Schimbatoare de caldura cu foi tubulare verticalesunt un element de bază în multe industrii. Sunt simple, fiabile și disponibile pe scară largă. Dar nu sunt o soluție universală și le-am văzut specificate pentru aplicații greșite de mai multe ori decât am dori să admitem.
Am instalat unități verticale în fabrici chimice, centrale electrice și unități de procesare a alimentelor. De asemenea, am înlocuit câteva care au fost proiectate prost sau aplicate greșit. Iată ce am învățat de fapt.
Ceea ce face diferit designul unei foi tubulare verticale
Într-un schimbător de căldură cu tablă tubulară verticală, fasciculul de tuburi este orientat vertical. Foaia de tub se așează în partea de sus sau de jos-sau uneori la ambele capete-cu tuburi care trec vertical prin carcasă.
Principalele diferențe față de modelele orizontale:
- Drenajul condensului – gravitația funcționează pentru tine, nu împotriva ta. Condensul din serviciile de condensare se scurge în jos și nu se acumulează pe suprafețele tuburilor.
- Circulația naturală – efectele de sifonare termică ajută la debitul, reducând în unele cazuri cerințele pompei.
- Îndepărtarea sedimentelor – solidele și depozitele tind să se depună pe fund, unde pot fi colectate sau suflate.
Schimb-:
- Înălțime liberă – aveți nevoie de spațiu vertical, uneori mult
- Suport pentru tuburi – tuburile verticale mai lungi necesită suporturi intermediare pentru a preveni căderea și vibrațiile
- Accesul de întreținere – lucrul pe un pachet vertical poate fi mai dificil decât unul orizontal la nivelul solului
Cele două configurații comune
Lucrăm cu două modele verticale principale:
Placă de tub-montată în partea de sus (curgere în jos):
- Fluidul intră în partea de sus, curge în jos prin tuburi
- Condensul se scurge în mod natural
- Cel mai bun pentru: sarcini de condensare, unde lichidul trebuie să iasă rapid
- Cel mai rău pentru: servicii cu gaze ne-condensabile (se colectează în partea de jos)
Foaie de tub-montată inferioară (curgere ascendentă):
Fluidul intră în partea de jos, curge în sus prin tuburi
Mai bine pentru fierbere sau evaporare (vaporii ies de sus)
Cel mai bun pentru: refierbătoare, evaporatoare
Cel mai rău pentru: servicii cu solide în suspensie (se așează în partea de jos și astupă admisia)
Le-am folosit pe amândouă. Alegerea depinde în întregime de faza fluidului dumneavoastră și de unde doriți să meargă vaporii sau lichidul.
Unde desenele verticale de fapt Excel
Pe baza experienței noastre pe teren:
Servicii de condensare
Condensul se scurge liber, reducând grosimea peliculei de lichid pe tuburi
Coeficienții de transfer de căldură sunt de obicei cu 15-25% mai mari decât orizontal în același serviciu
Am văzut că condensatoarele verticale le depășesc pe cele orizontale în aplicațiile de condensare cu abur și hidrocarburi
Servicii de murdărire (cu solide rezonabile)
Gravitația ajută depozitele să alunece din tuburi sau să se aseze în fund
Porturile de suflare în jos-sau de scurgere permit îndepărtarea periodică a solidelor acumulate
Intervalele de curățare sunt de obicei cu 20-40% mai lungi decât unitățile orizontale din același serviciu
etaje{0}}spațiu limitat
Dacă spațiul pe podea este limitat, unitățile verticale pot încadra în zone în care unitățile orizontale nu se potrivesc
Am instalat schimbătoare verticale în încăperi mecanice unde nicio unitate orizontală nu ar putea merge
Acolo unde modelele verticale au performanțe slabe
1. Servicii cu conținut ridicat de gaz ne-condensabil
Materialele ne-condensabile tind să se adună în partea de sus a unui condensator cu flux descendent, acoperind tuburile și reducând transferul de căldură
În serviciul cu flux ascendent, ele se pot acumula în partea de sus și pot provoca legarea vaporilor
Aveți nevoie de orificii de ventilație dedicate în punctele înalte, ceea ce înseamnă mai multă complexitate
2. Servicii de gaz-de mare viteză
Tuburile verticale pot vibra mai mult decât cele orizontale din cauza efectelor-de curgere transversală
A trebuit să adăugăm suporturi suplimentare pentru tuburi pentru a preveni deteriorarea vibrațiilor
Plăcile de sprijin reduc, de asemenea, zona efectivă de transfer de căldură
3. Servicii care necesită inspecții interne frecvente
Accesul la un pachet vertical este mai greu fără echipamente de ridicare specializate
Am văzut că echipele de întreținere au întârziat inspecțiile pentru că este o bătaie de cap să accesezi foaia tubului superior
Ghidurile noastre practice pentru întreținere:
Asigurați un spațiu liber deasupra capului pentru îndepărtarea mănunchiului (cel puțin 1,5x lungimea tubului)
Furnizați puncte de ridicare permanente sau un palan dedicat
Instalați căi de om sau porturi de inspecție atât în partea superioară, cât și în cea inferioară-scăparea în portul inferior este o greșeală frecventă pe care am văzut-o
Singurul lucru pe care îl verificăm întotdeauna: distanța dintre suportul tubului
Tuburile verticale sunt predispuse la flambaje sub propria greutate dacă lungimea nesusținută este prea mare. Acest lucru este valabil mai ales pentru tuburile cu pereți-subțiri și materialele din aliaj-înalt.
Specificațiile noastre pentru suportul pentru tuburi verticale:
Lungime maximă nesuportată: 1,5–2,0 m pentru majoritatea materialelor
Utilizați plăci de sprijin intermediare (deflectoare) la distanță de 1,0–1,5 m pentru tuburi mai lungi
Verificați solicitarea de flambaj a tubului sub capul hidrostatic
Lista de verificare pentru selecția schimbătoarelor de foi tubulare verticale
Înainte de a specifica verticala:
- Tip de serviciu – în condensare sau fierbere? Verticala excelează în condensare. Pentru încălzire/răcire sensibilă, orizontală poate fi la fel de eficientă.
- Ne-condensabile – sunt prezente? Dacă da, luați în considerare orizontală sau adăugați prevederi de aerisire.
- Spațiu pe podea față de înălțime – aveți spațiu liber vertical pentru îndepărtarea tubului?
- Suport tub – verificați lungimea nesuportată în raport cu recomandările producătorului.
- Drenaj – se vor acumula condens sau sedimente de unde le puteți îndepărta?
- Acces pentru întreținere – aveți macara sau palan? Capul de sus este accesibil?
- Material – aliajele înalte pot fi mai predispuse la flambaj. Verifica.
- Capacitate CIP – lichidul de curățare poate ajunge pe toate suprafețele? În unitățile verticale, acest lucru este de obicei mai ușor decât orizontal.