Un condensador de carcassa i tub és un dispositiu d'intercanvi de calor àmpliament utilitzat en la producció industrial. La seva funció principal és condensar els gasos o vapors del procés en líquids mitjançant un medi de refrigeració. Consisteix en una closca, un feix de tubs, una làmina de tubs i tapes finals. Durant el funcionament, un fluid flueix dins dels tubs i un altre flueix pel costat de la carcassa, intercanviant calor a través de les parets del tub. A causa de la seva estructura compacta, una gran àrea de transferència de calor per unitat de volum, una gran adaptabilitat i una neteja i manteniment relativament convenients, s'ha convertit en un equip clau en molts processos.
La selecció correcta del model d'un condensador de carcassa i tub és crucial per garantir l'eficiència de la producció, el funcionament estable de l'equip i l'estalvi d'energia. La selecció del model no està determinada per un sol factor, sinó que és un procés complet de presa de decisions tècniques-.
I. Comprensió dels principals models i paràmetres tècnics dels condensadors de carcassa-i-tubs
Per entendre el número de model, és essencial entendre primer els seus paràmetres tècnics clau. Aquests paràmetres solen reflectir-se directament o indirectament en la designació del model de l'equip o en les especificacions tècniques.
1. Zona d'intercanvi de calor
Aquest és el paràmetre més crucial d'un condensador-i-tubular, que determina directament la seva capacitat d'intercanvi de calor. La unitat sol ser de metres quadrats. Es refereix a la superfície exterior total de tots els tubs d'intercanvi de calor. La selecció requereix un càlcul basat en la càrrega de calor necessària del procés. Una àrea massa petita donarà lloc a una condensació insuficient, mentre que una àrea massa gran comportarà un malbaratament d'inversió i d'espai.
2. Diàmetre de la closca
El diàmetre nominal de la closca, normalment mesurat en mil·límetres. Afecta directament les dimensions estructurals de l'equip i la disposició dels feixos de tubs interns, i és un dels factors clau que determina la mida global i la resistència a la pressió de l'equip.
3. Pressió de disseny i temperatura de disseny
Aquests es refereixen a la pressió i temperatura de funcionament màximes que el costat de la carcassa i el costat del tub del condensador poden suportar amb seguretat. Aquesta és la línia de vida que garanteix un funcionament segur de l'equip, superant la pressió i temperatura màximes que realment es poden produir durant el procés, amb un marge de seguretat adequat.
4. Nombre de passades de tubs i passades de carcassa
El nombre de passades del tub fa referència al nombre de vegades que el medi viatja pels tubs. Les configuracions habituals inclouen passades de tub simple-,-doble i quatre-passades. Augmentar el nombre de passades del tub augmenta la velocitat del flux dins dels tubs, millorant la transferència de calor, però també augmenta la resistència al flux. El nombre de passades d'intèrpret es refereix al nombre de vegades que el medi viatja a través de la carcassa, normalment una sola passada. En combinar diferents passades de tub i carcassa, es poden satisfer diversos requisits de procés complexos.
5. Especificacions del tub de l'intercanviador de calor
Aquests inclouen el diàmetre exterior, el gruix de la paret i la longitud dels tubs de l'intercanviador de calor. Els diàmetres de tubs comuns inclouen Φ19mm i Φ25mm. El gruix de la paret es selecciona en funció de les condicions de pressió i corrosió, mentre que la longitud afecta la disposició general i l'àrea d'intercanvi de calor de l'equip.
6. Tubs-Mètodes de connexió de làmines de tubs
Els mètodes comuns inclouen juntes de dilatació, soldadura i una combinació d'expansió i soldadura. Els diferents mètodes de connexió són adequats per a diferents pressions, temperatures i característiques del mitjà, afectant significativament la fiabilitat i la vida útil de l'equip.
7. Selecció de material
La selecció del material adequat en funció de factors com la corrosivitat del medi processat, la temperatura de funcionament i la pressió és crucial. Els materials de closca habituals inclouen acer al carboni, acer inoxidable, titani, níquel i zirconi. Els tubs d'intercanvi de calor, a més de l'acer al carboni i l'acer inoxidable, també poden utilitzar materials més resistents a la corrosió-com ara aliatges de titani, níquel i Hastelloy.
II. Formes estructurals comuns i característiques dels condensadors de carcassa-i-tubs
Segons les seves característiques estructurals, els condensadors de closca-i-tubs es presenten principalment en les formes següents, i els seus "números de model" sovint estan relacionats amb aquestes.
1. Tipus de làmina de tub fix
Aquesta és la forma més bàsica. Les làmines de tubs als dos extrems del feix de tubs estan connectades rígidament a la carcassa. Té una estructura senzilla, un baix cost de fabricació i sense cantons morts a l'interior de la carcassa, cosa que facilita la neteja. Tanmateix, els seus desavantatges són que la neteja lateral-de la closca és difícil i no hi ha cap capacitat de compensació de la diferència de temperatura entre el feix de tubs i la carcassa. És adequat per a aplicacions en què el medi lateral-de la carcassa està net, l'escala no és fàcil i la diferència de temperatura entre els costats de la carcassa i el tub és petita.
2. Tipus de capçal flotant
En aquest tipus, la làmina de tubs d'un extrem del feix de tubs es fixa a la carcassa, mentre que la làmina de tubs de l'altre extrem pot flotar lliurement dins de la carcassa. Aquesta estructura elimina completament els problemes d'estrès tèrmic, i el feix de tubs es pot extreure de la carcassa, facilitant la neteja mecànica tant del costat del tub com del costat de la carcassa.
3. **Tipus de tub-U:** els tubs d'intercanvi de calor es dobleguen en forma de U-, amb els dos extrems fixats a la mateixa làmina de tubs. El feix de tubs es pot expandir i contraure lliurement, solucionant el problema d'estrès tèrmic. L'estructura és més senzilla que el tipus de capçal flotant i el cost és moderat. La neteja de l'interior dels tubs és difícil a causa dels diferents radis de flexió, i substituir els tubs és inconvenient excepte per als tubs U-exteriors. Normalment s'utilitza en aplicacions d'alta-pressió on el medi-del costat del tub és net i la diferència de temperatura és gran.
4. **Tipus de glàndula de farciment:** La seva estructura és similar al tipus de capçal flotant, però l'extrem flotant està segellat amb una glàndula de farciment. L'estructura és més senzilla que el tipus de capçal flotant, i el manteniment i la neteja són convenients. No obstant això, hi ha un risc de fuites externes a la glàndula de farciment i, generalment, s'utilitza per a mitjans no-perillosos i de baixa-pressió.
III. Directrius de selecció de condensadors de carcassa i tub
A l'hora de seleccionar un condensador de carcassa i tub, s'ha de seguir un enfocament sistemàtic, tenint en compte de manera exhaustiva factors com ara els requisits del procés, les característiques del mitjà, les condicions de funcionament i l'economia. 1. Definir els paràmetres del procés i les característiques dels mitjans
Aquesta és la base per a la selecció. Cal una definició completa i clara:
- Càrrega de calor: la quantitat de calor que s'ha de transferir, normalment mesurada en quilowatts (kW).
- Propietats del tub-Lateral i la carcassa-Suport lateral: inclou composició, cabal, temperatura d'entrada, temperatura de sortida i canvis de fase.
- Característiques del suport: centreu-vos en la corrosivitat, la tendència a l'escala, la viscositat i la presència de partícules sòlides. Els mitjans altament corrosius requereixen materials resistents a la corrosió-; Els mitjans de fàcil escala han de tenir una estructura dissenyada per facilitar la neteja.
2. Calcular i determinar dimensions crítiques
A partir dels paràmetres del procés, determineu l'àrea d'intercanvi de calor necessària mitjançant càlculs de transferència de calor. Combinat amb el cabal de medi i la caiguda de pressió permesa, determineu preliminarment el diàmetre de la carcassa, les especificacions del tub, la longitud i la disposició. Aquest procés sol requerir un programari especialitzat de càlcul de transferència de calor o el realitzen enginyers experimentats.
3. Seleccioneu una forma estructural adequada
A partir de les característiques del medi i les condicions de funcionament analitzades anteriorment, seleccioneu la forma estructural més adequada.
- Factor de diferència de temperatura: quan la diferència de temperatura entre les parets metàl·liques del costat del tub i del costat de la carcassa és gran (p. ex., supera els 50 graus centígrads), s'han de prioritzar els dissenys de capçal flotant o tub en U- per evitar una tensió tèrmica important.
- Requisits de neteja: si el medi lateral de la carcassa és propens a escalar, s'hauria de seleccionar un capçal flotant o un disseny de caixa d'empremta, que faciliti l'eliminació i la neteja del nucli. Si el medi lateral del tub és propens a escalar, els dissenys de làmines de tubs fixes i de tubs en U- són més difícils de netejar, la qual cosa requereix tenir en compte la neteja química o altres mesures.
- Factor de pressió: en condicions d'ultra-alta pressió, els dissenys de tubs en U- tenen certs avantatges a causa de les seves característiques estructurals.
4. Selecció de material raonable
La selecció del material ha de tenir en compte el rendiment, la processabilitat i l'economia.
- Acer al carboni (Q235B, 20#, etc.): baix cost, bones propietats mecàniques, adequat per a mitjans no-corrosius o poc corrosius, com ara vapor, aire i oli.
- Acer inoxidable (304, 316L, etc.): excel·lent resistència a la corrosió, adequada per a diversos medis corrosius, com ara diverses solucions àcides, àlcalis i salines. Les indústries alimentàries i farmacèutiques també l'utilitzen àmpliament a causa dels seus elevats requisits de neteja.
- Aliatges especials (titani, acer dúplex, Hastelloy, etc.): s'utilitzen en entorns altament corrosius, com ara la indústria del clor-àlcali i la refrigeració per aigua de mar, però són extremadament cars.
Tot i que compleixen els requisits de resistència a la corrosió, es poden considerar plaques compostes d'acer al carboni i acer inoxidable o altres metalls preciosos, o només es poden utilitzar materials resistents a la corrosió-per als tubs d'intercanvi de calor per reduir costos.
5. Considereu l'espai d'instal·lació i la comoditat de manteniment
El diàmetre, la longitud i el pes de l'equip han de coincidir amb l'-espai d'instal·lació i la capacitat d'elevació del lloc. Cal tenir en compte l'espai i la comoditat necessaris per al manteniment i la neteja futurs. Per exemple, per als condensadors de capçal flotant que requereixen l'eliminació del nucli, s'ha de disposar d'espai suficient en un extrem per a l'eliminació del feix de tubs.
6. Realitzar una Avaluació Econòmica
A partir del compliment de tots els requisits tècnics i de processos, s'ha de fer una comparació exhaustiva del cost d'inversió inicial, el consum d'energia operativa (reflectat principalment en la caiguda de pressió necessària per bombar el medi), els costos de manteniment i la vida útil esperada de diferents solucions. S'hauria de seleccionar la solució amb el millor cost global durant tot el seu cicle de vida, en lloc de buscar simplement el preu de compra inicial més baix.
Informació de contacte:
Tel: +86-0917- 3664600
Whatsapp: +8618791798690
Correu electrònic:sales@tmsalloy.com
tina@tmsalloy.com
