Вертикальні трубчасті теплообмінникиє основним продуктом у багатьох галузях промисловості. Вони прості, надійні та широкодоступні. Але вони не є універсальним рішенням, і ми бачили, як вони вказуються для неправильних програм набагато разів, ніж хотілося б визнати.
Ми встановлювали вертикальні установки на хімічних заводах, електростанціях і підприємствах харчової промисловості. Ми також замінили кілька, які були погано розроблені або неправильно застосовані. Ось чого ми насправді дізналися.
Чим відрізняється дизайн вертикальної трубної дошки
У вертикальному трубному теплообміннику пучок труб орієнтований вертикально. Трубна решетка розташована вгорі чи внизу-або іноді на обох кінцях-з трубками, що проходять вертикально через оболонку.
Основні відмінності від горизонтальних конструкцій:
- Відведення конденсату – сила тяжіння працює на вас, а не проти вас. Конденсат у системах конденсації стікає вниз і не накопичується на поверхні труб.
- Природна циркуляція – теплові сифонні ефекти сприяють потоку, зменшуючи потребу в насосі в деяких випадках.
- Видалення осаду – тверді речовини та відкладення мають тенденцію осідати на дно, де їх можна зібрати або видувати.
Компроміс{0}}:
- Кліренс по висоті – вам потрібен вертикальний простір, іноді його багато
- Підтримка труб – довші вертикальні труби потребують проміжних опор для запобігання провисанню та вібрації
- Доступ для технічного обслуговування – працювати з вертикальним пучком може бути складніше, ніж з горизонтальним на рівні землі
Дві поширені конфігурації
Ми працюємо з двома основними вертикальними конструкціями:
Зверху-встановлена трубна решетка (нижній потік):
- Рідина надходить зверху, по трубках стікає вниз
- Конденсат стікає природним шляхом
- Найкраще для: конденсації, коли рідина має швидко виходити
- Найгірше для: послуг із не{0}}конденсованими газами (вони збираються внизу)
Знизу-монтована трубна решетка (висхідний потік):
Рідина надходить внизу, тече вгору по трубках
Краще для кип'ятіння або випаровування (пара виходить зверху)
Найкраще підходить для: ребойлерів, випарників
Найгірше для: послуг із завислими твердими речовинами (вони осідають на дні та закупорюють вхідний отвір)
Ми використали обидва. Вибір повністю залежить від фази вашої рідини та того, куди ви хочете, щоб пара чи рідина прямували.
Де вертикальні дизайни насправді Excel
Базуючись на нашому польовому досвіді:
Послуги згущення
Конденсат вільно стікає, зменшуючи товщину плівки рідини на трубах
Коефіцієнти теплопередачі зазвичай на 15–25% вищі, ніж горизонтальні в тій самій службі
Ми бачили, як вертикальні конденсатори перевершують горизонтальні у системах конденсації пари та вуглеводнів
Послуги з усунення забруднень (з прийнятною кількістю твердої речовини)
Гравітація допомагає відкладенням зісковзувати з труб або осідати на дно
Нижні продувні або зливні отвори дозволяють періодично видаляти накопичені тверді частки
Інтервали між очищеннями зазвичай на 20–40% довші, ніж між горизонтальними агрегатами в тій самій службі
Поверхи-з обмеженим простором
Якщо площа підлоги обмежена, вертикальні блоки можуть розміститися там, де горизонтальні блоки не підійдуть
Ми вмонтували вертикальні теплообмінники в механічні приміщення, куди не може потрапити жоден горизонтальний блок
Там, де вертикальні дизайни гірші
1. Послуги з високим вмістом-неконденсованого газу
Не-конденсовані речовини мають тенденцію накопичуватися у верхній частині конденсатора з низхідним потоком, закриваючи труби та зменшуючи теплопередачу
У режимі висхідного потоку вони можуть накопичуватися у верхній частині та спричиняти зв’язування пари
Вам потрібні спеціальні вентиляційні отвори у верхніх точках, що означає більшу складність
2. Високо{1}}послуги газопостачання
Вертикальні труби можуть вібрувати сильніше, ніж горизонтальні, через перехресний-потік
Нам довелося додати додаткові опори для труб, щоб запобігти пошкодженню від вібрації
Опорні плити також зменшують ефективну площу теплообміну
3. Послуги, що потребують частої внутрішньої перевірки
Без спеціального підйомного обладнання доступ до вертикального пучка складніше
Ми бачили, як бригади технічного обслуговування затримували перевірки, тому що отримати доступ до верхньої трубної дошки складно.
Наші практичні рекомендації щодо обслуговування:
Забезпечте відстань над головою для видалення пучка (принаймні 1,5x довжина труби)
Забезпечте постійні точки підйому або спеціальний підйомник
Встановіть люки або оглядові отвори як угорі, так і внизу-звичайна помилка, яку ми спостерігали, – не використовувати нижній порт
Єдине, що ми завжди перевіряємо: відстань між опорами труб
Вертикальні труби схильні до прогинання під дією власної ваги, якщо довжина без опори надто велика. Це особливо вірно для тонкостінних-труб і високо-легованих матеріалів.
Наша специфікація для опори вертикальної труби:
Максимальна довжина без підтримки: 1,5–2,0 м для більшості матеріалів
Використовуйте проміжні опорні пластини (перегородки) на відстані 1,0–1,5 м для довгих труб
Перевірте напругу вигину труби під гідростатичним напором
Контрольний список для вибору вертикальних трубчастих теплообмінників
Перш ніж вказати вертикаль:
- Тип служби – конденсація чи кип’ятіння? Вертикальний кращий у конденсації. Для розумного нагріву/охолодження горизонтальне положення може бути однаково ефективним.
- Не{0}}конденсовані речовини – чи є вони? Якщо так, розгляньте горизонтальність або додайте вентиляційні положення.
- Площа підлоги та висота – чи є у вас вертикальний зазор для видалення труби?
- Підтримка труби – перевірте непідтримувану довжину відповідно до рекомендацій виробника.
- Дренаж – чи збиратиметься конденсат чи осад, де їх можна видалити?
- Доступ для технічного обслуговування – у вас є кран або підйомник? Чи доступна верхня частина?
- Матеріал – високолеговані сплави можуть бути більш схильні до викривлення. Перевірте.
- Можливість CIP – чи очищаюча рідина досягне всіх поверхонь? У вертикальних блоках це зазвичай легше, ніж у горизонтальних.