องทั้งหมดเชื่อมจากแผ่นอย่างน้อย 4 มม. (หรือมากกว่านั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสภาพแวดล้อมการทำงาน) ซึ่งมีท่อขนาดเล็กและกระดาน เหล็กแผ่นมักใช้เป็นวัสดุสำหรับกระดาน ท่อเชื่อมต่อระหว่างกันด้วยท่อสาขานอกจากนี้ยังมีทางเข้าและทางออกไปยังห้องการระบายน้ำคอนเดนเสทและพาร์ติชัน

พลังของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะแตกต่างกันไปตามจำนวนท่อและเส้นผ่านศูนย์กลาง ดังนั้นถ้าพื้นผิวถ่ายเทความร้อนประมาณ 9,000 ตร.ม. ม. ความจุเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะเท่ากับ 150 MW นี่คือตัวอย่างการทำงานของกังหันไอน้ำ

การออกแบบตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อท่อเชื่อมกับบอร์ดและฝาครอบ ซึ่งอาจแตกต่างกันได้ รวมถึงการดัดของปลอก (ในรูปของตัวอักษร U หรือ W) ด้านล่างนี้คือประเภทของอุปกรณ์ที่พบได้บ่อยที่สุดในทางปฏิบัติ

คุณสมบัติอื่นของอุปกรณ์คือระยะห่างระหว่างท่อซึ่งควรจะเป็น 2-3 เท่าของหน้าตัด ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนมีขนาดเล็ก และส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทั้งหมด

ตามชื่อ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นเพื่อถ่ายเทความร้อนที่สร้างขึ้นไปยังวัตถุที่ให้ความร้อน น้ำหล่อเย็นในกรณีนี้คือการออกแบบที่อธิบายไว้ข้างต้น การทำงานของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อคือการที่สื่อการทำงานที่ร้อนและเย็นจะเคลื่อนผ่านเปลือกที่แตกต่างกัน และการแลกเปลี่ยนความร้อนจะเกิดขึ้นในช่องว่างระหว่างกัน

สื่อการทำงานภายในท่อเป็นของเหลวในขณะที่ ไอร้อนผ่านระยะห่างระหว่างท่อทำให้เกิดคอนเดนเสท เนื่องจากผนังของท่อมีความร้อนมากกว่าแผงที่ยึด จึงจำเป็นต้องชดเชยความแตกต่างนี้ ไม่เช่นนั้นอุปกรณ์จะสูญเสียความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ มีการใช้ตัวชดเชยสามประเภทสำหรับสิ่งนี้: เลนส์, ต่อมหรือปอด

นอกจากนี้เมื่อทำงานกับของเหลวภายใต้แรงดันสูงจะใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบห้องเดียว พวกเขามีโค้ง U, W-type ที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงความเค้นสูงในเหล็กที่เกิดจากการขยายตัวทางความร้อน การผลิตค่อนข้างแพงท่อในกรณีของการซ่อมแซมนั้นยากที่จะเปลี่ยน ดังนั้นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนดังกล่าวจึงมีความต้องการน้อยลงในตลาด

ขึ้นอยู่กับวิธีการติดท่อเข้ากับบอร์ดหรือตะแกรงมีดังนี้:

• ท่อเชื่อม;
• แก้ไขในช่องบาน;
• ยึดกับหน้าแปลน
• ปิดผนึก;
• มีซีลกันน้ำมันในการออกแบบสปริง

ตามประเภทของการก่อสร้าง ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ (ดูแผนภาพด้านบน):

• แข็ง (ตัวอักษรในรูป a, j), ไม่แข็ง (d, e, f, h, i) และกึ่งแข็ง (ตัวอักษรในรูป b, c และ g);
• ตามจำนวนการเคลื่อนไหว - ทางเดียวหรือหลายทาง
• ในทิศทางของการไหลของของไหลทางเทคนิค - ตรง, ตามขวางหรือกับกระแสไฟตรง;
• ตามตำแหน่ง แผ่นกระดานเป็นแนวนอน แนวตั้ง และอยู่ในระนาบเอียง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อที่หลากหลาย

1. แรงดันในท่อสามารถเข้าถึงได้ ค่านิยมที่แตกต่างกัน, จากสุญญากาศสู่ระดับสูงสุด
2. สามารถติดต่อได้ เงื่อนไขที่จำเป็นโดยความเครียดจากความร้อนในขณะที่ราคาของอุปกรณ์จะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
3. ขนาดของระบบยังสามารถแตกต่างกัน: จากเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในครัวเรือนในห้องน้ำไปจนถึงพื้นที่อุตสาหกรรม 5,000 ตารางเมตร ม. ม.;
4. ไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดสภาพแวดล้อมการทำงานล่วงหน้า
5. ใช้สร้างแกน วัสดุต่างๆแล้วแต่ต้นทุนการผลิต อย่างไรก็ตาม ทั้งหมดนี้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านอุณหภูมิ ความดัน และความต้านทานการกัดกร่อน
6. สามารถถอดแยกส่วนของท่อออกเพื่อทำความสะอาดหรือซ่อมแซมได้

การออกแบบมีข้อบกพร่องหรือไม่? ไม่มีพวกเขา: ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อใหญ่มาก เนื่องจากขนาดของมันจึงมักจะต้องแยกกัน ห้องเทคนิค. เนื่องจากการใช้โลหะสูง ต้นทุนในการผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวก็สูงเช่นกัน

เมื่อเทียบกับ U, W-tube และตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อคงที่, ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อมีข้อดีมากกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า ดังนั้นพวกเขาจึงถูกซื้อบ่อยขึ้นแม้ว่า ค่าใช้จ่ายที่สูง. อีกด้านหนึ่ง การผลิตอิสระระบบดังกล่าวจะทำให้เกิดปัญหาใหญ่และน่าจะนำไปสู่การสูญเสียความร้อนอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการทำงาน

ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษระหว่างการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนกับสภาพของท่อตลอดจนการปรับตามคอนเดนเสท การแทรกแซงใดๆ ในระบบจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน ดังนั้น การซ่อมแซมและการว่าจ้างจะต้องดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญที่ได้รับการฝึกอบรม

คุณอาจสนใจ:

ปั๊มอุตสาหกรรมจำเป็นในเกือบทุกอุตสาหกรรม ไม่เหมือน เครื่องสูบน้ำในครัวเรือนต้องทนต่อการรับน้ำหนักมาก ทนต่อการสึกหรอ และมี ประสิทธิภาพสูงสุด. นอกจากนี้ ปั๊มประเภทนี้จะต้องคุ้มค่าสำหรับองค์กรที่มีการใช้งาน ในการซื้อปั๊มอุตสาหกรรมที่เหมาะสมจำเป็นต้องศึกษาลักษณะสำคัญและคำนึงถึง ...

ของเหลวทำความร้อนและความเย็นคือ ขั้นตอนที่จำเป็นในกระบวนการทางเทคโนโลยีหลายอย่าง ด้วยเหตุนี้จึงใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน หลักการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการถ่ายเทความร้อนจากสารหล่อเย็นซึ่งทำหน้าที่ด้วยน้ำ ไอน้ำ สารอินทรีย์และอนินทรีย์ การเลือกเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดีที่สุดสำหรับกระบวนการผลิตเฉพาะ คุณต้องพิจารณาจากคุณสมบัติการออกแบบและวัสดุตั้งแต่ ...

บ่อแนวตั้งมีรูปร่างเป็นถังทรงกระบอกทำด้วยโลหะ (บางครั้งทำ ทรงสี่เหลี่ยม). ด้านล่างมีรูปทรงกรวยหรือเสี้ยม ผู้ตั้งถิ่นฐานสามารถจำแนกได้ตามการออกแบบทางเข้า - ส่วนกลางและอุปกรณ์ต่อพ่วง มุมมองที่ใช้บ่อยที่สุดโดยมีทางเข้าตรงกลาง น้ำในบ่อจะเคลื่อนตัวขึ้น-ลง หลักการทำงานของเครื่...

กระทรวงพลังงานได้จัดทำแผนพัฒนาไฟฟ้าสีเขียวภายในปี 2563 สัดส่วนการใช้ไฟฟ้าจาก แหล่งอื่นไฟฟ้าควรสูงถึง 4.5% ของปริมาณพลังงานทั้งหมดที่ผลิตในประเทศ อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า ประเทศไม่ต้องการไฟฟ้าจำนวนดังกล่าวจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน ความคิดเห็นทั่วไปในด้านนี้คือการพัฒนาการผลิตไฟฟ้าผ่าน...

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อปรากฏขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 เนื่องจากความต้องการโรงไฟฟ้าพลังความร้อนสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่พื้นผิวขนาดใหญ่ เช่น คอนเดนเซอร์และเครื่องทำน้ำอุ่น ซึ่งทำงานที่ความดันค่อนข้างสูง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อใช้เป็นคอนเดนเซอร์ เครื่องทำความร้อน และเครื่องระเหย ในปัจจุบันการออกแบบของพวกเขาซึ่งเป็นผลมาจากการพัฒนาพิเศษโดยคำนึงถึงประสบการณ์ในการดำเนินงานมีความก้าวหน้ามากขึ้น ในปีเดียวกันนั้น การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันเริ่มต้นขึ้น การทำงานหนักต้องใช้เครื่องทำความร้อนและเครื่องทำความเย็น เครื่องระเหยและเครื่องควบแน่นสำหรับเศษส่วนของน้ำมันดิบและของเหลวอินทรีย์ที่เกี่ยวข้อง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนมักต้องทำงานกับของเหลวที่ปนเปื้อนที่อุณหภูมิและความดันสูง ดังนั้นจึงต้องออกแบบเพื่อให้สามารถซ่อมแซมและทำความสะอาดได้ง่าย

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อได้กลายเป็นอุปกรณ์ประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด สาเหตุหลักมาจากความน่าเชื่อถือของการออกแบบ ซึ่งมีตัวเลือกมากมายสำหรับสภาพการทำงานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:

การไหลแบบเฟสเดียว การเดือดและการควบแน่นที่ด้านร้อนและเย็นของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยการออกแบบในแนวตั้งหรือแนวนอน

ช่วงแรงดันตั้งแต่สุญญากาศจนถึงค่าสูง

แรงกดที่แตกต่างกันอย่างมากทั้งสองข้างลดลงเนื่องจากตัวเลือกที่หลากหลาย

เป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับความเค้นจากความร้อนโดยไม่เพิ่มต้นทุนของอุปกรณ์

ขนาดตั้งแต่เล็กไปจนถึงใหญ่มาก (5,000 ม. 2)

ความเป็นไปได้ของการใช้วัสดุต่างๆ ตามข้อกำหนดด้านต้นทุน การกัดกร่อน อุณหภูมิ และความดัน

การใช้พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อนที่พัฒนาแล้วทั้งในท่อและภายนอกเครื่องเพิ่มแรงดันต่างๆ ฯลฯ

ความเป็นไปได้ในการดึงมัดท่อเพื่อทำความสะอาดและซ่อมแซม

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ตัวพาความร้อนตัวหนึ่งไหลผ่านท่อ ส่วนอีกตัวหนึ่งไหลผ่านวงแหวน ความร้อนจากสารหล่อเย็นตัวหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งจะถูกถ่ายเทผ่านพื้นผิวโดยผนังท่อ

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นแบบทางเดียว โดยที่ตัวพาความร้อนทั้งสองจะเคลื่อนที่โดยไม่เปลี่ยนทิศทางทั่วทั้งส่วน (อันหนึ่งไปตามท่อ อีกอันหนึ่งไปตามวงแหวน) และแบบหลายช่อง ซึ่งไหลตามลำดับเปลี่ยนทิศทางด้วย ความช่วยเหลือของพาร์ติชั่นเพิ่มเติมซึ่งจะเป็นการเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนและความเร็วการไหล

องค์ประกอบหลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ ได้แก่ การมัดท่อ, แผ่นท่อ, ตัวเรือน, ฝาครอบ, ท่อสาขา ปลายท่อถูกยึดในแผ่นท่อโดยการลุกเป็นไฟ เชื่อม และบัดกรี

เพื่อเพิ่มความเร็วในการเคลื่อนที่ของตัวพาความร้อนเพื่อให้การถ่ายเทความร้อนเข้มข้นขึ้น พาร์ติชั่นมักจะติดตั้งทั้งในท่อและในวงแหวน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อสามารถเป็นแนวตั้ง แนวนอน และเอียงได้ตามความต้องการของกระบวนการหรือความง่ายในการติดตั้ง ขึ้นอยู่กับขนาดของการยืดตัวของอุณหภูมิของท่อและร่างกาย ใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อของการออกแบบที่แข็ง กึ่งแข็ง และไม่แข็ง หนึ่งในตัวเลือกสำหรับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนดังกล่าวแสดงในรูปที่ 1.2.1

ข้าว. 1.2 - ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเปลือกและท่อ

พื้นผิวการถ่ายเทความร้อนของอุปกรณ์มีตั้งแต่หลายร้อยตารางเซนติเมตรจนถึงหลายพันตารางเมตร

ปลอก (ตัว) ของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อเป็นท่อที่เชื่อมจากแผ่นเหล็กตั้งแต่หนึ่งแผ่นขึ้นไป เปลือกหอยแตกต่างกันส่วนใหญ่ในลักษณะที่เชื่อมต่อกับแผ่นท่อและฝาครอบ ความหนาของผนังเปลือกถูกกำหนดโดยความดันของสื่อการทำงานและเส้นผ่านศูนย์กลางของเปลือก แต่ต้องมีอย่างน้อย 4 มม. หน้าแปลนเชื่อมติดกับขอบทรงกระบอกของตัวเครื่องเพื่อเชื่อมต่อกับฝาครอบหรือก้น ตัวรองรับเครื่องมือติดอยู่ที่พื้นผิวด้านนอกของตัวเครื่อง

ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ พื้นที่ไหลของช่องว่างวงแหวนมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่การไหลของท่อ 2-3 เท่า ดังนั้นที่อัตราการไหลของตัวพาความร้อนที่มีสถานะการรวมตัวเท่ากัน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวของช่องว่างวงแหวนจึงต่ำ ซึ่งจะช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนในอุปกรณ์ การจัดเรียงของแผ่นกั้นในพื้นที่วงแหวนช่วยเพิ่มความเร็วของสารหล่อเย็นและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเพิ่มขึ้น