April 8, 2025
Máy trao đổi nhiệt vỏ và ống: Công cụ cốt lõi cho trao đổi nhiệt công nghiệp
1- Nhóm phân loại
(1) Theo hình thức cấu trúc
- Máy trao đổi nhiệt ống và tấm cố định:
Cả hai đầu của dải ống của bộ trao đổi nhiệt này được cố định trên tấm ống bằng cách hàn và các phương tiện khác, và tấm ống được kết nối với vỏ.Tuy nhiên, do các hệ số mở rộng nhiệt khác nhau của khối ống và vỏ, khi sự khác biệt nhiệt độ lớn, nó có thể tạo ra căng thẳng nhiệt trong ống và vỏ,dẫn đến biến dạng hoặc hư hỏng các ống.
- Máy trao đổi nhiệt kiểu đầu nổi:
Bảng ống ở một đầu của bộ trao đổi nhiệt loại đầu nổi được cố định, và tấm ống (trái nổi) ở đầu kia có thể di chuyển tự do trong vỏ.Cấu trúc này có thể hiệu quả bù đắp sự khác biệt trong sự mở rộng nhiệt giữa các khối ống và vỏ, và phù hợp cho các dịp có sự khác biệt nhiệt độ lớn giữa chất lỏng nóng và lạnh.
- Máy trao đổi nhiệt ống hình U:
Các đường ống là hình chữ U, và cả hai đầu của các ống được cố định trên cùng một tấm ống. cấu trúc này làm cho các đường ống đường ống có thể được tự do để mở rộng và thu hẹp,cũng có thể thích nghi tốt hơn với sự mở rộng nhiệtHơn nữa, bộ trao đổi nhiệt ống hình U chỉ có một tấm ống, làm giảm các điểm kết nối giữa tấm ống và ống và giảm khả năng rò rỉ.nó khó khăn hơn để làm sạch bên trong của ống hình U vì ống cong, làm cho nó khó khăn cho các công cụ làm sạch để thâm nhập sâu. nó thường được sử dụng trong ống chất lỏng là tương đối sạch, không dễ dàng để quy mô các trường hợp,như một số quá trình chuyển nhiệt khí nhiệt độ cao và áp suất cao.
(2) Theo cách mà chất lỏng chảy qua các điểm
- Chất thay đổi nhiệt ống và vỏ đơn đi:
Các chất lỏng nóng và chất lỏng lạnh trong bộ trao đổi nhiệt chỉ sau khi quá trình chuyển nhiệt.Thông thường áp dụng cho các yêu cầu về hiệu quả truyền nhiệt không cao hoặc dòng chảy chất lỏng là nhỏ.
-Multi-pass vỏ và ống trao đổi nhiệt:
Bằng cách đặt các ngăn ngăn trong quá trình ống và / hoặc vỏ, chất lỏng chảy qua lại nhiều lần,do đó tăng tốc độ lưu lượng chất lỏng và thời gian chuyển nhiệt và cải thiện hiệu quả chuyển nhiệtVí dụ, trong một số nhà máy hóa học quy mô lớn, để sử dụng đầy đủ năng lượng nhiệt, bộ trao đổi nhiệt đa giai đoạn và ống được sử dụng để xử lý một lượng lớn chất lỏng.
2Các điểm thiết kế
(1) Tính toán diện tích trao đổi nhiệt:
Khu vực trao đổi nhiệt được xác định theo số lượng các nhiệm vụ trao đổi nhiệt.sự thay đổi nhiệt độ và công suất nhiệt cụ thể của hai chất lỏng cần phải được xem xétTrong thiết kế thực tế, nhưng cũng xem xét một khoảng cách nhất định để đối phó với những thay đổi có thể xảy ra trong điều kiện làm việc.
(2) Chọn vật liệu:
Đối với các máy trao đổi nhiệt ống và vỏ kim loại, việc lựa chọn vật liệu cho các ống và vỏ là rất quan trọng.nhiệt độ và áp suất hoạt động nên được xem xétNếu chất lỏng có khả năng ăn mòn cao, như các vật liệu hóa học có chứa axit, cần phải chọn vật liệu kim loại chống ăn mòn, chẳng hạn như thép không gỉ, hợp kim titan v.v.Đối với môi trường làm việc ở nhiệt độ và áp suất cao, độ bền và khả năng chống nhiệt độ cao của vật liệu cũng là một cân nhắc quan trọng, ví dụ trong bộ trao đổi nhiệt nồi hơi siêu phê phán,vật liệu thép hợp kim có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của thiết bị.
(3) Thiết kế giảm áp suất:
Giảm áp suất xảy ra khi chất lỏng chảy qua đường ống và vỏ.Giảm áp suất quá mức sẽ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của vận chuyển chất lỏng và có thể ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thốngTrong thiết kế, thông qua một sự lựa chọn hợp lý của đường kính ống, sắp xếp và hình thức của tấm gấp và các yếu tố khác để kiểm soát tốc độ lưu lượng chất lỏng, để kiểm soát giảm áp suất.Ví dụ:, trong thiết kế phạm vi ống, việc sử dụng đường kính ống nhỏ hơn có thể làm tăng diện tích truyền nhiệt, nhưng đồng thời cũng sẽ làm tăng tốc độ lưu lượng chất lỏng và giảm áp suất,nên nó cần được xem xét một cách toàn diện.
3. Quá trình sản xuất
(1) Kết nối ống và tấm ống:
Đây là một liên kết quan trọng trong việc sản xuất máy trao đổi nhiệt ống kim loại và vỏ.Mở rộng là thông qua cơ khí hoặc thủy lực cách để làm cho ống biến dạng nhựa, để nó phù hợp chặt chẽ trong lỗ của tấm ống, cách này là phù hợp cho áp suất thấp, nhiệt độ không cao các dịp.là để kết nối ống và tấm ống với nhau thông qua quá trình hàn, có thể cung cấp sức mạnh kết nối cao hơn và phù hợp với áp suất cao, nhiệt độ cao và các điều kiện làm việc khắc nghiệt khác.đôi khi cũng được sử dụng mở rộng + kết nối tổng hợp hàn, để tận dụng tối đa những lợi thế của cả hai.
(2) Sản xuất vỏ:
Các vỏ thường được làm bằng hình trụ thông qua quá trình cuộn tấm, hàn và các quy trình khác.Độ thẳng và độ dày tường đồng nhấtĐối với vỏ lớn, kiểm tra không phá hủy, chẳng hạn như kiểm tra siêu âm, kiểm tra tia, v.v., cũng cần thiết để đảm bảo chất lượng vỏ và ngăn ngừa các khiếm khuyết hàn và các vấn đề khác.
(3) Quá trình lắp ráp:
Khi lắp ráp bộ trao đổi nhiệt, đầu tiên, các gói ống nên được gắn trên tấm ống và cố định, và sau đó các gói ống và tấm ống nên được gắn vào vỏ cùng nhau.Trong quá trình này, cần phải cẩn thận để bảo vệ các ống để ngăn chặn các ống bị hư hỏng.và nó nên được đảm bảo rằng vị trí lắp đặt của mỗi thành phần là chính xác để đảm bảo rằng chất lỏng có thể chảy theo con đường được thiết kế.
4- Xử lý và bảo trì
(1) Hoạt động:
Khi khởi động bộ trao đổi nhiệt, đưa chất lỏng từ từ để ngăn ngừa thiệt hại cho thiết bị do sốc nhiệt và các yếu tố khác.từ từ mở van chất lỏng lạnh đầu tiên, để chất lỏng lạnh dần dần lấp đầy bộ trao đổi nhiệt, và sau đó giới thiệu chất lỏng nóng, và để kiểm soát tốc độ lưu lượng của chất lỏng nóng và tốc độ thay đổi nhiệt độ.chú ý đến áp suất chất lỏng, nhiệt độ, dòng chảy và các thông số khác để đảm bảo rằng chúng nằm trong phạm vi thiết kế.thực hiện các biện pháp kịp thời, chẳng hạn như điều chỉnh mở van hoặc dừng hoạt động thiết bị.
(2) Bảo trì:
Kiểm tra và bảo trì thường xuyên bộ trao đổi nhiệt là chìa khóa để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của nó. Kiểm tra chính bao gồm việc có rò rỉ, ăn mòn, vỏ bọc, v.v.của các ốngĐối với vấn đề quy mô, theo bản chất và độ dày của lớp quy mô,có thể sử dụng phương pháp làm sạch hóa học hoặc làm sạch cơ học. Làm sạch hóa học là sử dụng các chất phản ứng hóa học và lớp vỏ của phản ứng hóa học, lớp vỏ sẽ được hòa tan hoặc tẩy; làm sạch cơ học là thông qua các phương pháp vật lý,như sử dụng bàn chải, súng nước áp suất cao và các công cụ khác để loại bỏ lớp vảy.