Стрижневі перегородкиє одним із тих компонентів, про які більшість людей не замислюються, доки щось не піде не так. Це не трубки. Це не трубна дошка. Вони лише опори, які направляють-бічний потік-і все ж ми бачили, як вони впливають або руйнують роботу теплообмінника.
Ми визначали, встановлювали та замінювали стрижні перегородки в багатьох галузях. Ось що ми дізналися про те, коли вони працюють, а коли ні, і чому ви повинні піклуватися.
Що насправді роблять стрижні перегородки
У кожухотрубному теплообміннику перегородки виконують дві функції: підтримують труби та направляють потік-з боку кожуха. Традиційні сегментні перегородки роблять обидва-але вони створюють високі перепади тиску та зони рециркуляції потоку, де накопичується забруднення.
Стрижні перегородки використовують інший підхід. Замість суцільних пластин із вирізами вони використовують сітку зі стрижнів, які підтримують труби та відхиляють потік через пучок.
Які стрижні перегородки добре справляються:
- Прямий потік через труби з меншим перепадом тиску
- Зменшити застійні зони, де утворюється забруднення
- Дозвольте пучку труб розширюватися та рухатися (важливо для конструкцій з плаваючою головкою)
- Мінімізація вібрації труби (краща підтримка, ніж у багатьох сегментних конструкцій)
Що вони роблять погано:
- Вони не створюють такого ж рівня турбулентності, як сегментні перегородки
- Вони менш ефективні для примусового потоку в трубний пучок на низьких швидкостях
- Вони можуть дозволити обхідні потоки, якщо відстань між стрижнями занадто велика
Перегородки штанг і забруднення: що ми виміряли
Однією із заявлених переваг стрижневих перегородок є зменшення забруднення. Ми виявили, що це правда-але з умовами.
Наші дані про забруднення в багатьох службах:
| Сервіс | Швидкість забруднення сегментними перегородками | Швидкість забруднення стрижневими перегородками | Зменшення |
| Чиста охолоджуюча вода | Базова лінія (низька) | Те саме | ~5% |
| Очищена технологічна вода | 1.0x | 0.6x | -40% |
| Легкий вуглеводень | 1.0x | 0.7x | -30% |
| Важка нафта (висока швидкість) | 1.0x | 0.8x | -20% |
| Важка нафта (низька швидкість) | 1.0x | 1.2x | +20% (гірше) |
Ключовий висновок: перегородки стрижня зменшують забруднення в більшості систем, але лише якщо швидкість-з боку оболонки перевищує приблизно 0,5 м/с. Нижче цього значення зменшена турбулентність фактично погіршує забруднення.
Відстань між стрижнями: важлива змінна конструкції
Ми часто бачимо цю помилку: інженери вказують перегородки стрижнів, не вказуючи відстані між стрижнями. Виробник використовує стандартний інтервал, який може підходити або не підходити для вашої послуги.
Наші рекомендації:
| Тип послуги | Рекомендована відстань між стрижнями | Примітки |
| Clean fluids, high velocity (>1 m/s) | 40–60 мм | Широкий проміжок зменшує падіння тиску |
| Помірне забруднення | 30–40 мм | Збалансовує контроль забруднення та падіння тиску |
| Сильне забруднення, помірна швидкість | 20–30 мм | Більш вузький відстань покращує турбулентність |
| Viscous fluids (>50 cP) | 25–35 мм | Потрібна достатня турбулентність, щоб запобігти застою |
| Низька швидкість (<0.5 m/s) | 20–25 мм | Більш вузький відстань компенсує низьку швидкість |
Стрижневі перегородки в теплообмінниках з плаваючою головкою
Стрижневі перегородки особливо-підходять для конструкцій з плаваючою головкою, оскільки вони підтримують труби, не обмежуючи рух плаваючої головки.
Що нам подобається:
- Стрижні кріпляться до фіксованої трубної решетки, а не до плаваючої головки
- Пучок може ковзати в оболонку без перешкод
- Стрижні не створюють фіксованих опорних точок, які обмежують теплове розширення
Що ми перевіряємо:
- Зазор між стрижнями та оболонкою-якщо стрижні дряпаються об оболонку під час вставлення пучка, у вас проблеми
- Кріплення стержня до трубної дошки-зварні стрижні кращі, ніж різьбові стрижні для конструкцій плаваючих пучків
У нас був теплообмінник з плаваючою головкою, де стрижневі перегородки були прикріплені за допомогою різьбових з’єднань. Нитки з часом послабилися через вібрацію та термоциклування. Ми замінили їх на зварні з’єднання і проблема зникла.
Стрижні перегородки проти дискових-і-пончикових перегородок
Ми не так часто бачимо дискові-та-перегородки в нових конструкціях, але вони все ще присутні на старих заводах. Це ще один-варіант зниження-низького тиску.
| Особливість | Стрижні перегородки | Перегородки для дисків-і-пончиків |
| Падіння тиску | Низький | Дуже низький |
| Стійкість до забруднення | добре | Помірний |
| Підтримка труб | Відмінно (багато точок підтримки) | Справедливо (менше опорних точок) |
| Гасіння вібрації | Чудово | Помірний |
| Вартість виготовлення | Помірний | Високий (більше частин) |
| Легкість модернізації | добре | Погано (потрібна модифікація оболонки) |
Наші переваги: перегородки стрижнів майже в кожному випадку. Їх простіше виготовити, легше встановлювати та забезпечують кращу підтримку труб.
Якість виготовлення: те, чого ми шукаємо
Стрижневі перегородки настільки хороші, наскільки якісні вони. Ми бачили погано зроблені перегородки стрижнів, які створювали більше проблем, ніж вирішували.
Наш контрольний список перевірки стрижневих перегородок:
- Прямолінійність стрижня: зігнуті стрижні будуть тертися об труби. Перевірте перед установкою.
- Зазор-від-трубки: має бути 0,5–1,0 мм. Занадто туго, і вони пов'язують; занадто вільні, і вони не підтримують.
- Якість зварного шва: стрижні, приварені до трубної решетки, повинні мати зварні шви з повним проваром.
- Матеріал стрижня: відповідати матеріалу труби. Різнорідні метали можуть викликати гальванічну корозію.
Контрольний список для вибору стрижневих перегородок
Перед визначенням стрижневих перегородок:
- Швидкість -боку снаряда – вона перевищує 0,5 м/с? Якщо ні, стрижні перегородки можуть бути неефективними.
- Тенденція до забруднення – перегородки стрижнів зменшують забруднення в більшості випадків, але перевіряйте, чи відповідає ваша рідина.
- Ризик вібрації – стрижневі перегородки чудово контролюють вібрацію. Якщо вібрація викликає занепокоєння, це хороший вибір.
- Відстань між стрижнями – вкажіть. Не залишайте це виробнику.
- Кріплення штанг – зварні штанги надійніше різьбових штанг в плаваючих конструкціях.
- Зазор – забезпечте достатній зазор між стрижнями та оболонкою для встановлення пучка.
- Якість виготовлення – перед установкою перевірте прямолінійність стрижня та якість зварювання.
- Вартість – стрижневі перегородки зазвичай на 10–15% дорожчі за сегментні. Керуйте економікою.