Главная -> Словарь

Кожухотрубчатых теплообменников

Наиболее часто в кожухотрубчатых теплообменниках применяют трубы наружным диаметром 25 мм с толщиной стенки 1,6 — 3,0 мм и трубы наружным диаметром 20 мм с толщиной стенки

В рассмотренных кожухотрубчатых теплообменниках трубы жестко закреплены в трубной решетке. Из-за наличия разности температур между кожухом и трубами в них возникают температурные напряжения, которые могут привести к разрушению аппарата. Теплообменники с жестким креплением

Ряс. S.I. Коэффициент i при сметанном и перекрестном токах в кожухотрубчатых теплообменниках:

Трубы в кожухотрубчатых теплообменниках располагаются в решетке по вершинам квадратов и по вершинам треугольников. Теплообменные аппараты с расположением труб по вершинам треугольников при одном и том же диаметре кожуха имеют поверхность теплообмена на 10—15% выше. Однако чистка межтрубного пространства в этом случае затруднена и для теплообменников, работающих на загрязненных средах, предпочтительнее аппараты с расположением труб по вершинам квадратов.

л кольцевому пространству, которое образуется между трубами большого и малого диаметров. В аппаратах этого типа легче, чем в кожухотрубчатых теплообменниках, обеспечиваются более высокие скорости движзния, что позволяет иметь более высокие коэффициенты теплопередачи и теплонапряженности поверхности нагрева. Кроме того, в аппаратах типа «труба в трубе» легче обеспечить противоток между те-плообменивающимися средами.

Трубы в кожухотрубчатых теплообменниках стараются разместить так, чтобы зазор между внутренней стенкой кожуха и поверхностью, огибающей пучок труб, был минимальным, в противном случае, значительная часть теплоносителя может миновать основную поверхность теплообмена. Для уменьшения количества теплоносителя, проходящего между трубным пучком и кожухом, в этом пространстве устанавливают специальные заполнители, например, приваренные к кожуху продольные полосы или глухие трубы, которые не проходят через трубные решетки и могут быть расположены непосредственно у внутренней поверхности кожуха .

В кожухотрубчатых теплообменниках для достижения больших коэффициентов теплоотдачи необходимы достаточно высокие скорости теплоносителей:

В кожухотрубчатых теплообменниках, работающих под давлением свыше 1,0 МПа, толщину трубной решетки принимают равной диаметру развальцованных труб. • • ' • •

В стальных кожухотрубчатых теплообменниках применяются стальные цельнотянутые трубы .с наружным диаметром ,и толщиной стенки .drS: 16x1,6; 20x2; 25x2; 25x2,5; 38x2; 38x2,5; 38x3; 57x3 мм и др.

В кожухотрубчатых теплообменниках устанавливают поперечные и продольные перегородки.

Неразборные теплообменники имеют в основном жесткую конструкцию, выполненную целиком на сварке. Для чистки внутренних труб их двойники делают разъемными. На рис. 5.15 показан теплообменник с разб.орными двойниками. На практике встречаются обычно теплообменники либо с приварными, либо с разъемными двойниками. Жесткие теплообменники типа "труба в трубе" подвержены температурным напряжениям, которые рассчитывают так же, как и напряжения в жестких кожухотрубчатых теплообменниках. По формуле S -aE12 можно подсчитать, что при разности температур теплосбмени-вающихся потоков дг=70°С во внутренних трубах создается напряжение до 140МПа, а в сварных швах еще большее. Поэтому теплообменники жесткой конструкции применяют при разнице температур не более 40°С. Чаще всего их используют в качестве холодильников для низкотемпературных потоков.

К достоинствам кожухотрубчатых теплообменников относятся их компактность и небольшой удельный расход металла .

Из общего расхода металла на долю теплообменных аппаратов падает в среднем 40—50%, поэтому очень важно выбрать наиболее рациональную и эффективную конструкцию теплообменников. Ниже дается краткая характеристика широко применяемых кожухотрубчатых теплообменников.

Установка АВО взамен водяных холодильников на АВ и АВТ не вызывает трудностей, а объем работы по подготовке площади невелик. Срок службы АВО намного больше, чем аппаратов водяного охлаждения, и приводы вентиляторов в воздушной атмосфере работают почти без повреждений. В аппаратах с водяным охлаждением трубы подвергаются коррозии со стороны технологического потока и со стороны воды. Из-за отложений накипи и загрязнений снижается коэффициент теплопередачи; поэтому аппараты нужно часто останавливать для чистки и ремонта. Кроме того, при этом приходится создавать резервные поверхности теплообмена. В АВО коррозия и загрязнения ребристой поверхности труб со стороны воздуха незначительны. Ориентировочно соотношение затрат на обслуживание и ремонт водяных и воздушных теплообменников составляет 4:1. Поскольку воздух почти не вызывает коррозии, трубы для АВО можно изготавливать из более дешевых материалов, чем для кожухотрубчатых теплообменников. Наружная поверхность труб в АВО не нуждается в частой чистке. Недостатком АВО является сильный шум, создаваемый работающими вентиляторами.

Так как расчет кожухотрубчатых теплообменников широко юсвещен в литературе, рассмотрим проектный и поверочный расчет пластинчатых теплообменник аппаратов и аппаратов воздушного охлаждения, применяемых в процессе переработки природного и нефтяного газа.

Г. Конструктивные характеристики аппаратуры и ее элементов, повторяемость их D производстве предопределяют технологическую специализацию производств химического и нефтяного машиностроения и совершенствование. уровня технологии. Технологическая классификация этой аппаратуры по общим технологическим переделам и построение, технологических потоков в соответствии с указанной классификацией позволяют создать оптимальную технологию производства аппаратуры. Так, в отечественном химическом и нефтяном машиностроении созданы специализированные производства пластинчатых кожухотрубчатых теплообменников, которые организованы по признаку диаметра теплообменников, производства аппаратов воздушного охлаждения, производства колонной аппаратуры, специализированные по видам тарелок, и много других производств аппаратуры,

Рис. 139. Схемы кожухотрубчатых теплообменников с подвижной решеткой

Теплообменники «труба в трубе» являются разновидностью кожухотрубчатых теплообменников и состоят из двух труб разного диаметра D и d, вставленных одна в другую. Одна из сред течет по внутренней трубе, другая — по кольцевому пространству между трубами. При больших расходах теплоносителя теплообменники типа «труба в трубе» компонируют в секции, где отдельные элементы собирают последовательно, а секции включают в технологическую цепочку параллельно.

Заслуживает внимания так называемый абразивный метод очистки кожухотрубчатых теплообменников. Метод состоит в удалении рыхлых осадков из труб теплообменников промывкой их водной взвесью песка.

В результате предложена замена старого катализатора на более современный и замена кожухотрубчатых теплообменников на один пластинчатый теплообменный аппарат Пакинокс.

Достоинство кожухотрубчатых теплообменников - возможность получения значительной поверхности теплообмена при сравнительно небольших габаритах и хорошо освоенная технология изготовления, недостаток - высокий расход металла по сравнению со спиральными и пластинчатыми теплообменниками 111.

Классификация кожухотрубчатых теплообменников показана на схеме 1.4.