Wymienniki ciepła szklane i rurowe kluczem do poprawy efektywności ropopochodniej

Wyobraź sobie ogromną rafinerię ropy, gdzie skomplikowane sieci rur krzyżują się jak naczynia krwionośne w żywym organizmie.wymienniki ciepła w formie muszli i rury działają jako krytyczne "centrum krążenia"Wykorzystanie tych urządzeń jest niezbędne w zastosowaniach pod wysokim ciśnieniem, takich jak przetwarzanie petrochemiczne.,W tym kompleksowym badaniu ujawniono wieloaspektowy charakter wymienników ciepła w formie muszli i rur.

Jak sama nazwa wskazuje, wymienniki ciepła składają się z dwóch podstawowych elementów: zewnętrznej powłoki zawierającej wewnętrzny zestaw rur.Wał cylindryczny służy jako naczynie ciśnieniowe zawierające wiele rur, przez które przepływają cieczyWymiana cieplna odbywa się przez ściany rur oddzielające dwa strumienie płynu regulowane temperaturą.każda z nich spełnia różne wymagania w zakresie transferu ciepła.

Ich przemysłowa popularność wynika z kompaktowej konstrukcji, tolerancji na wysokie ciśnienie i wszechstronności operacyjnej.i procesów kondensacyjnych w różnych zastosowaniach.

Podstawowy mechanizm działania opiera się na różnicach temperatur między płynami oddzielonymi przewodzącymi ścianami rur.jedno medium przepływa przez rury (płyn po stronie rury), podczas gdy drugie krąży poza nimi wewnątrz powłoki (płyn po stronie powłoki)Aby zwiększyć wydajność, przepływ po stronie powłoki często przyjmuje wzory przepływu krzyżowego prostopadłe do wiązek rur.zwiększenie turbulencji i poprawa współczynników przenoszenia ciepła.

Ciepło migruje z cieplejszych do chłodniejszych płynów, kierunek zależy od wymagań procesu.W procesach ogrzewania może być wykorzystywana para, podczas gdy w procesach chłodzenia może być wykorzystywana woda schłodzona.Wydajność zależy od wielu zmiennych, w tym właściwości płynu, prędkości przepływu, materiałów rur i inżynierii strukturalnej.

• Alokacja płynu:Czyste, nieżrące płynów zazwyczaj zajmują strony rur dla łatwiejszej konserwacji, podczas gdy zanieczyszczenia lub żrące media przepływają przez powłoki.Przepływy wysokiego ciśnienia przechodzą zazwyczaj przez rury, aby zminimalizować napięcie powłoki.
• Układ rur:Wzorce trójkątne zapewniają lepsze przenoszenie ciepła, ale skomplikowane czyszczenie w porównaniu z układami kwadratowymi.
• Inżynieria deflekcji:Komponenty te krytycznie wpływają na turbulencje i spadek ciśnienia poprzez ich rozstawienie, wysokość i geometrię.
• Specyfikacje rur:Ilość i wymiary bezpośrednio wpływają na powierzchnię przenoszenia ciepła i utratę ciśnienia. Mniejsze średnice z większą liczbą rur ogólnie zwiększają wydajność.
• Konfiguracja powłoki:Powierzchnie cylindryczne lub prostokątne muszą wytrzymać naprężenia operacyjne przy jednoczesnym uwzględnieniu objętości przepływu.

• Płytka rurowa stała:Proste, ekonomiczne konstrukcje nie nadające się do zanieczyszczania płynów ze względu na nieusuwalne wiązki.
• Rurka podwodna:Zapewnia rozszerzenie termiczne, ale tworzy wyzwania w czyszczeniu i martwe strefy.
• Głowa pływająca:Umożliwia usunięcie wiązki do konserwacji i obsługuje duże różnice temperatury przy wyższych kosztach.
• Zawieszone w pakiecie:Prosta konstrukcja zwiększa ryzyko wycieków, ograniczając zastosowanie do zastosowań niskociśnieniowych i niegroźnych.

W elektrowniach jądrowych wykorzystuje się specjalistyczne generatory pary rurowej w kształcie rurki U, dwufazowe wymienniki, które wrzą wodę z recyklingu w parę napędową turbiny.lub 4 przejścia po stronie rury (przekraczanie płynu przez powłoki)Kondensatory powierzchniowe elektrowni wykorzystują zazwyczaj konstrukcje jednoprzejściowe rurowe.

• Przewodność cieplna:Miedź i aluminium doskonale przenoszą ciepło.
• Odporność na korozję:Kompatybilność materiału ze środkami procesowymi zapobiega degradacji.
• Integralność konstrukcyjna:Stal węglowa i stal nierdzewna zapewniają wytrzymałość do zastosowań pod wysokim ciśnieniem.
• Czynniki ekonomiczne:Efektywność kosztowa równoważy wymagania dotyczące wydajności.

Powszechnie używane materiały to stopy miedzi, stal nierdzewna, tytan i specjalistyczne polimery, takie jak PFA, do ekstremalnych temperatur.lub utrata ciśnienia między łupem i stronami rur.

• Petrochemiczne:Ogrzewanie/chłodzenie ropy naftowej, produktów pośrednich i produktów reakcji.
• Produkcja energii:Pary spalin z turbin kondensacyjnych w elektrowniach kopalnych i jądrowych.
• Metallurgia:Regulacja temperatury w procesach stopienia i obróbki metali.
• Żywność/produkt farmaceutyczny:Sanitarna obróbka cieplna materiałów eksploatacyjnych i leków.
• HVAC:Systemy klimatyzacji w dużych budynkach.
• Hydraulika:Płynów chłodzących i płynów przekładni w maszynach ciężkich.

Krytyczne środki bezpieczeństwa obejmują urządzenia zmniejszające ciśnienie (rzutne dyski lub zawory) chroniące przed nadciśnieniem spowodowanym awarią rur.Projekt i produkcja są zgodne z rygorystycznymi standardami, takimi jak TEMA., Kodeksu kotłowego ASME i normy EN 13445-3, zapewniając niezawodność w wymagających środowiskach.

W porównaniu z płytowymi wymiennikami ciepła konstrukcje powłoki i rur zapewniają wyższą utrzymanie (zwłaszcza modele z unoszącą się głowicą) i wyjątkową tolerancję ciśnienia ze względu na konstrukcję cylindryczną.