Теплообменник оболочки и трубчатого типа

Типы кожухотрубных теплообменников

Кожухотрубный теплообменник — это промышленное устройство, используемое для передачи тепла между двумя жидкостями. Существует множество типов теплообменников. В таблице ниже приведены наиболее распространенные типы теплообменников и их области применения.

• Кожухотрубный теплообменник: Теплообменник, состоящий из множества трубок. Одна жидкость движется по трубкам, а другая — вокруг них в более крупной емкости, называемой кожухом. Кожухотрубные теплообменники широко используются на электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах и химических фабриках.
• Двухтрубный теплообменник: Простой теплообменник, состоящий из одной трубы, помещенной внутрь другой. Жидкость течет по внутренней трубе, а другая жидкость — через кольцевое пространство между двумя трубами. Двухтрубные теплообменники подходят для производства с низкой производительностью.
• Спиральный теплообменник: Тип кожухотрубного теплообменника со спиральными каналами. Теплообмен происходит по мере движения жидкостей в противоположных направлениях. Такая конструкция позволяет сделать теплообменник компактным и обеспечивает эффективную теплопередачу.
• Пластинчатый теплообменник: Теплообменник, состоящий из множества тонких пластин. Одна жидкость течет между пластинами и поглощает тепло, в то время как другая жидкость теряет тепло. Пластинчатые теплообменники подходят для жидкостно-жидкостных и газожидкостных применений.
• Ребристый трубчатый теплообменник: Теплообменник, оснащенный теплоотводами (ребрами), установленными на трубах. Эта технология увеличивает площадь поверхности трубки, повышая теплопередачу и позволяя создавать компактные конструкции.
• Воздушный теплообменник: Теплообменник, использующий окружающий воздух для охлаждения. Воздушные теплообменники подходят для применений, где вода дефицитна или требуется охлаждение на открытых установках.
• Двухтрубный теплообменник: Использует простую конструкцию для соединения двух жидкостей, помещая одну трубу внутрь другой. Обычно одна жидкость нагревается, а другая охлаждается. Подходит для применений с низким расходом.
• Спульный теплообменник: Сочетает в себе компактную площадь передачи тепла пластинчатых теплообменников с эффективностью кожухотрубных теплообменников. Обеспечивает высокую эффективность, экономит энергию и средства, предотвращает коррозию и минимизирует использование высококачественных материалов.

Характеристики и техническое обслуживание

В этом разделе объясняются некоторые практические советы по техническому обслуживанию кожухотрубных теплообменников и методы очистки наряду с некоторыми спецификациями.

• Материалы: Компрессор кожухотрубного теплообменника обычно изготавливается из углеродистой стали. Другие распространенные материалы включают никель, медные сплавы, нержавеющую сталь и алюминий.
• Диаметр: Диаметр варьируется от небольших единиц 0,1 м до стандартных промышленных размеров 1,5 м или более. Некоторые очень крупные теплообменники могут иметь диаметр около 2,5 м. Диаметр кожуха будет меньше по сравнению с диаметром трубного пучка.
• В некоторых моделях между кожухами имеется несколько рядов трубок. Типичные модели имеют до 7 рядов трубок, в то время как некоторые более сложные конструкции могут иметь до 15 рядов трубок.
• Длина: Длина трубок варьируется в зависимости от применения теплообменника. Наиболее распространенные длины трубок — 6 м и 12 м.
• Толщина стенки: Толщина стенки трубок кожухотрубного теплообменника меньше, чем толщина стенки кожуха, так как трубки обычно находятся под меньшим давлением. Трубки имеют толщину стенки от 0,4 до 0,6 мм. Толщина стенки кожуха варьируется от 2 мм до около 70 мм в зависимости от давления в теплообменнике и его назначения.

В нормальных условиях работы кожухотрубные теплообменники не требуют особого обслуживания, кроме периодического осмотра и очистки. Некоторые советы по рутинному техническому обслуживанию включают следующее:

• Перед очисткой любого теплообменника пользователи должны ознакомиться с руководством производителя и применимыми промышленными стандартами. Всегда анализируйте характер отложений в теплообменнике перед выбором оптимального метода очистки.
• Кожухотрубные охладители и конденсаторы можно очищать с помощью встроенной щелочной обработки. Этот метод помогает сократить расходы на очистку и обеспечивает преимущества на рынке. Он также устраняет необходимость в обработке химических веществ на объекте.
• Пользователи должны избегать использования опасных химических средств для очистки, если это не требуется. Использование таких химикатов может привести к возникновению дополнительных опасностей для объекта и сотрудников. Всегда выбирайте менее опасные химические вещества и процессы, чтобы обеспечить безопасность объекта и персонала.
• При необходимости обратитесь к специалистам по промышленной очистке. Квалифицированные специалисты могут помочь предпринять более безопасные меры для сотрудников и объектов, а также получить лучшие результаты.

Сценарии использования кожухотрубных теплообменников

Кожухотрубные теплообменники могут использоваться в различных отраслях промышленности и для разных применений. Некоторые из них приведены ниже.

• Нефтегазовая промышленность:

  Кожухотрубные теплообменники используются для нагрева и охлаждения сырой нефти, сжижения природного газа, сжатия газа, ингибирования образования газовых гидратов и улавливания углерода. На нефтеперерабатывающих заводах трубчатые теплообменники охлаждают, нагревают и конденсируют различные потоки переработки. Они также используются в газовом отопительном оборудовании для газовых нагревателей. В этом случае они служат для передачи тепла от дымовых газов к жидкости, которую необходимо нагреть.

• Химическая переработка:

  На химических заводах трубчатые теплообменники охлаждают и нагревают растворы для химических реакций, подают газы и вязкие жидкости. Они контролируют температуру растворов для химических реакций, чтобы поддерживать желаемые скорости химических реакций.

• Выработка электроэнергии:

  Кожухотрубные теплообменники являются ключевыми компонентами паровых электростанций, атомных электростанций и комбинированных парогазовых электростанций. Теплообменники используются в парогенераторах, конденсаторах, системах охлаждения и воздушных компрессорах. В паровых конденсаторах они охлаждают и конденсируют пар, образующийся при кипении воды в турбине, чтобы повторно использовать воду в системе и повысить эффективность. Они также передают тепло между газовым и паровым циклами на комбинированных парогазовых электростанциях.

• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC):

  Кожухотрубные теплообменники используются в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). В случае кожухотрубного конденсатора, используемого в системах HVAC, он будет работать как система охлаждения, которая конденсирует пар в жидкость. Теплообменники в системах HVAC осуществляют охлаждение и нагрев воздуха или воды. Известно также, что они рекуперируют тепло от отработанного воздуха, холодильных систем и котлов.

• Пищевая промышленность:

  В пищевой промышленности теплообменники используются для пастеризации, стерилизации и охлаждения в процессе производства молочных продуктов, соков, пива, супов и других продуктов. Они позволяют контролировать температуру и безопасно передавать тепло между потоками.

• Очистка воды:

  На опреснительных установках и очистных сооружениях кожухотрубные теплообменники передают тепло между морской водой или сточными водами и паровыми или горячеводными источниками для процессов испарения, конденсации и переработки.

• Морские применения:

  Кожухотрубные теплообменники широко используются в морских системах судов, таких как системы топливной службы, системы генерации пресной воды, системы смазки и системы охлаждения морской воды. Морские теплообменники для охлаждения часто используются в системах охлаждения судов, чтобы позволить охлажденной воде сбрасываться обратно в морскую воду.

Как выбрать кожухотрубный теплообменник

При покупке кожухотрубных теплообменников рекомендуется учитывать несколько факторов, чтобы убедиться, что конечный продукт отвечает вашим потребностям и требованиям. Во-первых, определите требования к применению. Важно определить требования к применению и учитывать тепловую мощность, участвующие жидкости, давление, температуру, а также конкретные размеры и материалы, необходимые для предполагаемого применения.

Во-вторых, при покупке теплообменников важно оценить его мощность и размер. Убедитесь, что вы выбрали теплообменник, способный обрабатывать требуемую тепловую мощность, и имеющий подходящие размеры, чтобы поместиться в имеющихся пространственных ограничениях. Кроме того, важно учитывать конструкцию и конфигурацию теплообменника.

Выбирайте теплообменники, соответствующие соответствующим отраслевым стандартам и нормативным актам для конкретного применения. Важно проконсультироваться с инженерами-экспертами или поставщиками теплообменников, чтобы убедиться, что выбранный теплообменник соответствует всем необходимым требованиям соответствия. Выберите производителя или поставщика кожухотрубных теплообменников с проверенной репутацией в отрасли. Ищите компании с богатым опытом, положительными отзывами клиентов и надежным качеством продукции.

Проверьте, предоставляет ли поставщик комплексное техническое обслуживание, включая руководство по установке, документацию по продукции и помощь в устранении неполадок. Своевременная и эффективная техническая поддержка может помочь предприятиям избежать дорогостоящих простоев и обеспечить бесперебойную работу. Рекомендуется запросить предложения от нескольких поставщиков, чтобы сравнить цены, технические характеристики и предлагаемые услуги. Этот процесс может помочь предприятиям договориться о лучших условиях и заключить выгодную сделку.

Наконец, подумайте о доступности запасных частей для кожухотрубных теплообменников. Выбирайте поставщиков, которые предлагают легкодоступные запасные части, чтобы обеспечить беспроблемное техническое обслуживание и быстрый ремонт при необходимости.

Q&A

Q1: Из каких материалов изготавливаются кожухотрубные теплообменники?

A1: Детали кожухотрубного теплообменника изготавливаются из разных материалов, чтобы соответствовать рабочей среде. Кожух может быть изготовлен из углеродистой стали, нержавеющей стали или низколегированной стали. Материалы трубок включают медные сплавы, титановые сплавы или коррозионностойкие сплавы, такие как Incollo.

Q2: Как производители повышают тепловую эффективность кожухотрубных теплообменников?

A2: Использование тонкостенных трубок может снизить массовый расход жидкости, необходимый для передачи того же количества тепла, тем самым сокращая потребление мощности насоса. Еще один метод — использование продольно оребренных трубок, которые увеличивают площадь поверхности, доступную для теплопередачи. Для повышения тепловой эффективности также используются теплообменники с винтовыми перегородками. Они уменьшают мертвое пространство между трубками и кожухом теплообменника, тем самым повышая эффективность теплопередачи.

Q3: Как кожухотрубные теплообменники обеспечивают оптимальную теплопередачу при минимизации перепада давления?

A3: Одним из преимуществ кожухотрубных теплообменников является то, что площадь теплопередачи можно увеличить без увеличения перепада давления. Например, направление потока жидкости в теплообменнике может быть параллельным, противоточным или перекрестным. Противоточная схема имеет наименьший перепад давления и наибольшую теплопередачу из всех схем потока. Тщательное расположение перегородок также помогает улучшить теплопередачу при минимизации перепада давления.