مبدل پوسته و لوله

در مبدل‌های حرارتی پوسته لوله (Shell and Tube Heat Exchangers)، تبادل حرارت، بین یک سیال که داخل لوله جریان دارد و یک سیال دیگر که در بیرون لوله‌ جریان دارد، انجام می‌گیرد، فضای بیرون لوله‌ها توسط یک استوانه که پوسته نامیده می‌شود، محدود می‌شود.

این نوع مبدل‌ها کارکردهای بسیار متفاوتی دارند؛ طراحی، بهینه‌سازی و ساخت این نوع مبدل‌ها، طبق سفارش مشتریان، مطابق با استانداردهای معتبر ملی و بین‌المللی در شرکت تهران مبرد انجام می‌گیرد.

تعدادی از انواع مبدل‌‌های حرارتی پوسته لوله:

– مبدل‌های خنک‌کن روغن تجهیزات صنعتی
– مبدل‌های گرم‌کن و خنک‌کن آب تجهیزات صنعتی
– مبدل‌های خنک‌کننده هوای فشرده کمپرسور، افترکولر و اینترکولر
– انواع مبدل‌های گرم‌کن و خنک‌کن پالایشگاهی و نیروگاهی
– اواپراتور و کندانسور
– انواع گرمکن و سردکن سیالات مختلف
و …

شركت تهران مبرد قادر به طراحي و ساخت مبدلهايي متناسب با نياز مشتريان و تحويل آن ها با كيفيت بالا و در حداقل زمان ممكن و مناسب ترين قيمت ميباشد. تجربيات 26 ساله اين شركت و امكانات بالاي توليد و بهادادن به كيفيت محصولات توليد شده و گارانتي توليدات موجب رضايت بالاي مشتريان اين شركت گرديده و روز به روز بر تعداد آنها افزوده ميشود .
تيپ مبدلهاي توليدي:
تيوب باندلU تيوب
مبدلهايي با تيوب شيت ثابت
مبدلهايي با تيوب شيت متحرك
توانمنديهاي توليدي:
توانمنديهاي اين شركت در ساخت مبدلهاي پوسته و لوله اي بشرح ذيل ميباشد:
ماكزيمم قطر پوسته تا 2.5 متر
ماكزيمم ضخامت تيوب شيت تا 200 ميليمتر
امكانات كامل ساخت تيوب شيت ها شامل سوراخكاري , شيارزني( (Grooving) , برقوكاري (Reaming) و … مطابق استاندارد
امكانات كامل Rolling و Welding تيوب ها به تيوب شيت ها مطابق استاندارد
امكانات كامل جهت خمكاري لوله ها با استفاده از دستگاههاي CNC و NC
امكانات كامل جوشكاري شامل TIGوMIG/MAG
امكانات كامل جهت سندبلاستينگ و رنگ مبدلهاي توليدي
ماشين آلات لازم جهت ساخت فين تيوبهاي مختلف
ابزار آلات لازم جهت تعمير و بازسازي ، مونتاژ مبدلها

طراحي حرارتي:

طراحي حرارتي بر اساس اطلاعات فني مورد نياز ارائه شده از طرف مشتريان و با استفاده از نرم افزارهاي ASPEN HTFS و HTRI و … صورت گرفته و با توجه به تجربيات چندين ساله بهترين و مناسب ترين طرح كه از نقطه نظر طراحي و قيمتي مناسب باشد انتخاب ميشود.

ماتريال ساخت مبدل حرارتي:

موادي كه در ساخت مبدلها استفاده ميگردد بستگي به سيالات و يا بخار كه در داخل مبدل جريان دارد ، شرايط فرآيند مثل فشار ، درجه حرارت و غيره و همينطور قيمت تمام شده و عمر و سرويس و تعميرات و نگهداري از پارامترهاي انتخاب مواد در مبدلها ميباشند.

لوله هاي مبدل حرارتي :

لوله هاي مبدل حرارتي ميتواند بصورت درزدار و يا بدون درز در نظر گرفته شود واين دو نوع لوله ميتواند از ماتريال هاي مختلف انتخاب گردد.
اندازه لوله ها معمولاً بر اساس قطر خارجي و ضخامت آنها انتخاب ميشوند. اندازه لوله هاي مبدل بين “⅜ Ø تا “Ø2 انتخاب ميشوند . اندازه اي كه بيشترين كاربرد را دارد “½Ø و “¾ Ø است كه اين اندازه از نقطه نظر اقتصادي نيز كاربردتر است.
ماتريال لوله هاي بكار رفته در ساخت مبدلهاي اين شركت شامل :

لوله هاي كربن استيل بدون درز و درزدار
لوله هاي استينلس استيل گروه 300 و 400
لوله هاي مسي
لوله هاي كاپرنيكل
لوله هاي آلومينيوم برس ، آدميرال برس و برنج

پوسته:

پوسته اكثراً از ماتريال كربن استيل ، استينلس استيل و به ندرت از فسفر برنج و مس ساخته ميشوند.

تيوب شيت:

تيوب شيت هاي مبدلهاي پوسته و لوله اي از ماتريال كربن استيل ، كربن استيل فورج شده ، استينلس استيل ، فسفربرنج و بندرت مس ساخته ميشوند.

كاربرد در صنايع مختلف:

مبدلهاي پوسته و لوله اي توليدي اين شركت در صنايع زيرين كاربرد دارد:

صنايع حرارتي و برودتي
صنايع نفت ، گاز و پتروشيمي
صنايع غذايي و بهداشتي
صنايع چوب و كاغذ
صنايع نيروگاهي
صنايع فلزي ، كاني و ريخته گري

• طراحي بصورت لوله U:

در مبدلهاي بصورت U تيوب لوله ها بصورت سنجاق سر(Hair Pin) خم شده و دوسر لوله ها به تيوب شيت اكسپند شده اند كه در اين تيپ لوله ها بآساني و بدون وابسته بودن به پوسته انبساط يافته و مشكلي در انبساط لوله و پوسته بوجود نمي آيد.

• طراحي بصورت تيوب شيت متحرك:

در اين نوع مبدل يكي از تيوب شيت ها بصورت ثابت و تيوب شيت ديگر بصورت متحرك (Floating) ميباشد كه در اين نوع مبدل انبساط لوله ها بآساني قابل جبران است و مشكلي از نقطه نظر انبساط وجود ندارد.

• طراحي بصورت تيوب شيت هاي ثابت:

در اين نوع مبدل لوله ها به تيوب شيت هايي كه خود به پوسته جوشكاري شده اند متصل ميشوند كه در اين نوع مبدل ميتوان با قراردادن انبساط گير در وسط پوسته و جوشكاري آن به پوسته تغييرات انبساط را جبران نمود.

ترتيب عبور سيال از داخل لوله ها:

ساده ترين الگوي جريان ، جرياني است كه سيال از يك طرف لوله ها وارد و از طرف ديگر خارج ميشود كه اين نوع تيوب باندل را يك پاسه ميگوئيم كه اين نوع باندل در بعضي از فرآيندها كاربرد دارد ولي خيلي كم مورد استفاده قرار ميگيرد.
جهت افزايش مقدار انتقال حرارت بايستي مقدار سرعت جريان را در داخل لوله ها بالا برد وآن نيز با افزايش تعداد پاسها ( با قراردادن صفحات پارتيشن ) در ورودي لوله ها عملي ميگردد.
در باندلهاي با تيوب شيت ثابت ميتوان چندين صفحه پارتيشن را در دو طرف ورودي و خروجي تيوب شيت ها قرار داد.

جريان سيال طرف پوسته:
• ساپورت لوله ها:

با توجه به اينكه بالا بودن طول لوله ها و پائين بودن قطر آنها در مبدلهاي پوسته و لوله اي باعث خم شدن لوله ها ميگردد جهت جلوگيري از شكم دادن لوله ها و كاهش ارتعاش در باندلهاي بلند بايستي صفحات نگهدارنده لوله ها در فواصلي در طول تيوب باندل قرار گيرد.
ساپورت لوله ها مقداري تاثير در جريان طرف پوسته دارد ولي اساساً نقش نگهداري لوله ها در تيوب باندل را عهده دار است.

• بافل ها:

بافل ها جهت اصلاح شرايط جريان در طرف پوسته كاربرد دارد و باعث رسيدن به ضريب انتقال حرارت مناسب در طرف پوسته ميشوند.
بدون وجود بافل ها جريان از يك طرف پوسته وارد شده در داخل تيوب باندل پخش شده و بصورت جريان موازي و با سرعت كم از طرف ديگر مبدل خارج ميشود و انتقال حرارت خوب انجام نمي گيرد.

ملاحظات سرويس و نگهداري:

در طراحي مبدلها بايستي سرويس و نگهداري مد نظر قرار گيرد تا بتوان بآساني نسبت به تعمير و سرويس مبدل اقدام نمود از جمله سيال رسوب گذار را در داخل لوله ها در نظر گرفت تا بتوان بآساني نسبت به برس زدن و تميزكاري داخل لوله ها اقدام نمود.

ملاحظات نصب و كاربرد مبدلها:

با رعايت مواردي ميتوان از مبدلها استفاده بهينه نمود كه بعضي از اين موارد بشرح ذيل ميباشد:

سيال با دماي بالا را در طرف پوسته ( بيرون لوله ها ) و آب سردكننده در داخل لوله ها منظور گردد.
اگر از شير رگولاتور اتوماتيك آب استفاده مينمائيد آن را در ورودي آب مبدل قرار دهيد و سيستم لوله كشي آب خروجي را طوري در نظر بگيريد كه مبدل هميشه پر آب باشد و همينطور پروب درجه حرارت را در طرف هدرهاي مبدل نصب نمائيد.
بر روي مبدل بايستي بوشن هايي جهت تخليه سيال طرف پوسته و طرف لوله در نظر گرفته شود و همينطور بوشن هايي جهت هواگيري منظور گردد.
در صورت استفاده از آب شهر و جهت جلوگيري از پرشدن مبدل با لجن و ناخالصي هاي ديگر حتماً از يك صافي در ورودي مبدل استفاده نمائيد.
مبدلهايي با تيوب باندل فيكس جهت بخار توصيه نمي شود و در اينگونه موارد مبدل با تيوب باندل متحرك پيشنهاد ميشود.
لوله كشي هاي مبدل بايستي بصورت مناسب ساپورت شده تا از وارد شدن فشار اضافي به بوشن هاي ورودي و خروجي مبدل جلوگيري گردد و در صورت وجود ارتعاشات اضافي قرار دادن لرزه گيرها توصيه ميگردد.
وقتي كه پوسته مبدل را باز ميكنيد كسگت ها را تعويض نمائيد . جهت جلوگيري از خوردگي و اطمينان از آب بندي بر روي كسگت ها روغن بماليد.
در مدلهاي استاندارد نمي توان از آب نمك استفاده كرد ، براي اينگونه مبدل ميتوان ( براي مثال) از لوله ها و تيوب شيت هاي كاپرنيكل 90/10 استفاده نمود و همينطور براي آبهاي شور نيز بايستي از مواد مخصوص استفاده نمود.
موقعي كه از آندهاي روي (Zn)براي موارد خاص استفاده ميگردد دو هفته پس از استارت مبدل آنها را مورد بازبيني قرار دهيد و در اين مدت با بازبيني چشمي آند و تعيين خوردگي آن فاصله بازديدهاي بعدي و كنترل آن مشخص ميشود و موقعي كه 70% حجم آند خورده شد آن را تعويض نمائيد.
با تخليه آب مبدلها آنها را از يخ زدن در دماي زير صفر درجه محافظت نمائيد.
Iمحفظه روغن مبدل ممكن است با لجن پر شود و نياز به تميزكاري باشد. پيشنهاد ميگردد كه محفظه روغن با يك حلال تجارتي پر شده و پس از نيم ساعت با يك جريان معكوس مبدل حلال شسته شود تا لجن ها تميز گردد و در صورت نياز شستشو را ادامه دهيد.
بعضي وقتها نياز به تميزكاري لوله هاي كولينگ از آلودگي ها و رسوبات ميباشد كه پيشنهاد ميگردد با مخلوط 50% جوهر نمك و آب ( داراي مواد ضد خوردگي آهن و فلزات ) استفاده نمائيد و جهت تأثير بهتر ميتوانيد از فرچه هايي كه بر روي لوله ها خش ايجاد نكنند جهت شستشو استفاده نمائيد و پس از اتمام كار ميتوانيد با يك خنثي كننده محيط را خنثي و پس از شستشوي كامل دوباره مبدل را وارد مدار نمائيد.