مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته لوله (shell and tube) از رایج ترین و کاربردی ترین روش های گرم و سرد کردن غیر مستقیم سیالات مختلف می باشد که بیشتر در محیط های صنعتی و پالایشگاه ها و سیستم های حرارت مرکزی مورد استفاده قرار میگیرد. با توجه به کاربرد گسترده مبدل حرارتی در صنایع مختلف، شرکت پترو نیکان تجهیز اسیا طراحی مبدل حرارتی استانداردهای ساخت مبدل حرارتی و اصول مهم در تولید مبدل حرارتی پوسته و لوله و هر آنچه که باید برای خرید این گروه از تجهیزات بدانید را در ادامه معرفی خواهد نمود.

مبدل حرارتی پوسته لوله چیست؟

مبدل حرارتی پوسته لوله (shell and tube) مجموعه ای از پوسته (shell) استوانه ای شکل و لوله های گذر سیال (tube) می باشد که به منظور افزایش یا کاهش دمای سیال موجود در لوله ها در صنایع مختلف از قبیل پالایشگاه ها، نیروگاه ها و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد. مبدل های حرارتی دارای انواع مختلفی می باشند که در همگی هدف انتقال حرارت بین سیالات است که در برخی انتقال حرارت مستقیم و در برخی مانند مبدل پوسته و لوله به صورت غیرمستقیم انجام میشود.

نحوه کار مبدل حرارتی

همان طور که اشاره شد، انتقال حرارت و دما در مبدل پوسته و لوله به صورت غیرمستقیم بوده و گذر سیالات از پوسته و لوله ها باعث تغییر دما در آنها می گردد. در ساختار کلی این گروه از مبدل های حرارتی یک پوسته یا مخزن استوانه ای قرار دارد که داخل آن لوله هایی موازی با مدار پوسته قرار گرفته است. یک گروه از سیال که نقش افزایش یا کاهش دما را دارد، از شیر ورودی مخصوص وارد پوسته شده و تماس غیرمستقیم سیال وارد شده در لوله های داخل مجموعه باعث انتقال حرارت می گردد. در نهایت از شیرهای خروجی سیال با دمای مورد نظر خارج شده و برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت گذر سیال موجود در پوسته و لوله ها ممکن است همسو، ناهمسو و یا متقاطع باشد و اختلاف دمای موجود در سیالات پوسته و لوله ها دلیل اصلی تغییر دما بوده که با هزینه کم سیال را برای محیط های مختلف آماده می کند.

اجزا مبدل حرارتی

در ساخت و تولید مبدل حرارتی پوسته و لوله، بدون توجه به محیط و هدف اصلی استفاده از آن چند بخش مهم در نظر گرفته میشود که در واقع زمینه ساز انجام درست فرآیند تغییر دما می باشند. اصلی ترین اجزا مبدل حرارتی عبارتند از:
هدر جلویی (front head): ورودی سیال مایع یا گاز به لوله های مبدل
هدر پشتی (Rear head): خروجی سیال از مبدل
تیوب باندل (tube): مجموعه از قطعات برای عبور سیال مایع یا گاز از لوله ها
پوسته (shell): مخزن و پوسته مقاوم در برابر خوردگی و فشار برای عبور سیال انتقال دما

موارد ذکر شده تقسیم بندی کلی ساختار داخلی مبدل حرارتی پوسته و لوله می باشد و قطعات اصلی آن عبارتند از:

• پوسته یا shell
• لوله یا تیوب
• بافل
• فونداسیون
• نازل
• صفحه لوله
• مجرا و درپوش مجرا
• تولید مبدل حرارتی پوسته و لوله
• پوسته یا shell

پوسته یا shell

پوسته یا shell از مهم ترین اجزای مبدل حرارتی می باشد که به منظور افزایش مقاومت آن در برابر فشار و خوردگی از کربن استیل، برنج و استنلس استیل ساخته میشود. برای افزایش راندمان در انتقال حرارت در داخل پوسته از صفحاتی به نام بافل استفاده میشود که در واقع نوعی هدایت کننده جریان سیال موجود در پوسته می باشد. برای ورود و خروج سیال به پوسته، از شیرهایی در ابتدا و انتهای آن استفاده می گردد.

تیوب یا لوله های مبدل

سیال اصلی که در فرآیندهای شیمیایی و صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد، برای رسیدن به دمای مورد نظر وارد لوله هایی از جنس مس یا برنج و استیل میشود که همگی در داخل پوسته قرار گرفته اند. شکل و ساختار این لوله ها به نوع مبدل بستگی دارد و در حالت کلی به صورت خمیده یا U شکل و مستقیم کاربرد دارند. یکی از مهم ترین تفاوت هایی که در لوله های مبدل حرارتی پوسته و لوله وجود دارد، تعداد پیچ ها و تغییر مسیر سیال در آنها می باشد. به عنوان مثال، اگر هدف عبور سیال به صورت مستقیم از تیوب باشد، از لوله های مستقیم و بدون خمیدگی استفاده میشود. در مقابل، اگر هدف افزایش تماس سیال داخل لوله با سیال پوسته باشد، پیچ و خم در آن بیشتر خواهد شد. بر اساس تعداد پیچ و خم لوله ها در داخل پوسته اصطلاحا 1 پاس، 2 پاس و غیره گفته میشود. یک پاس همان لوله های مستقیم بوده و با افزایش تعداد پاس ها تعداد پیچ و خم ها در لوله بیشتر خواهد شد.

انواع مبدل حرارتی پوسته لوله

تقسیم بندی مبدل های حرارتی بر اساس فاکتورهای مختلفی صورت می گیرد که یکی از مهم ترین آنها استانداردهای مبدل حرارتی پوسته و لوله می باشد. با توجه به اینکه در طراحی و تولید مبدل های پوسته و لوله از استاندارد TEMA پیروی میشود، در نتیجه مبدل هایی در کلاس های مختلف و بر اساس محیط مورد نظر وجود دارند که از مهم ترین آنها می توان به کلاس R، C، B اشاره نمود. به طوریکه از مبدل های کلاس R بیشتر در پالایشگاه های نفت و گاز استفاده شده و برای انجام پروژه ها و فرآیندهای شیمیایی کلاس B تولید می گردد. البته لازم به ذکر است که بر اساس این استاندارد مبدل های حرارتی در کلاس های مختلفی تولید می گردد که هر یک دارای ویژگی های متفاوتی هستند. مبدل حرارتی کلاس A, B,C,D,E,F,G,H و غیره از جمله این موارد می باشند.

اجزا مبدل حرارتی

لوله های مبدل حرارتی

در تقسیم بندی دیگری که بر اساس هدر یا درپوش انجام میشود، می توان این نوع از مبدل های حرارتی را در گروه های زیر بخش بندی نمود:

مبدل تیوب شیت ثابت (Fixed tubesheet exchangers)

در این گروه از مبدل ها که در کلاس L, M و N قرار دارند، لوله های سیال بر روی صفحه ای به نام تیوب شیت ثابت میشوند. مقرون به صرفه بودن و ساخت و طراحی ساده آن در زمان کم از مهم ترین ویژگی های آنها می باشد و در گروه مبدل های پالس یک قرار میگیرند. به عبارت دیگر، در ساخت و طراحی مبدل حرارتی با تیوب شیت ثابت از لوله های مستقیم و بدون اتصال استفاده می گردد که به صورت مکانیکی تمیز شده و نشت در آنها وجود ندارد.

مبدل با لوله های U شکل

به منظور افزایش تماس سیال لوله ها با سیال داخل پوسته از لوله های U شکل در مبدل های حرارتی استفاده می گردد که امکان تمیز کردن آنها به صورت مکانیکی وجود ندارد. قیمت مبدل حرارتی U شکل در ارزان ترین سطح نسبت به سایر مبدل ها قرار دارد و خرید آن کاملا مقرون به صرفه خواهد بود

مبدل شیت شناور

مبدل شیت شناور که در کلاس W, T, S و P قرار دارند، قسمت انتهایی مبدل به پوسته جوش داده نمیشود. در قسمت جلو مبدل، شیت لوله ها که قطر بزرگتری دارد به پوسته جوش داده میشود. از مهم ترین ویژگی های این گروه از مبدل های حرارتی می توان به مقاومت بالای آنها در برابر انبساط حرارتی و تمیز کردن آسان اشاره نمود.

مبدل حرارتی پوسته و لوله شیت شناور

شستشوی مبدل حرارتی پوسته و لوله

عبور سیالات مختلف از مبدل ها به مرور رسوب را بر بدنه آنها به جای می گذارند. به همین منظور لازم است به صورت مرتب فرآیند تمیزسازی و شستشوی آنها انجام شود. شستشوی مبدل حرارتی پوسته و لوله با توجه به نوع آن و نحوه نصب لوله ها با روش های شیمیایی و مکانیکی انجام میشود.

مزایا مبدل حرارتی پوسته لوله

با توجه به مزایای بسیار زیادی که استفاده از مبدل های حرارتی در صنعت دارد، کاربرد آن هر روز رو به افزایش می باشد که از مهم ترین مزیت های مبدل حرارتی پوسته لوله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

مزایا مبدل حرارتی پوسته لوله

با توجه به مزایای بسیار زیادی که استفاده از مبدل های حرارتی در صنعت دارد، کاربرد آن هر روز رو به افزایش می باشد که از مهم ترین مزیت های مبدل حرارتی پوسته لوله می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• مقاومت بالا در برابر حرارت (بیشتر از 260 درجه) و فشار بالاتر از 30 بار
• قیمت ارزان و مقرون به صرفه نسبت به سایر انواع مبدل ها
• تنوع بالا در مدل و جنس به کار رفته در قطعات بر اساس محیط مورد استفاده
• تمیزکار کردن شیمیایی و مکانیکی آسان
• نشت یابی آسان لوله ها
• مبدل حرارتی shell and tube

کاربرد مبدل حرارتی

حرارت دادن غیرمستقیم به مواد شیمیایی و سیالات در صنایع مختلف باعث شده است تا استفاده از مبدل های پوسته و لوله به شدت مورد توجه قرار گیرند. علاوه بر حرارت غیرمستقیم آن، مزایایی که در بالا به آن اشاره شد نیز از دیگر دلایلی می باشند که این گروه از مبدل ها تا این اندازه مورد استفاده قرار گرفته اند. اصلی ترین کاربرد مبدل حرارتی پوسته و لوله عبارتند از:

• نیروگاه ها و پالایشگاه های نفت و گاز
• کارخانجات صنایع غذایی و دارویی
• صنایع پتروشیمی
• صنایع ذوب فلز و ساخت و تولید
• پیش گرم کن فن کویل
• برج های خنک کننده و دیگ های بخار، رادیاتورها و ….
• قیمت مبدل حرارتی پوسته و لوله

تنوع بسیار بالا در انواع مبدل در نحوه عملکرد و جنس قطعات مختلف آن باعث شده اند تا قیمت مبدل حرارتی پوسته و لوله تفاوت زیادی با هم داشته باشد. دلیل اصلی این تفاوت در جنس بدنه و لوله ها، نوع قرار گرفتن لوله ها در داخل پوسته، اندازه و ابعاد مبدل و سایر استانداردهای به کار رفته در فرآیند ساخت و طراحی آنها می باشد. برای استعلام قیمت مبدل حرارتی کافیست از راه های ارتباطی پایین صفحه استفاده کنید و با شرکت پترونیکان تجهیز اسیا سازنده مبدل حرارتی در ارتباط باشید.

تولید کننده مبدل حرارتی

حساسیت و دقت در طراحی و تولید مبدل های حرارتی بسیار بالا می باشد و عدم رعایت استانداردهای مبدل حرارتی در آن منجر به خسارتهای زیادی می گردد. به همین منظور لازم است برای خرید مبدل حرارتی بهترین گزینه ها را انتخاب کنید. شرکت پترونیکان تجهیز اسیا با استفاده از تجربه و تخصص مهندسین و تکنسین های این حوزه محصولات مختلفی را در گروه مبدل های حرارتی تولید و عرضه نموده است. این مجموعه تولید کننده مبدل حرارتی مبدل حرارتی برای صنایع و کارخانجات مختلف و پالایشگاه ها بوده و با توجه به محیط مورد نظر گزینه های مناسب را برای خرید مبدل حرارتی پیشنهاد میدهید.