Fi skambjatur tas-sħana ta' qoxra-u-tubu, it-tubi jistgħu jiġu kkonfigurati bħala ġirjiet dritti bejn żewġ tubi, jew mgħawweġ f'forma ta' U-biż-żewġt itruf imwaħħla f'tubi wieħed. Din id-differenza ġeometrika li tidher sempliċi għandha implikazzjonijiet sinifikanti għall-ġestjoni u l-manutenzjoni tal-istress termali. Għall-iskambjaturi tas-sħana PTFE, fejn il-koeffiċjent għoli ta 'espansjoni termali (CTE) u l-inertezza kimika tal-polimeru huma assi ewlenin, l-għażla bejn tubu U-u mazz ta' tubi dritti-jaffettwa direttament l-affidabbiltà-fit-tul u s-servizz fl-ambjenti tal-irfinar tal-wiċċ u tal-proċess kimiku.
Ħarsa ġenerali lejn iż-Żewġ Konfigurazzjonijiet tal-Mazz
Straight-Tubi PTFE Bundle
F'gozz ta' tubi dritti-, tubi PTFE individwali jimxu f'linji dritti minn folja tat-tubi tad-dħul għal folja tat-tubi tal-ħruġ fit-tarf oppost tal-qoxra. Iż-żewġt itruf ta 'kull tubu huma ffissati (irrumblati, imflaxxra, jew iwweldjati) fit-tubi rispettivi. Il-qoxra tagħlaq it-tubi, u l-fluwidu tas-servizz (medju li jsaħħan jew li jkessaħ) jiċċirkola fuq in-naħa tal-qoxra, filwaqt li l-fluwidu tal-proċess jiċċirkola ġewwa t-tubi (jew viċi versa).
Minħabba li t-tubi u l-qoxra huma magħmula minn materjali differenti (PTFE kontra metall jew FRP) u joperaw f'temperaturi differenti, isseħħ espansjoni termali differenzjali. Biex tevita stress eċċessiv fuq it-tubi, il-folji tat-tubi, jew il-qoxra, gozz ta' tubi dritta-tipikament jeħtieġ jew ras li jżomm f'wiċċ l-ilma f'tarf wieħed jew ġonta ta' espansjoni fil-qoxra. Din il-kumplessità miżjuda żżid l-ispiża u tintroduċi mogħdijiet ta 'tnixxija potenzjali.
U-Tube PTFE Bundle
F'mazz ta' tubi U-, kull tubu PTFE jitgħawweġ f'forma ta' U-. Iż-żewġt itruf ta' l-istess tubu huma mwaħħla f'folja waħda ta' tubi f'tarf wieħed ta' l-iskambjatur. Il-liwja tinsab fit-tarf oppost tal-qoxra. Dan id-disinn jelimina l-ħtieġa għal tieni tubesheet, ras li jżomm f'wiċċ l-ilma, jew ġonta ta 'espansjoni. It-tubi f'forma ta' U- huma ħielsa li jespandu u jikkuntrattaw individwalment hekk kif it-temperaturi jinbidlu, minħabba li l-liwja taġixxi bħala molla flessibbli.
Il-qatet ta' tubi U- huma partikolarment komuni fl-iskambjaturi tas-sħana PTFE minħabba li l-PTFE huwa kemm flessibbli kif ukoll għandu CTE għoli (madwar 10-20 darba dak tal-azzar). Il-flessibbiltà tal-materjal tippermetti liwjiet U-aktar stretti mill-metalli, filwaqt li l-koeffiċjent ta 'espansjoni għoli tiegħu jagħmel essenzjali l-ħelsien mill-istress termali.
Differenzi Ewlenin fid-Disinn u l-Operazzjoni Mekkanika
Id-deċiżjoni bejn aU tubu vs tubu dritta PTFE heat exchangerbundle jinvolvi kompromessi-fl-akkomodazzjoni għall-istress termali, it-tindif, l-integrità tat-tnixxija, u l-adegwatezza tal-applikazzjoni.
Akkomodazzjoni ta' Stress Termali
PTFE għandu koeffiċjent lineari ta 'espansjoni termali ta' madwar 120-150 × 10⁻⁶ / grad (meta mqabbel ma 'madwar 11 × 10⁻⁶ / grad għall-azzar tal-karbonju). Tubu PTFE li jkun twil 2 metri f'20 grad jespandi bejn wieħed u ieħor 12–15 mm meta jissaħħan għal 100 grad. F'gozz ta' tubi dritti-imwaħħal fiż-żewġt itruf, din l-espansjoni toħloq forzi kompressivi li jistgħu jgħaqqdu t-tubi PTFE jew jagħmlu ħsara lill-ġonot tal-folji tat-tubi.
U{0}}tubi bundle:Il-liwja U-assorbi l-espansjoni b'mod naturali. Hekk kif it-tubu jisħon u jtawwal, il-liwja tinfetaħ ftit, u s-saqajn tal-U jiżżerżqu permezz tal-appoġġ tat-tubesheet (jew it-tubesheet innifsu jiċċaqlaq ftit). L-ebda ġonta ta 'espansjoni esterna hija meħtieġa. Dan il-kumpens inerenti jagħmel il-qatet ta' tubi U-affidabbli ħafna taħt iċ-ċiklu termali.
Mazz ta'-tubi dritti:Mingħajr ġonta ta' espansjoni jew ras li jżomm f'wiċċ l-ilma, gozz ta' PTFE ta' tubi dritti-jfalli malajr taħt iċ-ċikliżmu termali. Meta dawn il-qatet ikunu speċifikati, għandhom jinkludu tubu li jżomm f'wiċċ l-ilma (li jippermetti moviment axjali) jew ġonta ta' espansjoni tat-tip minfaħ-fuq il-qoxra. Dawn il-komponenti jżidu tħassib dwar l-ispiża u l-manutenzjoni.
F'applikazzjonijiet b'ċikli termali frekwenti-bħal proċessi ta' lott fejn il-banju jissaħħan u jitkessaħ kuljum-il-grupp ta' tubi U-huwa preferut ħafna.
Ġestjoni tal-Indif u l-Fouling
L-iktar żvantaġġ sinifikanti tal-mazz ta' tubi U-huwa l-inabbiltà li tnaddaf mekkanikament in-naħa ta' ġewwa tal-liwja U-. L-intern ta' tubu f'forma ta' U-ma jistax jiġi aċċessat b'pinzell dritta, lanza, jew għodda ta' idroblast minħabba li l-liwja timblokka l-passaġġ ta 'apparat riġidu tat-tindif.
Mazz ta'-tubi dritti:Iż-żewġt itruf ta' kull tubu huma aċċessibbli. Metodi ta' tindif mekkaniku-inklużi tfarfir tal-wajer, tindif ta' tubi rotanti, -jetting ta' ilma bi pressjoni għolja, u anke xaftijiet tat-tħaffir-jistgħu jiġu mgħoddija kompletament mit-tubu. Għal servizzi li jipproduċu skala iebsa, depożiti kristallini, jew fouling organiku, it-tindif mekkaniku ħafna drabi huwa l-uniku metodu prattiku.
U{0}}tubi bundle:It-tindif għandu jsir kimikament. Soluzzjoni tat-tindif hija ċċirkolata minn ġol-ġenb tat-tubu biex tħoll jew tħoll id-depożiti. Għal ħafna applikazzjonijiet tal-irfinar tal-wiċċ (eż. banjijiet tal-kisi tan-nikil fejn id-depożiti huma rotob jew solubbli), it-tindif kimiku huwa biżżejjed. Għas-servizzi fejn id-depożiti huma iebsa jew insolubbli (eż., skala ta' sulfat tal-kalċju mill-ilma li jkessaħ), in-nuqqas ta' tindif mekkaniku jista' jkun problema-deal.
Għas-servizzi suxxettibbli għall-fouling, speċjalment fuq in-naħa tat-tubu, il-gozz ta' tubi dritti- joffri vantaġġ ċar. Madankollu, jekk il-fluwidu tal-proċess ikun nadif jew jekk id-depożiti jistgħu jitneħħew kimikament, id-disinn tat-tubu U- jibqa' vijabbli.
Mogħdijiet ta 'tnixxija u Affidabilità
Kull ġonta ta 'tubesheet hija punt ta' tnixxija potenzjali. F'gozz ta' tubi dritti-, hemm żewġ tubi, kull wieħed b'numru kbir ta' konnessjonijiet ta' tubi-ma-tubesheet. Barra minn hekk, ras li jżomm f'wiċċ l-ilma jew ġonta ta 'espansjoni żżid ġonot issiġillati jew issiġillati.
U{0}}tubi bundle:Tubesheet waħda biss hija meħtieġa. It-truf kollha tat-tubi jispiċċaw fl-istess folja, u jnaqqas in-numru ta 'punti ta' tnixxija potenzjali bin-nofs. It-tarf magħluq tal-U (il-liwja) m'għandux ġonta. Għal servizzi korrużivi aggressivi fejn anke tnixxijiet minuri mhumiex aċċettabbli, id-disinn tat-tubu U-huwa intrinsikament aktar affidabbli.
Mazz ta'-tubi dritti:Żewġ tubesheets jirdoppjaw in-numru ta 'ġonot tat-tubi. Ir-ras f'wiċċ l-ilma jew il-ġonta ta 'espansjoni tintroduċi siġilli addizzjonali li jistgħu jfallu maż-żmien. Madankollu, jekk tubu f'qatta ta' tubi dritta-tnixxija, ħafna drabi jista' jiġi pplaggjat (miż-żewġt itruf) mingħajr ma jitneħħa l-mazz. F'qatta ta 'tubi U-, it-twaħħil ta' tubu li jnixxi għadu possibbli, iżda l-aċċess huwa limitat għat-tarf tal-folja waħda tat-tubi.
Tneħħija u Sostituzzjoni tal-Mazz
Iż-żewġ tipi ta 'qatta tipikament jistgħu jitneħħew mill-qoxra għal spezzjoni jew sostituzzjoni. Madankollu, il-mazz tat-tubi U-ġeneralment huwa iqsar (minħabba li t-tubi jintwew lura fuqhom infushom) u jistgħu jkunu aktar faċli biex jiġu estratti mill-qoxra. Il-gozz ta 'tubi dritta teħtieġ spazju fuq iż-żewġt itruf tal-qoxra biex tirtira l-gozz ta' tubi, li żżid il-footprint ġenerali ta 'l-iskambjatur.
Għall-iskambjaturi PTFE, il-piż tal-qatta huwa baxx meta mqabbel ma 'qatet tal-metall, għalhekk il-loġistika tat-tneħħija rarament hija fattur li jillimita.
Tabella ta' Tqabbil: U-Tubu vs. Straight-Tubu PTFE Bundle
| Karatteristika | U{0}}Tube Bundle | Straight-Tube Bundle |
|---|---|---|
| Akkomodazzjoni ta 'Espansjoni Termali | Inerenti – U-liwja taġixxi bħala molla flessibbli; ebda joint ta 'espansjoni meħtieġa | Jeħtieġ ras li jżomm f'wiċċ l-ilma jew ġonta ta 'espansjoni tal-qoxra biex tipprevjeni l-buckling tat-tubu |
| Numru ta' Tubesheets | Wieħed | Żewġ |
| Numru ta' Ġonot ta' Tubu-għa-Tubesheet | Inqas (iż-żewġt itruf fl-istess folja) | Id-doppju (wieħed għal kull tarf tat-tubu) |
| Tindif Mekkanika (Tubu In-naħa) | Mhux possibbli – U-liwja jimblokka għodod riġidi tat-tindif | Aċċessibbli għal kollox miż-żewġt itruf; tfarfir u hydroblasting possibbli |
| Indafa Kimika | Tajjeb – iċ-ċirkolazzjoni tas-soluzzjoni tat-tindif hija effettiva | Tajjeb - jappoġġja wkoll it-tindif taċ-ċirkolazzjoni |
| Potenzjal għal Mogħdijiet ta' Tnixxija | T'isfel - tubu wieħed, l-ebda siġilli tar-ras li jżommu f'wiċċ l-ilma | Ogħla - żewġ tubi flimkien ma 'ġonta ta' espansjoni jew gaskits tar-ras f'wiċċ l-ilma |
| Tolleranza ta' Fouling | Baxx għal moderat - tindif kimiku biss disponibbli | Għoli - tindif mekkaniku jista 'jneħħi depożiti iebsin |
| Tul tat-Tneħħija tal-Mazz | Iqsar (konfigurazzjoni mitwija) | Itwal (tul sħiħ tal-qoxra fuq iż-żewġt itruf) |
| Raġġ tipiku tal-liwja tat-tubu | Minimu 3–5× tubu OD (PTFE jippermetti aktar strett mill-metall) | Mhux applikabbli |
| Spiża (għall-istess żona tat-trasferiment tas-sħana) | Ġeneralment aktar baxx - kostruzzjoni aktar sempliċi, inqas partijiet | Ogħla - komponenti addizzjonali u aktar ġonot |
Applikazzjonijiet Prattiċi fl-Irfinar tal-wiċċ u l-Ipproċessar Kimiku
Meta Agħżel U-Tube PTFE Bundle
Il-mazz ta' tubi U-huwa l-għażla awtomatika għal ħafna skambjaturi tas-sħana PTFE fl-irfinar tal-wiċċ, partikolarment meta:
Il-fluwidu tal-proċess huwa nadif jew il-fouling huwa ħafif u li jista' jitneħħa kimikament (eż., aċidi dilwiti, tindif alkalini, soluzzjonijiet ta' kisi mingħajr partikuli solidi).
Iseħħ ċikli termali frekwenti (eż., tisħin u tkessiħ tal-lott).
Footprint tal-iskambjatur kompatt hija mixtieqa.
Il-minimizzazzjoni tal-mogħdijiet tat-tnixxija hija prijorità, bħal f'servizz tal-aċidu aggressiv (eż., aċidu idrokloriku jew sulfuriku f'temperaturi elevati).
Il-fluwidu tal-ġenb tat-tubu huwa l-fluwidu tal-proċess korrużiv, u n-naħa tal-qoxra hija fluwidu tas-servizz nadif (eż., fwar jew ilma sħun).
Applikazzjonijiet tipiċi: Ħiters/coolers tal-banju anodizzanti, linji tal-kisi tan-nikil mingħajr elettrodot (b'tindif kimiku perjodiku), u reatturi kimiċi korrużivi.
Meta Agħżel Mazz Straight-Tubi PTFE
Mazz ta' tubi dritti huwa preferut meta t-tindif mekkaniku huwa essenzjali. Dan jinkludi:
Proċessi li jipproduċu skala iebsa (eż., karbonat tal-kalċju minn ilma li jkessaħ jew banjijiet tal-kisi tal-kromju iebes fejn jiddepożita l-aċidu kromiku).
Servizzi fejn il-fluwidu tal-ġenb tat-tubu fih solidi sospiżi jew għandu tendenza li jikkristallizza mat-tkessiħ.
Skambjaturi li ma jistgħux jittieħdu offline għal ċikli fit-tul tat-tindif kimiku; tindif mekkaniku jista 'jsir malajr waqt bidla shift.
Sitwazzjonijiet fejn it-twaħħil ta 'tubu individwali miż-żewġt itruf huwa strateġija ta' manutenzjoni meħtieġa.
Applikazzjonijiet tipiċi: Irkupru tas-sħana minn torrijiet tat-tkessiħ (potenzjal ta 'skala), tisħin konċentrat tas-salmura, u xi proċessi ta' trattament ta 'skart.
Konsiderazzjonijiet Speċjali għal Materjal PTFE
Il-modulu baxx ta 'elastiċità (irtubija) u l-flessibbiltà għolja tal-PTFE jagħmluha partikolarment adattata għall-kostruzzjoni ta' tubi U-. B'differenza mill-qatet tat-tubi tal-metall U-, li jeħtieġu raġġ minimu ta 'liwja ta' 3–5 × dijametru tat-tubu biex jiġi evitat it-twebbis tax-xogħol jew qsim, PTFE jista 'jiġi mgħawweġ għal raġġi baxxi daqs 2–3 × dijametru tat-tubu mingħajr ħsara. Dan jippermetti li aktar tubi jiġu ppakkjati f'dijametru tal-qoxra partikolari.
Madankollu, l-istess flessibilità tfisser li t-tubi dritti PTFE għandhom ikunu appoġġjati bir-reqqa biex jipprevjenu sagging jew vibrazzjoni. Gzuz ta' PTFE ta' tubi dritti -spiss jeħtieġu pjanċi ta' appoġġ intermedji (baffles) f'intervalli eqreb minn tubi tal-metall.
Ta 'min jinnota wkoll li t-tubi PTFE huma suxxettibbli għal creep taħt stress mekkaniku sostnut. Id-disinn tat-tubu U-, li jevita restrizzjonijiet fissi fiż-żewġt itruf, inaqqas il-problemi ta' rilassament relatati mal-creep-imqabbel ma' disinn ta' tubu dritt-b'ras li jżomm f'wiċċ l-ilma.
Konklużjoni
L-għażla bejn tubu U-u pakkett ta' skambjatur tas-sħana PTFE b'tubu dritta- iddur madwar żewġ prijoritajiet opposti: serħan mill-istress termali u tindif. Il-qatta ta 'tubi U-inerenti tikkumpensa għall-koeffiċjent ta' espansjoni termali għoli ta 'PTFE mingħajr ma teħtieġ ġonot ta' espansjoni, filwaqt li toffri kostruzzjoni aktar sempliċi u inqas punti ta 'tnixxija. Il-gozz ta' tubi dritti-jipprovdi aċċess mekkaniku sħiħ għall-interjuri tat-tubi, li jagħmilha l-unika għażla għal servizzi ta' fouling fejn id-depożiti iebsin għandhom jitneħħew bit-tfarfir jew bl-idroblasting.
Għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-irfinar tal-wiċċ fejn it-tindif kimiku huwa biżżejjed u ċ-ċiklu termali huwa komuni, il-mazz ta' tubi U-huwa s-soluzzjoni ppreferuta u kost-effettiva. Għall-iskambjaturi tas-sħana li jimmaniġġjaw fluwidi tal-iskala jew fejn l-iskedi tal-produzzjoni jitolbu tindif mekkaniku rapidu, il-gozz ta' tubi dritti-minkejja l-kumplessità miżjuda tiegħu-hija l-aħjar għażla. It-tendenza ta 'fouling mistennija u l-frekwenza taċ-ċikli termali għandhom jiggwidaw l-għażla tal-qatta, u jiżguraw li l-iskambjatur tas-sħana PTFE jagħti servizz affidabbli u li jista' jinżamm tul il-ħajja operattiva tiegħu.
