チューブバンドル熱交換器

チューブバンドル熱交換器

チューブバンドル熱交換器は、温度の異なる2つの液体を作り熱交換する代表的な熱交換装置です。熱交換器タンクを介して、一方の流体を冷却し、もう一方の流体を加熱して必要な温度を満たすことができます。
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説明

当社を選ぶ理由

 

 

プロフェッショナルチーム
当社は、260 名を超える従業員で構成されるハイテクでよく訓練されたチームを擁しており、その中には 80 名のエンジニアリングおよび技術担当者 (上級エンジニア 5 名と中級および中級の称号を持つ専門家 50 名) と 100 名を超える認定溶接工がいます。


先進の設備
高品質な生産支援設備に加え、高度で充実した検査試験設備、圧力漏れ検査設備、理化学設備、溶接実験室などを備えています。


完全な製品範囲
当社の製品には、熱交換器、分離器、反応器、貯蔵タンク、タワー、極低温装置、フィルター、化学薬品およびアルミナ蒸発器が含まれます。


品質管理
同社は ISO: 9001 標準品質システム認証、ISO14001 環境マネジメントシステム認証、および ISO45001 を取得しています。

 

チューブバンドル熱交換器とは

 

 

チューブバンドル熱交換器は、温度の異なる2つの液体を作り熱交換する代表的な熱交換装置です。熱交換器タンクを介して、一方の流体を冷却し、もう一方の流体を加熱して必要な温度を満たすことができます。

 

Stainless Steel Thin Wall Bellows Heat Exchanger

ステンレス鋼製薄肉ベローズ熱交換器

ステンレス鋼の薄壁ベローズ熱交換器は、高効率熱交換装置の一種です。

Stainless Steel Heat Exchanger

ステンレス製熱交換器

ステンレス鋼熱交換器は、現代の工学用途で広く使用されている効率的な熱交換装置です。

Threaded Tube Heat Exchanger

ネジ付きチューブ熱交換器

ねじ込み管熱交換器は効率的な熱交換装置の一種です。

Thin-wall Titanium Bellows Heat Exchanger

薄肉チタンベローズ熱交換器

薄肉チタンベローズ熱交換器は、効率的で耐腐食性の高い熱交換装置です。

Double Tubesheet Heat Exchanger

二重管板熱交換器

二重管板熱交換器は、独特の構造と絶妙なデザインを備えた一種の高効率熱交換装置です。

Shell And Tube Heat Exchanger

シェルアンドチューブ熱交換器

シェルアンドチューブ熱交換器は、ハウジング内に封入された一連のチューブで構成される一般的なタイプの熱交換装置です。

Tube Bundle Heat Exchanger

チューブバンドル熱交換器

チューブ熱交換器としても知られるチューブバンドル熱交換器は、化学、石油で広く使用されている熱交換装置です。

Stainless Steel Heat Exchanger Tubes

ステンレス鋼製熱交換器チューブ

ステンレス鋼の熱交換器チューブは、さまざまな産業用および HVAC (暖房、換気、空調) システムの重要なコンポーネントです。

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蒸気熱交換器

蒸気熱交換器は、蒸気と他の媒体との温度差を利用して熱を伝達するために使用される装置です。

 

 
チューブバンドル熱交換器のコンポーネントは何ですか
 
01/

シェル:シェルは、熱交換器の最も外側のケーシングまたはハウジングです。通常、円筒形または長方形の形状をしており、内部コンポーネントを構造的にサポートします。シェルには、チューブ側とシェル側の両方の流体入口と出口が含まれています。

02/

チューブ:チューブは、熱伝達が発生する熱交換器の中心コンポーネントです。通常、銅、ステンレス鋼、さまざまな合金などの材料で作られています。チューブ側の流体はこれらのチューブを通って流れ、熱はチューブ壁を通ってシェル側の流体に伝達されます。

03/

チューブシート:チューブシートは、チューブが取り付けられるシェルの端にある厚い平らなプレートです。それらはシェル内でチューブを支持および固定し、チューブ側とシェル側の流体間の漏れを防ぐシールを形成する役割を果たします。

04/

バッフル:バッフルは、シェルの内側に配置される内部コンポーネントであり、多くの場合金属プレートまたはロッドの形をしています。その主な目的は、シェル側の流体の流れを方向付け、乱流を作り出すことで熱伝達を高めることです。バッフルは、シェル側の流体がチューブの上や周囲を通過することを保証し、熱交換効率を最大化します。

05/

チューブバンドル:チューブ、チューブシート、およびバッフルの集合は、チューブバンドルと呼ばれることがよくあります。熱交換器の中心となる伝熱部で、メンテナンスや清掃のために取り外すことができます。

06/

エンドキャップとチャンネルカバー:シェルの端はエンド キャップまたはチャネル カバーで密閉されます。これらのコンポーネントは、シェル側の流体がチューブ束を迂回するのを防ぎ、流体がチューブ表面全体に確実に流れるようにします。

 

チューブバンドル熱交換器の仕組み

 

チューブバンドル熱交換器の概念と動作はかなり単純で、2 つの液体の流れと熱接触に基づいています。チューブバンドル熱交換器の名前は、2 つの流体間の温度交換というプロセスを説明するのに役立ちます。熱交換器では、加熱された流体または熱い流体が冷たい流体の周りを流れ、冷たい流体の流れの方向に熱を伝達します。
2 つの材料が接触すると、熱はそれらの間の導電性表面を介して伝達されます。チューブバンドル熱交換器は、この熱伝達を促進するように設計されており、2 つの異なる流体が金属表面を介して熱交換できるようになります。
チューブバンドル熱交換器では、一方の流体がチューブ内を移動し、もう一方の流体がシェル内のチューブの周りを流れます。たとえば、直管チューブバンドル熱交換器では、シェル流体は上部の入口から入り、チューブ流体は右下の入口から入ります。
これらの熱交換器は、シェル側とチューブ側の 2 つの主要セクションで構成されます。どちらの側が高温の流体を処理し、どちらの側が低温の流体を処理するかを決定する、適切な流体の割り当てが不可欠です。
流体間に圧力差がある場合、チューブは高圧に耐えるように作られているため、低圧の流体がシェル入口を通って送られます。


●シェル側
シェル側で流体の流れを構成する場合、シェルはチューブに比べて製造コストが高く、洗浄もより困難であることを覚えておくことが重要です。シェル内のバッフルは流体の流れを管理し、チューブ束全体に流体の流れを導きます。
シェル側は通常、乱流が強化され、熱伝達係数が高くなるため、粘性流体や高流量流体の処理に使用されます。この設定は、大きな温度差を管理する場合に特に効果的です。


●チューブ側
管側での乱流を確保するために、管板の開口部を通して管の内側にタービュレーターが取り付けられます。この乱流により、シェル側の効果と同様に、熱伝達効率が向上します。さらに、タービュレーターは汚れを防ぎ、チューブの清浄度を維持するのに役立ちます。チューブは一般に乱流と圧力降下が少なく、流体の流れがよりスムーズになります。


● パス
チューブバンドル熱交換器はパス数によって分類され、パス数は 1 から 8 以上までの範囲になります。これは、1-1、1-2、1-4 などで表されます。最初の数字はシェルの数を表し、2 番目の数字はパスの数を示します。各パスは、流体がシェル側を循環する回数を指します。たとえば、シングルパス熱交換器では、流体がシェルを 1 回だけ通過できます。通常、パスの数を増やすと、熱伝達係数が向上します。

 

 

チューブバンドル熱交換器を使用する利点は何ですか

チューブバンドル熱交換器は、他の熱交換器に比べてさまざまな利点があるため、多くの業界、特に製油所で広く使用されています。
●チューブバンドル熱交換器により熱伝達効率が向上します。
●プールの暖房、鉱山機械、水力パックなどに最適な熱交換器です。
●簡単に分解できる熱交換器です。したがって、掃除や修理が簡単です。
●熱交換器がコンパクトです。
●プレートをペアで追加することで熱交換器の容量を増やすことができます。
●プレート型クーラーに比べて安価な交換器です。
●圧力試験は比較的簡単なため、チューブの漏れ箇所を簡単に発見し、修正することができます。
● これらの熱交換器は、より高い動作温度と圧力を有するシステムで使用できます。

Tube Bundle Heat Exchanger

 

チューブバンドル熱交換器の設計手順

 

 

● チューブバンドル熱交換器の目的を決定する
あなたの用途にはどのような特定の熱伝達要件がありますか?流体は加熱されていますか?それとも冷却されていますか?シェル側とチューブ側の流体に必要な温度と圧力はどれくらいですか?優れた設計は、チューブバンドル熱交換器の目的と限界を理解する能力にかかっています。


●材質の選定
チューブバンドル熱交換器のシェル、チューブ、その他の部品に適切な材料を選択することが重要です。材料は、耐食性、温度と圧力の要件、扱われる流体の特性など、さまざまな基準に基づいて選択されます。


● 伝熱面積の決定
管束熱交換器に必要な熱伝達面積を決定するには、熱伝達率と 2 つの流体間の温度差の両方を知る必要があります。熱伝達面積は、次の式を使用して計算できます。
Q=U * A * ΔTlm
Q=熱交換率 (ワットまたは英国熱単位/時間)。
U=総熱伝達係数 (W/m²・K または BTU/hr・ft²・°F 単位)。
= の熱交換面積 (平方メートルまたは平方フィート)。
Tlm=対数で表した平均温度勾配 (ケルビンまたは華氏)。


● チューブのレイアウトと形状
チューブ束熱交換器の効率は、チューブの形状とレイアウトに大きく影響されます。チューブの設計時には、チューブの直径、長さ、ピッチ、パス数など、考慮すべきオプションが多数あります。チューブを長くして直径を小さくすると、熱伝達効率が向上しますが、圧力損失が大きくなる可能性もあります。シェル側の流体の流れは、チューブのピッチ、つまりチューブ間の距離の影響を受けます。


● 必要なチューブ数を計算します。
意図した熱伝達率とチューブ側の流体流量によって、チューブバンドル熱交換器に必要なチューブの数が決まります。次の式を使用して、必要なチューブの数を決定できます。
N=Q / UA ΔTlm
N=チューブの数。
Q=熱伝達率。
U=熱伝達係数。
= の熱交換領域。
Tlm=対数平均温度差


● シェルのサイズ調整
チューブのサイズと数量、シェル側の流体流量、必要な圧力降下などの多くの変数が、長さと直径を含むシェルの寸法に影響します。シェルの直径は、チューブのための十分なスペースを残しながら、十分な流体の移動を可能にする必要があります。


●圧力損失の推定
適切な設計には、チューブ側だけでなくシェル側の圧力損失も見積もる必要があります。圧力降下は、チューブバンドル熱交換器の有効性と性能に影響を与えます。圧力低下の計算では、流体特性、チューブ構成、流量などの変数が考慮されます。


●バッフル設計
シェルの内側にバッフルが取り付けられており、熱伝達が向上し、流体の流れがダイレクトになります。圧力と損失を最小限に抑えながら、望ましい熱伝達効率を達成するには、バッフルの間隔と設計が重要です。目的に応じて、セグメントバッフルや螺旋バッフルなどのさまざまなバッフル構成が使用される場合があります。


● 全体の熱伝達係数の決定
全体の熱伝達係数は、管束熱交換器の設計 (U) において重要な役割を果たします。シェル側とチューブ側の両方の伝熱抵抗が計算されます。経験的な相関関係を使用して、管束熱交換器に固有の材料および設計の変数である U を決定できます。


●汚れやメンテナンスへの配慮
時間の経過とともに、チューブバンドル熱交換器の表面に堆積物が蓄積して汚れると、熱交換器の効率が低下する可能性があります。材料を選択し、伝熱面積を計算するとき、設計者は汚れを考慮する必要があります。チューブバンドル熱交換器は、簡単なメンテナンスを念頭に置いて作成する必要があり、これには取り外し可能なチューブバンドルの使用が必要となる場合があります。


●熱膨張
チューブバンドル熱交換器を構築するときは、熱膨張を考慮してください。温度の変化により、材料は異なる速度で膨張または収縮する可能性があります。その結果、管束熱交換器の構造に応力がかかる可能性があり、システムの寿命を延ばすためにはこれを制御する必要があります。

 

バンドル熱交換器の洗浄
 

定期的な清掃スケジュール
チューブバンドル熱交換器の特定の要件と処理される流体の性質に基づいて、定期的な洗浄スケジュールを確立します。定期的に清掃すると、汚れやスケールの蓄積を防ぐことができます。

 

汚れの種類を特定する
チューブバンドル熱交換器内に存在する汚れや堆積物の種類を特定します。一般的なタイプには、スケール、腐食生成物、生物増殖、および堆積物が含まれます。汚れの種類が異なれば、必要な洗浄方法も異なる場合があります。

 

化学洗浄
適切な洗浄剤または溶剤を使用して、付着した汚れを溶解して除去します。化学の専門家に相談して、特定の汚れの問題に適した洗浄剤を選択してください。

 

機械的洗浄
チューブ表面から堆積物を物理的に除去するには、ブラッシング、ウォータージェット、スクレーパーの使用などの機械的方法が効果的です。チューブの材質を損傷しないように注意する必要があります。

 

研磨材を避ける
特にデリケートな素材や薄壁のチューブの場合は、チューブの表面を損傷する可能性のある研磨剤や洗浄方法の使用を控えてください。

 

チューブバンドル熱交換器の解体
汚れがよりひどい場合は、チューブバンドル熱交換器を部分的または完全に分解して、掃除しやすいようにすることを検討してください。これは、シェルアンドチューブのチューブバンドル熱交換器に必要な場合があります。

 

水質管理
チューブバンドル熱交換器を循環する水またはその他の流体の品質が、汚れを最小限に抑えるために適切なレベルに維持されていることを確認します。これには、pH 制御、水の軟化、ろ過などが含まれます。

 

チューブバンドル熱交換器のさまざまな用途

石油精製所とガス処理
チューブバンドル熱交換器は、その堅牢な構造とメンテナンスと洗浄の容易さにより、石油精製所、アップグレード装置、SAGD 施設全体で使用されています。チューブバンドル熱交換器は、高圧用途に適しているため、ガス処理業界やガス輸送業界でもよく見られます。

石油化学産業

石油化学プラントでは、これらの熱交換器は精製プロセスでさまざまな化学物質を凝縮、冷却、または加熱するために使用されます。腐食性物質や高圧に耐えられるよう頑丈でなければなりません。

発電

発電所では、タービンを回転させた後の蒸気を凝縮して水に戻すためにチューブバンドル熱交換器を使用します。これらは蒸気をリサイクルし、効率を維持する上で重要な部分です。

食品加工

食品業界では、これらの熱交換器を使用して、製品を穏やかかつ均一に加熱または冷却します。

 

私たちの工場

 

張家港市常寿産業設備製造有限公司
同社の登録資本金は 8,000 万人民元、生産拠点面積は 35,000 平方メートルで、従業員 80 名を含む 260 名を超えるハイテクでよく訓練されたチームを擁しています。そのうち 80 名はエンジニアリングおよび技術者です。スタッフ(上級エンジニア 5 名、中級および中級の称号を持つ専門家 50 名)と 100 名を超える認定溶接工がいます。これらの従業員は、圧力容器の製造と設置、および大型機器の現場製造において豊富な経験を持っています。高品質の生産支援設備に加え、当社は先進的で完璧な検査試験設備、圧力漏れ試験設備、理化学設備、溶接実験室などを備えています。

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私たちの証明書

 

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よくある質問
 

Q: チューブバンドル熱交換器のサイズはどのように計算すればよいですか?

A: チューブバンドル熱交換器のサイズを適切に設定するには、温度、流量、使用する流体の種類などのさまざまな要素を考慮することが不可欠です。チューブバンドル熱交換器のサイズを決定する一般的な方法の 1 つは、伝熱面積の 1.5 ~ 2 倍の表面積を使用することを推奨する「経験則」です。

Q: チューブバンドル熱交換器の経験則は何ですか?

A: 良い経験則として、シングルシェルアンドチューブチューブバンドル熱交換器は、最低温度アプローチが 10 °F になるように設計する必要があります。「温度アプローチ」は、高温側出口温度と熱側出口温度との温度差として定義されます。低温側出口温度。

Q: チューブバンドル熱交換器の温度クロスを回避するにはどうすればよいですか?

A: パイプの長さを短くします。
熱伝達面積の縮小。
温度の交差が起こらないようにシェル出口を配置します。

Q: チューブバンドル熱交換器の良好な運転状態を維持するにはどうすればよいですか?

A: 効率的な動作を維持するには、チューブバンドル熱交換器の伝熱面を清潔に保ってください。洗浄剤はプレートアンドフレーム型チューブ束熱交換器の場合と同じ変数に依存し、洗浄剤はチューブ束熱交換器の冶金に適合する必要があります。

Q: チューブバンドル熱交換器が高温になりすぎるとどうなりますか?

A: 熱を運ぶのに十分な空気の流れがないと、チューブバンドル熱交換器が安全な動作温度を超えて過熱します。このような過熱は早期の金属疲労を引き起こし、チューブ束熱交換器全体に応力亀裂を引き起こす可能性があります。

Q: チューブバンドル熱交換器の背後にある理論は何ですか?

A: 熱は常に熱い媒体から冷たい媒体に伝わります。媒体間には常に温度差が存在する必要があります。高温媒体によって失われる熱は、周囲への損失を除いて、低温媒体によって得られる熱量に等しい。

Q: チューブバンドル熱交換器設計の 10 /13 ルールとは何ですか?

A: 10/13 という値は、たとえ下側の圧力が上昇して高圧側と一致したとしても、テスト圧力制限を超えないことを保証します。システムの安全性を確保する別の方法は、圧力リリーフバルブシステムを低圧側に取り付けることによって行うことができます。

Q: チューブバンドル熱交換器の法則とは何ですか?

A: チューブバンドル熱交換器の場合、2 つの流体を分離する壁で発生します。フーリエの熱伝導の法則は、材料の断面に垂直な熱伝達率は負の温度勾配に比例すると述べています。比例定数は材料の熱伝導率です。

Q: チューブバンドル熱交換器のチューブの数を計算するにはどうすればよいですか?

A: 全体の熱伝達率は 348W/m2 です。度C。各チューブの表面積は 0.092m2 ですが、このチューブバンドル熱交換器を構築するには何本のチューブが必要になりますか?チューブ数=11.97/0.092=130.4 チューブ。

Q: チューブバンドル熱交換器の基本は何ですか?

A: チューブバンドル熱交換器における熱伝達のメカニズムは、伝導と対流の組み合わせです。チューブバンドル熱交換器の流れ構成は、向流、並流または平行流、クロスフロー、およびハイブリッドフローです。管束熱交換器の 2 つの主要なクラスは、回収型管束熱交換器と再生型管束熱交換器です。

Q: チューブバンドル熱交換器の目的は何ですか?

A: チューブバンドル熱交換器は、片面または両面に存在するプロセス流体や高固形分スラリーが関与する困難な熱伝達サービスにおいて、従来のチューブバンドル熱交換器よりも優れています。

Q: チューブバンドル熱交換器の動作原理は何ですか?

A: チューブバンドル熱交換器は、熱が高温から低温へ自然に流れるため機能します。したがって、熱い流体と冷たい流体が熱伝導性表面によって分離されている場合、熱は熱い流体から冷たい流体に伝達される可能性があります。

Q: チューブバンドル熱交換器の利点は何ですか?

A: 管束熱交換器は、他のタイプの管束熱交換器よりも高い熱伝達係数を提供できます。その理由は次のとおりです。シェルサイドの複雑な渦流が最大の乱流を引き起こし、熱伝達を向上させます。高粘度および/または低速でも強力なチューブサイド乱流が実現されます。

Q: チューブバンドル熱交換器の温度アプローチは何ですか?

A: チューブバンドル熱交換器では、媒体温度が約 3 度に近づく可能性があります。

Q: チューブバンドル熱交換器を段階的に設計するにはどうすればよいですか?

A: ステップ 1: アプリケーションを分析します。
ステップ 2: 流体の特性を特定する。
ステップ 3: エネルギーバランス。
ステップ 4: チューブバンドル熱交換器の形状を定義します。
ステップ 5: 熱計算。
ステップ 6: 熱計算の解釈。

Q: チューブバンドル熱交換器にはどのようなメンテナンスが必要ですか?

A: 汚れや腐食を確認し、汚れを特定して最適な洗浄方法を決定します。これには、化学的または機械的洗浄、あるいはその両方の組み合わせ、つまり入口温度と出口温度のテストが含まれる場合があります。チューブに損傷がないか検査し、必要に応じて交換します。圧力を解放し、液体を排出します。

Q: チューブ型チューブバンドル熱交換器の洗浄方法を教えてください。

A: 管プレートと外部チューブは、手持ちのホースまたはランスを使用して洗浄できます。可能であればスチームクリーナーも使用できます。小さな直径のロッドまたはチューブ ブラシを使用して各チューブを掃除し、頑固な堆積物を除去できます。チューブの汚れがひどい場合は、洗剤や化学薬品を使用できます。

Q: チューブバンドル熱交換器が故障するのはなぜですか?

A: 不十分なエアフロー: エア フィルターの詰まり、ダクトのサイズが小さい、またはファンの故障により、チューブ バンドル熱交換器が過熱する可能性があります。腐食性化学物質: プール用化学物質や塗料などの家庭用品を炉の近くに保管することはお勧めできません。これらは、チューブバンドル熱交換器の腐食プロセスを促進する煙を放出する可能性があります。

Q: 管束熱交換器の主な基本方程式は何ですか?

A: 式は Q=U + A + Δ T lm です。ここで、Q は総熱伝達、U は熱発生係数、A は管束熱交換器の総面積、Δ T lm です。平均温度差です。

Q: チューブバンドル熱交換器はダミーではどのように機能しますか?

A: チューブバンドル熱交換器は、ある媒体から別の媒体に熱を伝達する装置です。油圧オイルクーラーなどは、冷水または空気を使用して高温のオイルから熱を除去します。あるいは、スイミングプールのチューブバンドル熱交換器は、ボイラーまたは太陽熱温水回路からの温水を使用してプールの水を加熱します。

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