Conocimiento básico común de los intercambiadores de calor

1. ¿Cómo clasificar los equipos de intercambio de calor?

Respuesta: Según el "Catálogo de Clasificación de Equipos de Petrochemical Corporation", se puede dividir en:

(1) Intercambiador de calor de carcasa y tubos

(2) Intercambiador de calor de carcasa

(3) Intercambiador de calor sumergido en agua

(4) Intercambiador de calor por pulverización

(5) Intercambiador de calor giratorio (tubo de serpiente)

(6) Intercambiador de calor de placas

(7) Intercambiador de calor de placas y aletas

(8) Intercambiador de calor tubo-aleta

(9) Caldera de calor residual

(10) Otros

2. ¿Cómo transfiere calor un intercambiador de calor?

Respuesta: En el intercambiador de calor de pared divisoria más común, existen dos métodos principales de transferencia de calor: conducción y convección.El fluido caliente primero transfiere calor a un lado de la pared del tubo por convección y luego transfiere calor de un lado de la pared del tubo al otro por conducción.Finalmente, el otro lado de la pared del tubo transfiere calor por convección.El calor se transfiere al fluido frío, completando así el proceso de transferencia de calor del intercambiador de calor.

3．¿Qué efecto tiene el caudal del medio sobre el efecto de transferencia de calor?

Respuesta: Cuanto mayor sea el caudal del medio en el intercambiador de calor, mayor será su coeficiente de transferencia de calor.Por lo tanto, aumentar el caudal del medio en el intercambiador de calor puede mejorar en gran medida el efecto de intercambio de calor, pero el impacto negativo de aumentar el caudal es aumentar la caída de presión a través del intercambiador de calor y aumentar el consumo de energía de la bomba, por lo que debe haber cierto alcance apropiado.

4. ¿Qué efecto tiene la estructura de la superficie del tubo de intercambio de calor sobre el efecto de transferencia de calor?

Respuesta: El uso de estructuras superficiales especialmente diseñadas de tubos de intercambio de calor, como tubos de aletas, tubos con cabeza de clavo, tubos roscados, etc., aumenta por un lado el área de transferencia de calor y, por otro lado, la turbulencia de la superficie especial. aumenta en gran medida el flujo de líquido fuera del tubo.El grado de turbulencia, ambos aspectos, pueden mejorar el efecto general de transferencia de calor del intercambiador de calor, por lo que estas estructuras de superficie tienen un mejor rendimiento que la superficie del tubo de luz.

5. ¿Cuáles son los métodos comúnmente utilizados para desincrustar la superficie de los tubos de intercambio de calor?

Respuesta: Los métodos comunes para desincrustar la superficie de los tubos de intercambio de calor incluyen:

Descalcificación mecánica: descalcificación manual con taladro de acero, descalcificación con agua a presión

desincrustación química

6．¿Cuáles son los métodos para evitar incrustaciones en la superficie de los tubos de intercambio de calor?

Respuesta: (1) Revestimiento de níquel-fósforo

(2) Recubrimiento químico, recubrimiento 847

7. ¿Cuáles son los métodos comunes para mejorar la transferencia de calor en equipos de intercambio de calor?

Respuesta: Los principales métodos para mejorar la transferencia de calor en equipos de intercambio de calor.

Una es adoptar una estructura que aumente la superficie de transferencia de calor, como

1 Utilice tubos de aletas, tubos con cabeza de clavo, tubos roscados, fuelles, etc.

2. Procesamiento mecánico de la superficie de la tubería: tubería anular en espiral, tubería con ranura en espiral, tubería roscada, etc.

3. El uso de tuberías de diámetro pequeño puede aumentar la cantidad de tuberías en la misma área de placa de tubos y aumentar el área de transferencia de calor.

El segundo es aumentar el caudal del fluido en el intercambiador de calor, lo que puede mejorar en gran medida su coeficiente de transferencia de calor, como por ejemplo:

1 Agregue spoilers, como insertar tiras en espiral en el tubo, colocar deflectores fuera del tubo, tubos falsos, etc.

2. Aumente el número de pases de tubo o de carcasa.

Además, el uso de materiales con buena conductividad térmica para fabricar los intercambiadores de calor, la adopción de medidas anticorrosión y antical para los intercambiadores de calor y la limpieza oportuna son formas de mejorar el efecto de transferencia de calor.

8. Al revisar el intercambiador de calor de tubos y tubos, ¿cuáles son los requisitos para la cantidad de tubos bloqueados?

Respuesta: Los orificios de corrosión en los tubos individuales del haz de tubos se pueden tapar con émbolos metálicos mecanizados con un cono de 3 a 5°.Generalmente, en el mismo proceso de tuberías, el número de tuberías bloqueadas no supera el 10% del número total de tuberías, pero se puede aumentar adecuadamente según los requisitos del proceso.

9. ¿Por qué las juntas de ambos lados de la placa tubular deben estar hechas del mismo material?

Respuesta: Debido a que los pernos de sujeción de la brida en ambos lados de la placa del tubo son los mismos pernos, la presión específica aplicada a las juntas en ambos lados de la placa del tubo es la misma.

Si se seleccionan diferentes materiales para las juntas de ambos lados, la presión específica de la junta de un lado no será suficiente, lo que provocará un fallo de sellado, o la junta del otro lado tendrá una presión específica demasiado alta, provocando un fallo de sellado.Por lo tanto, las juntas en ambos lados de la placa tubular deben ser del mismo material.

10. ¿Por qué el intercambiador de calor del agua de refrigeración produce incrustaciones?

Respuesta: Las incrustaciones se forman por la cristalización de sales disueltas en el agua y la adhesión a la pared del tubo del intercambiador de calor.Se caracteriza por ser denso y duro, de fuerte adherencia y difícil de retirar.

Una gran cantidad de partículas suspendidas en el agua pueden convertirse en semillas de cristales.Otros iones de impurezas, bacterias, superficies metálicas rugosas, etc. tienen un fuerte efecto catalítico en el proceso de cristalización, reduciendo en gran medida la sobresaturación requerida para la cristalización.Por lo tanto, intercambiadores de calor de agua de refrigeración Es fácil producir incrustaciones.

11. ¿Cuáles son los componentes principales de un intercambiador de calor de cabeza flotante?

Respuesta: Los componentes principales son: haz de tubos, deflector, placa anticolisión, tirante, tubo distanciador, carcasa, caja de tubos, placa de tubos, brida de entrada, brida de salida, placa de tubos flotante, brida de cabezal flotante, cubierta de cabezal flotante, flotante anillo de gancho de cabeza, junta de cabeza flotante, brida exterior de la cubierta de la cabeza, brida lateral de la cubierta exterior de la cabeza, cubierta exterior de la cabeza, junta de la cubierta exterior de la cabeza, ventilación de aire, puerto de drenaje, brida de la caja de tuberías, brida lateral de la caja de tuberías, junta de la caja de tuberías, lado de la caja de tuberías junta, silla fija, silla móvil.

12. ¿Cuáles son los componentes principales del intercambiador de calor de placas de tubos fijos?

Respuesta: Los componentes principales son: haz de tubos, deflector, tirante, tubo distanciador, carcasa, caja de tubos (cubierta superior), placa de tubos, brida de entrada, brida de salida, brida de caja de tubos, junta de caja de tubos, silletas fijas, silletas móviles, soportes para orejas, juntas de dilatación.

13. ¿Cuáles son los componentes principales del intercambiador de calor de tubos en U?

Respuesta: Los componentes principales son: haz de tubos en forma de U, deflector, placa anticolisión (tubo guía interior), tirante, tubo distanciador, carcasa, caja de tuberías, placa de tubos, brida de entrada, brida de salida, método de caja de tuberías. brida lateral de la caja de tuberías, junta de la caja de tuberías, junta lateral de la caja de tuberías, montura fija, montura móvil.

14. ¿Cuáles son los componentes principales de un intercambiador de calor de camisa y tubos?

Respuesta: Los componentes principales del intercambiador de calor de manguito y tubos son: tubo interior, tubo exterior, codo de retorno.

15. ¿Cuáles son los componentes principales de un intercambiador de calor sumergido en agua?

Respuesta: Los componentes principales del intercambiador de calor sumergido en agua son: tubería de entrada, tubería de salida, tubería colectora, tubería enrollada y tanque de agua de refrigeración.

16. ¿Cuáles son los componentes principales de un intercambiador de calor por aspersión?

Respuesta: Los componentes principales del intercambiador de calor por aspersión son: haz de tubos, ventilador, boquilla de agua, tubería de drenaje y bomba de suministro de agua.

17. ¿Cuáles son las características de los intercambiadores de calor de placas de tubos fijos, de los intercambiadores de calor de tubos en forma de U y de los intercambiadores de calor de cabezal flotante?

Respuesta: El intercambiador de calor de placas de tubos fijos se caracteriza por una estructura compacta, simplicidad, bajo costo, la mayor cantidad de tubos en el mismo diámetro de carcasa, fácil reemplazo y mantenimiento de un solo tubo y limpieza conveniente dentro del tubo, pero es difícil. para limpiar el exterior del tubo, el tubo y la carcasa. La diferencia de temperatura provoca un gran estrés.

El intercambiador de calor de tubos en forma de U se caracteriza por una estructura relativamente simple, sin problemas de estrés por diferencia de temperatura, gran caudal de fluido, bajo consumo de metal y es adecuado para fluidos de alta temperatura y alta presión.El haz de tubos se puede extraer para facilitar la limpieza del lado de la carcasa y entre los tubos, pero los codos de los tubos no son fáciles de limpiar., la cantidad de tubos en la placa de tubos es pequeña, la distancia entre los tubos es grande, hay un espacio en el centro del haz de tubos y el fluido fuera del tubo es fácil de cortocircuitar.

Las características del intercambiador de calor de cabezal flotante son que el haz de tubos puede moverse libremente sin problemas de estrés por diferencia de temperatura.El haz de tubos se puede extraer libremente, lo que resulta conveniente para limpiar el exterior del tubo y el haz de tubos.Sin embargo, el cabezal flotante tiene una estructura compleja y un coste elevado.Los requisitos de sellado en el cabezal flotante son estrictos y el cabezal flotante es fácil de operar durante el funcionamiento.Fugas y difíciles de detectar.

18. ¿Dónde son adecuados para su uso los intercambiadores de calor de placas de tubos fijos?

Respuesta: El intercambiador de calor de placas de tubos fijos es adecuado para ocasiones en las que el medio del lado de la carcasa está limpio, no es propenso a incrustarse y la diferencia de temperatura del medio es relativamente pequeña.

19.¿Dónde son adecuados los intercambiadores de calor de tubos en forma de U?

Respuesta: El intercambiador de calor de tubos en forma de U es adecuado para situaciones de alta temperatura y alta presión donde la diferencia de temperatura entre el tubo y las paredes de la carcasa es grande y el medio limpio fluye en el tubo.

20. ¿Dónde son adecuados para su uso los intercambiadores de calor de cabezal flotante?

Respuesta: El intercambiador de calor de cabezal flotante es adecuado para ocasiones en las que la diferencia de temperatura entre el tubo y la carcasa es grande, el medio no está limpio y se requiere una limpieza frecuente.

21. La disposición de los intercambiadores de calor de tubos y tubos incluye una disposición triangular y una disposición cuadrada con un ángulo de 45°.¿Por qué?

Respuesta: La disposición triangular y la disposición cuadrada en un ángulo de 45° tienen cada una sus propias ventajas y desventajas.Las ventajas de la disposición triangular son la compacidad y la alta eficiencia de transferencia de calor.Tiene la mayor cantidad de tubos en la misma área de placa de tubos, aproximadamente un 15% más que la disposición cuadrada.Sin embargo, no es fácil limpiar la superficie exterior de los tubos;mientras que la disposición cuadrada se gira en un ángulo de 45° para limpiar la superficie exterior de los tubos.Es más conveniente, pero el número de tubos es mucho menor que el de la disposición triangular.

22. ¿Cuáles son los materiales comúnmente utilizados para los tubos en los intercambiadores de calor de tubos y tubos?

Respuesta: Los materiales de tubo de uso común incluyen: 10#, 20#, 12CrMo, 15CrMo, 0Cr13, 1Cr13, 1Cr5Mo, 0Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti, tubo de titanio, 410, 321, etc.

23. En el intercambiador de calor de tipo tubo, ¿por qué se eligen los diámetros de tubo φ32, φ25, φ19 y φ16 respectivamente?

Respuesta: El tamaño del diámetro del tubo afectará directamente el rendimiento del intercambiador de calor.El diámetro de la tubería es pequeño, el coeficiente de transferencia de calor es grande y el área efectiva de transferencia de calor también es grande dentro del mismo volumen.Esto puede hacer que la estructura sea compacta y ahorrar materiales.Sin embargo, si el diámetro de la tubería es demasiado pequeño, también tendrá efectos adversos.Para fluidos con el mismo caudal, cuanto menor sea el diámetro de la tubería, mayor será la resistencia al flujo y la pérdida de presión también aumentará.Además, los tubos demasiado finos se obstruyen fácilmente con la suciedad.Esto dificulta la limpieza, por lo que el diámetro del tubo del intercambiador de calor es generalmente de 16 mm a 32 mm.

24. ¿Por qué los orificios para los pernos del soporte del intercambiador de calor son redondos o largos?

Respuesta: Los orificios para los pernos en el soporte fijo son redondos para fijar firmemente la carcasa a la base.Los orificios para los pernos del soporte móvil son largos y circulares.El propósito es permitir que la carcasa se expanda y contraiga libremente cuando está sujeta a cambios de temperatura, para evitar grandes tensiones y proteger el equipo.

25. ¿Cuáles son las juntas de intercambiadores de calor más utilizadas?

Respuesta: Las juntas de intercambiadores de calor de uso común incluyen juntas de asbesto resistentes al aceite, juntas revestidas de hierro, juntas de dientes corrugados y juntas metálicas.

26. ¿A qué cuestiones se debe prestar atención al seleccionar pequeños pernos de cabeza flotante para intercambiadores de calor de cabeza flotante?

(1) Longitud

(2) Corrosión por tensión de H2S húmedo

(3) Temperatura

27. ¿Cuál es la función de los deflectores (barras deflectoras) en el intercambiador de calor de tubos?

Respuesta: Los deflectores (barras deflectoras) en el intercambiador de calor pueden cambiar la dirección del flujo del fluido en el lado de la carcasa, aumentar el caudal del fluido en el lado de la carcasa, aumentar la turbulencia del medio, mejorar la eficiencia de transferencia de calor y sostener el haz de tubos.

28. ¿Por qué los intercambiadores de calor de tubos y tubos tienen un paso de un solo tubo, un paso de dos tubos, un paso de cuatro tubos, un paso de seis tubos y un paso de ocho tubos?

Respuesta: Cuando el número total de tubos en el intercambiador de calor es el mismo, aumentar el número de pasos de los tubos puede aumentar el caudal en cada tubo, aumentando así el coeficiente de transferencia de calor y reduciendo el área de transferencia de calor requerida.Sin embargo, también aumenta la caída de presión y evita que el fluido intercambie calor completamente en contracorriente, y la estructura del intercambiador de calor se vuelve más compleja.Por lo tanto, el número de pasos de tubo que se utilizan generalmente no es inferior a 2 ni superior a 8. La selección específica debe basarse en los requisitos reales del proceso.

29. ¿Cuáles son las causas de las fugas internas en los intercambiadores de calor de tubos?

Respuesta: La fuga interna del intercambiador de calor puede deberse a las siguientes razones:

El tubo de intercambio de calor está corroído, perforado o roto.

Corrosión y adelgazamiento de la boca de la tubería que provoca fugas.

La junta de expansión entre el tubo de intercambio de calor y la placa de tubos está floja

Se producen grietas, poros o perforaciones por corrosión en la soldadura entre el tubo de intercambio de calor y la placa tubular.

El pequeño perno de cabeza flotante está flojo o roto

La pequeña junta de culata flotante está dañada.

El cabezal flotante pequeño o el sello de la placa del tubo flotante están dañados

30. ¿Por qué se debe probar la presión del agua después de revisar el intercambiador de calor?

Respuesta: El propósito de probar la presión del agua después de revisar el intercambiador de calor es verificar si el intercambiador de calor tiene la capacidad de soportar de manera segura la presión de diseño (es decir, la resistencia a la presión), la estanqueidad, la calidad de la interfaz o junta, la calidad de la soldadura. y la estanqueidad de la estructura de sellado.grado.Además, después de la presión se puede observar la deformación residual de las soldaduras del metal base de contenedores y tuberías, y se pueden descubrir problemas con los materiales de manera oportuna.

31. ¿Por qué algunos intercambiadores de calor de tubos se instalan verticalmente y otros horizontalmente (horizontal)?

Respuesta: Algunos intercambiadores de calor de tipo tubo son verticales y otros horizontales, considerando principalmente los siguientes aspectos:

① Requisitos del proceso de producción: por ejemplo, algunos hervidores requieren un cierto nivel de líquido medio.Si se utiliza un intercambiador de calor horizontal, no se puede cumplir el requisito de altura del nivel del líquido, por lo que se debe seleccionar un intercambiador de calor vertical;

② A gran escala: si el área de intercambio de calor de una unidad de proceso requiere miles de metros cuadrados, si elige un intercambiador de calor horizontal con una longitud de tubería de calor de 6 metros, es posible que necesite varios intercambiadores de calor, que ocuparán una gran área y no favorece una disposición espacial efectiva del dispositivo., si elige un intercambiador de calor vertical con un tubo de intercambio de calor de 12 metros de longitud, una unidad puede resolver el problema;

③ Reducir la caída de presión: algunos procesos de producción requieren minimizar la caída de presión durante el proceso de transporte del medio.Los intercambiadores de calor verticales se seleccionan y colocan al lado de la torre para acortar la tubería de conexión a la torre y reducir la caída de presión.

32. ¿Por qué algunos lugares usan intercambiadores de calor de manga y tubos e intercambiadores de calor sumergidos en agua, mientras que otros lugares usan intercambiadores de calor de tubos y tubos?

Respuesta: Actualmente, la mayoría de los equipos de intercambio de calor seleccionados para las unidades de refinación de petróleo y producción de productos químicos son intercambiadores de calor tubulares.Sin embargo, en algunas unidades de producción todavía hay una pequeña cantidad de intercambiadores de calor de manguito y de intercambiadores de calor sumergidos en agua.Aunque el intercambiador de calor de tubos y tubos tiene una estructura compacta y una alta eficiencia de intercambio de calor, debido a los pequeños tubos de intercambio de calor, es fácil causar obstrucciones si se usa en medios que contienen partículas sólidas.Por lo tanto, en lugares donde el medio contiene partículas sólidas, generalmente se utilizan intercambiadores de calor de tipo manguito o intercambiadores de calor sumergidos en agua.