Bescanviadors de calor de làmina de tubs verticalssón un element bàsic en moltes indústries. Són senzills, fiables i àmpliament disponibles. Però no són una solució universal i les hem vist especificades per a les aplicacions equivocades més vegades de les que voldríem admetre.
Hem instal·lat unitats verticals a plantes químiques, centrals elèctriques i instal·lacions de processament d'aliments. També n'hem substituït uns quants que estaven mal dissenyats o aplicats malament. Això és el que realment hem après.
Què fa que un disseny de làmina de tub vertical sigui diferent
En un intercanviador de calor de làmina de tubs vertical, el feix de tubs està orientat verticalment. La làmina del tub es troba a la part superior o inferior-o, de vegades, als dos extrems-, amb tubs que travessen verticalment la closca.
Les principals diferències amb els dissenys horitzontals:
- Drenatge de condensats: la gravetat funciona per a vostè, no en contra. El condensat en els serveis de condensació drena cap avall i no s'acumula a les superfícies dels tubs.
- Circulació natural: els efectes de sifó tèrmic ajuden el flux, reduint els requisits de la bomba en alguns casos.
- Eliminació de sediments: els sòlids i els dipòsits tendeixen a assentar-se al fons, on es poden recollir o expulsar.
La compensació-:
- Altura lliure: necessiteu espai vertical, de vegades molt
- Suport del tub: els tubs verticals més llargs requereixen suports intermedis per evitar la caiguda i la vibració
- Accés de manteniment: treballar en un paquet vertical pot ser més complicat que un de horitzontal a nivell del terra
Les dues configuracions comunes
Treballem amb dos dissenys verticals principals:
Placa de tub-muntada a la part superior (flux avall):
- El fluid entra per la part superior, baixa pels tubs
- El condensat drena de manera natural
- El millor per a: tasques de condensació, on el líquid necessita sortir ràpidament
- El pitjor per a: serveis amb gasos no-condensables (es recullen a la part inferior)
Làmina de tub-muntada a la part inferior (flux amunt):
El fluid entra per la part inferior, flueix cap amunt pels tubs
Millor per bullir o evaporar (el vapor s'escapa per la part superior)
Ideal per a: reboilers, evaporadors
El pitjor per a: serveis amb sòlids en suspensió (s'instal·len a la part inferior i tapen l'entrada)
Hem utilitzat tots dos. L'elecció depèn completament de la fase del vostre fluid i d'on voleu que vagi el vapor o el líquid.
On els dissenys verticals realment Excel
Basat en la nostra experiència de camp:
Serveis de condensació
El condensat drena lliurement, reduint el gruix de la pel·lícula líquida als tubs
Els coeficients de transferència de calor solen ser un 15-25% més alts que els horitzontals en el mateix servei
Hem vist que els condensadors verticals superen els horitzontals en aplicacions de condensació de vapor i hidrocarburs
Serveis de contaminació (amb sòlids raonables)
La gravetat ajuda els dipòsits a lliscar dels tubs o a assentar-se al fons
Els ports de bugada-inferior o de drenatge permeten l'eliminació periòdica dels sòlids acumulats
Els intervals de neteja solen ser un 20-40% més llargs que les unitats horitzontals del mateix servei
Pis-restringits
Si l'espai és limitat, les unitats verticals poden cabre en zones on les unitats horitzontals no ho faran
Hem instal·lat intercanviadors verticals a sales de mecànica on no hi podia anar cap unitat horitzontal
On els dissenys verticals tenen un rendiment inferior
1. Serveis amb alt contingut de gas no-condensable
Els no-condensables tendeixen a acumular-se a la part superior d'un condensador de flux descendent, cobrint els tubs i reduint la transferència de calor
En servei de flux ascendent, poden acumular-se a la part superior i provocar la unió de vapor
Necessiteu ventilacions dedicades als punts alts, la qual cosa significa més complexitat
2. Serveis de gas-alta velocitat
Els tubs verticals poden vibrar més que els horitzontals a causa dels efectes{0}}de flux creuats
Hem hagut d'afegir suports de tub addicionals per evitar danys per vibracions
Les plaques de suport també redueixen l'àrea efectiva de transferència de calor
3. Serveis que requereixen una inspecció interna freqüent
L'accés a un paquet vertical és més difícil sense un equip d'elevació especialitzat
Hem vist que els equips de manteniment retarden les inspeccions perquè és una molèstia accedir a la làmina del tub superior
Les nostres pautes pràctiques per al manteniment:
Assegureu-vos l'espai lliure per a l'eliminació del paquet (almenys 1,5 vegades la longitud del tub)
Proporcioneu punts d'elevació permanents o un polipast dedicat
Instal·lar vies d'home o ports d'inspecció tant a la part superior com a la part inferior-escaritar al port inferior és un error comú que hem vist
L'única cosa que sempre comprovem: l'espaiat del suport del tub
Els tubs verticals són propensos a deformar-se pel seu propi pes si la longitud no suportada és massa llarga. Això és especialment cert per als tubs de-paret fina i els materials-alts d'aliatge.
La nostra especificació de suport de tub vertical:
Longitud màxima sense suport: 1,5–2,0 m per a la majoria de materials
Utilitzeu plaques de suport intermèdies (deflectors) a una distància d'1,0 a 1,5 m per a tubs més llargs
Comproveu l'esforç de pandeig del tub sota el capçal hidrostàtic
Llista de verificació de selecció d'intercanviadors de làmines de tubs verticals
Abans d'especificar vertical:
- Tipus de servei: condensació o ebullició? Vertical destaca en condensació. Per a la calefacció/refrigeració sensible, l'horitzontal pot ser igual d'eficaç.
- No-condensables: estan presents? En cas afirmatiu, considereu horitzontals o afegiu disposicions de ventilació.
- Espai del sòl vs. alçada: teniu l'espai lliure vertical per treure el tub?
- Suport del tub: comproveu la longitud no compatible amb les recomanacions del fabricant.
- Drenatge: s'acumularan condensats o sediments on es pugui eliminar?
- Accés de manteniment: tens una grua o un polipast? El cap superior és accessible?
- Material: els aliatges alts poden ser més propensos al pandeig. Comproveu.
- Capacitat CIP: el líquid de neteja pot arribar a totes les superfícies? En unitats verticals, això sol ser més fàcil que horitzontal.