مزایای مبادلات گرما شیل و لوله: یک تحلیل فنی

مبادلات گرما شیل و لوله ای به دلیل پایداری مکانیکی ، توانایی فشار بالا و سهولت نگهداری ، استاندارد صنعت برای مدیریت حرارتی در مقیاس بزرگ هستند.برخلاف مبادلات گرما صفحه ای، که با سازگاری گشایش و سقف فشار محدود می شوند، واحدهای پوسته و لوله می توانند برای تحمل دمای شدید (> 400C) و فشار (> 300bar) طراحی شوند.که باعث می شود آنها را انتخاب مورد علاقه برای پتروشیمیتولید برق و پردازش مواد شیمیایی سنگین

مبادله گرما شیل و لوله (STHE) یک فناوری بالغ است که توسط کد های مهندسی دقیق مانند بخش VIII ASME و TEMA اداره می شود.مزایای آن در توانایی آن برای خدمت به عنوان یک "کادر سیاه" قابل اعتماد در حلقه های فرآیند حیاتی متمرکز است.

هندسه استوانه ای پوسته و یکپارچگی ساختاری بسته لوله این واحدها را به طور ذاتی مقاوم در برابر استرس می کند.آنها طراحی شده اند برای کار در شرایط سخت که باعث می شود مبادلات طرح صفحه ای شکست:

• گسترش حرارتی: با استفاده از پیکربندی های لوله U یا سر شناور، این مبادلات به طور ایمن گسترش حرارتی داخلی را که در طول تغییرات سریع درجه حرارت رخ می دهد، در خود جای می دهند.

• کنترل فشار: آنها می توانند با تفاوت های فشاری بزرگ (Delta P$) بین مایعات طرف پوسته و لوله مقاومت کنند.

STHEs محدود به آب پاک یا مایعات کم لزگی نیستند. آنها به شدت قابل تطابق با رسانه های فرآیند پیچیده هستند:

• مایعات چسبناک: آنها می توانند مایعات چسبناک بالا، خمیرها یا مایعات دارای ذرات را اداره کنند، به شرطی که پیچ لوله و فاصله باز کننده به درستی طراحی شوند.

• تغییر فاز: آنها در تهویه بخار یا جوش مایعات (reboilers) به طور استثنایی موثر هستند، وظایفی که در آن مبادلات صفحه می توانند با کاهش فشار و توزیع جریان مبارزه کنند.

در کارخانه های صنعتی، "وقت فعال" KPI اصلی است. STHE ها امکان چرخه های نگهداری ساختاری را فراهم می کنند:

• تمیز کردن مکانیکی: بسته های قابل برداشتن (سر شناور / لوله U) اجازه می دهد تا تمیز کردن فیزیکی (رودینگ / جتینگ) از هر دو طرف پوسته و لوله انجام شود.

• تعمیر قطعات: لوله های فردی را می توان در صورت شکست وصل یا تعویض کرد ، به این ترتیب مبادله گرما تا زمان قطع برنامه ریزی شده در حال کار است.

بر خلاف مبادلات صفحه، که با حداکثر اندازه صفحات فردی محدود می شوند، مبادلات پوسته و لوله می توانند در مقیاس های بزرگ ساخته شوند.آنها قادر به کنترل سرعت جریان حجم بالایی هستند، که آنها را به استاندارد برای زیرساخت های پالایشگاه های بزرگ و نیروگاه ها تبدیل می کند.

برای تیم های خرید و مهندسان طراحی، جدول زیر انتخاب استراتژیک بین دو دسته اصلی را خلاصه می کند:

یک مزیت عمده طراحی پوسته و لوله وجود استانداردهای انجمن سازندگان مبادله کننده لوله ای (TEMA).این استانداردها تضمین می کنند که هر واحد خریداری شده از یک سازنده معتبر معیارهای مکانیکی خاص را برآورده می کند:

• TEMA R: برای کاربردهای سخت و سختگیرانه ( پالایشگاه / پتروشیمی)

• موضوع B: برای خدمات فرآیند شیمیایی.

• موضوع ج: براي خدمت هاي عمومي و متوسط

این استاندارد سازی به این معنی است که مهندسان می توانند عملکرد مبادله گرما را با استفاده از ضریب انتقال گرما کلی پیش بینی کنند

س: آیا مبادلات گرما شیل و لوله کمتر از مبادلات صفحه کارآمد هستند؟

ج: از نظر مساحت انتقال گرما در هر حجم، بله، مبادلات صفحه کارآمدتر هستند. با این حال، از نظر قابلیت اطمینان در محیط های کثیف، فشار بالا یا دمای بالا،مبادله کننده هاي پوسته و لوله از همه بهتر هستند، باعث می شود آنها "کارآمدتر" برای مدت طولانی فعالیت صنعتی باشند.

س: آیا مبادله گرماهای شیل و لوله می توانند مواد شیمیایی خوردنی را کنترل کنند؟

ج: بله. چون آن ها ظرف های تحت فشار هستند، می توانند از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند تیتانیوم، هستلوئی یا مونل ساخته شوند.امکان استفاده از فلزات خارق العاده برای لوله ها و ورق های لوله ها یک مزیت ایمنی قابل توجهی را فراهم می کند.

س: آیا اثر پا از یک مبادله کننده پوسته و لوله همیشه بزرگتر است؟

ج: بله، به طور کلی. چون آنها از طریق هندسه ی بازدارنده به جای لوله های پیچیده ی صفحه، آشفتگی را به دست می آورند، آنها به حجم فیزیکی بیشتری برای دستیابی به همان وظیفه انتقال گرما نیاز دارند.این معمولا یک تعادل ارزشمند برای افزایش درجه فشار است.

آیا شما در حال حاضر در حال ارزیابی یک برنامه کاربردی فرآیند حرارتی هستید و سعی می کنید تصمیم بگیرید که آیا نیازهای فشار و دمای شما نیاز به یک پیکربندی پوسته و لوله نسبت به انواع دیگر دارد؟