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Geralmente, trocadores de calor de tubo e casco usados são grandes máquinas industriais que transferem calor de um fluido para outro. As máquinas de troca de calor são amplamente divididas em duas categorias: o trocador de calor de tubo e casco e o trocador de calor de placas.
Trocador de calor de tubo e casco:
O trocador de calor de tubo e casco é o design clássico. Ele consiste em uma série de tubos dentro de um invólucro cilíndrico. Um fluido flui através dos tubos, enquanto outro fluido flui sobre os tubos dentro do invólucro, permitindo a transferência de calor entre eles. Existem cinco tipos principais de trocadores de calor de tubo e casco:
1. ST Padrão:
Os trocadores ST Padrão apresentam uma tampa de extremidade ajustável que permite a manutenção e limpeza do feixe de tubos. Eles são comumente usados em aplicações onde a manutenção de rotina é necessária.
2. ST Compacto:
Os trocadores de calor de tubo e casco ST Compacto são projetados para economizar espaço e reduzir custos. Eles geralmente têm uma chapa de tubos fixa e são adequados para aplicações onde o espaço é limitado e a manutenção de rotina não é crítica.
3. ST Alta Pressão:
Os trocadores de calor de tubo e casco ST Alta Pressão são projetados para suportar diferenciais de alta pressão e são normalmente usados em aplicações de alta pressão, como petróleo e gás, processamento químico e geração de energia. Eles são fabricados com materiais especiais e recursos de design para garantir operação segura e confiável sob condições de alta pressão.
4. ST Criogênico:
Os trocadores de calor de tubo e casco ST Criogênico são usados para transferir calor em aplicações criogênicas, como processamento de gás natural liquefeito (GNL) e gás liquefeito de petróleo (GLP). Eles são projetados para operar em temperaturas muito baixas e são equipados com isolamento e outros recursos para evitar vazamento de calor.
5. ST Tipo U:
Os trocadores de calor de tubo e casco ST Tipo U têm um feixe de tubos em forma de U que permite fácil manutenção e limpeza. Eles são usados em aplicações onde são necessários tamanho compacto e alta eficiência.
Trocador de calor de placas:
Um trocador de calor de placas utiliza placas finas para transferir calor entre os fluidos. Eles são mais compactos do que os projetos de tubo e casco e oferecem desempenho comparável. Os principais tipos de trocadores de calor de placas são os seguintes:
1. Trocadores de calor de placas soldadas:
Este tipo de trocador de calor é feito de uma série de placas soldadas. Os fluidos estão em canais alternados. Os trocadores de calor de placas soldadas são adequados para aplicações com diferenciais de alta pressão, mas são difíceis de desmontar para manutenção.
2. Trocadores de calor de placas parafusadas:
As placas são parafusadas neste tipo de trocador. Isso permite a desmontagem e limpeza fáceis das placas. O trocador de calor de placas parafusadas é adequado para manutenção de rotina, mas é aplicável apenas em situações de alta pressão.
3. Trocadores de calor de placas com juntas:
Os trocadores de calor de placas com juntas têm juntas para selar os canais de fluido entre as placas. Eles são eficientes e convenientes para manter. Este tipo de trocador de calor é aplicável para aplicações de alta performance e pressão moderada.
Função:
Transferência de calor com ou sem mistura entre dois fluidos, geralmente líquido.
Área de transferência de calor:
A área de transferência de calor varia de alguns metros quadrados a dezenas de milhares de metros quadrados.
Velocidade do fluido:
Normalmente, a velocidade de fluxo do fluido em trocadores de calor de tubo e casco é de 0,5~3 m/s.
Temperatura de operação:
A temperatura de operação geralmente é de -300°C a 600°C.
Pressão de operação:
De acordo com os tipos e designs dos trocadores de calor de tubo e casco, as faixas de pressão de operação do trocador de calor de tubo e casco são alta pressão, pressão normal e baixa pressão.
Materiais de construção:
Os materiais comuns são aço carbono, aço inoxidável e cobre. Além disso, alguns trocadores de calor usados em indústrias especiais, como a indústria petroquímica, indústria nuclear, etc., precisam usar materiais de construção especiais, como titânio, tântalo, zircônio, inconel, etc.
Designs:
Os designs comuns incluem tipo fixo, tipo destacável, segmental e quadrado.
Eficiência:
O coeficiente global de transferência de calor do trocador de calor de tubo e casco é de 200~400 W/(m2.K), enquanto o do trocador de calor de placas é de 500~600 W/(m2.K).
Preste atenção à limpeza dos tubos de troca de calor:
A escova de limpeza de tubos para trocadores de calor de tubos é normalmente feita de PVC leve e resistente, que aceita reposição em qualquer comprimento necessário para limpar os tubos.
Substituição de vedações:
As vedações de trocadores de calor de casco usados geralmente estão localizadas em cada extremidade do feixe de tubos. Eles impedem que o fluido vaze do lado do tubo para o lado do casco. Eles também incluem vedações cegas em cada extremidade do casco que impedem o vazamento de fluido através das extremidades abertas do casco. Com o tempo, essas vedações podem desgastar ou danificar e precisam ser substituídas para evitar vazamentos ou transferência de calor ineficiente.
Reparo de tubos danificados:
Os tubos em trocadores de calor de tubo e casco são normalmente feitos de cobre. Como todos os materiais metálicos, o cobre está sujeito a desgaste, danos ou corrosão com o tempo. Se um tubo no trocador de calor estiver danificado ou não estiver funcionando corretamente, geralmente é possível repará-lo usando kits de reparo de tubos de trocadores de calor de cobre. Esses kits contêm epóxi e outros materiais que podem consertar temporariamente o tubo danificado e restaurar as capacidades de transferência de calor.
Limpeza do exterior do trocador de calor:
Além de manter o interior limpo, também é importante limpar o exterior do trocador de calor de tubo e casco. Os cascos podem acumular sujeira, detritos e outros materiais que precisam ser removidos para permitir fluxo de ar adequado, resfriamento e transferência de calor.
Verificação de vazamentos:
Verifique regularmente o trocador de calor de tubo e casco para detectar vazamentos. Se houver algum problema de vazamento, faça reparos oportunos para evitar danos maiores.
Processamento químico:
Na indústria química, os trocadores de calor de tubo e casco são frequentemente usados para resfriar ou aquecer os produtos químicos ou remover o calor residual gerado no processo de reação. Por exemplo, conduzir múltiplas reações em uma faixa de temperatura controlada, usando trocadores de calor de tubo e casco para reatores químicos para ajudar a realizar. Outro exemplo, para os processos de cristalização e separação na produção química, também devem depender de trocadores de calor de tubo e casco, de modo que o resfriamento ou aquecimento, acelerando a cristalização e separação de substâncias químicas.
Processamento de alimentos:
Na indústria alimentícia, os trocadores de calor de tubo e casco são frequentemente usados para processar alimentos. Como esterilização, refrigeração, concentração, cristalização, etc. Por exemplo, a esterilização do trocador de calor do leite geralmente é realizada usando um trocador de calor de tubo e casco. O trocador de calor de tubo e casco pode matar bactérias no leite por aquecimento e resfriamento, prolongando assim a vida útil do leite. Além disso, no processo de produção de sucos e alimentos enlatados, os trocadores de calor de tubo e casco podem ser usados para esterilização e resfriamento, garantindo a segurança e a qualidade dos alimentos.
Petróleo e gás:
Na indústria de petróleo e gás, os trocadores de calor de tubo e casco são comumente usados para refino de petróleo bruto, processamento de gás natural e produção petroquímica. Por exemplo, no processo de refino de petróleo bruto, diferentes tipos de trocadores de calor de tubo e casco podem ser usados para resfriar ou aquecer o petróleo bruto, ou remover o calor residual, como refino, craqueamento e outros processos. No processamento de gás natural, os trocadores de calor de tubo e casco podem ser usados para aquecer o gás natural para purificação e separação, e garantir a qualidade e o rendimento dos produtos.
HVAC:
Os trocadores de calor de tubo e casco são amplamente usados no campo de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Como chillers, condensadores e caldeiras, etc. Por exemplo, em sistemas de ar condicionado central, um trocador de calor de tubo e casco pode ser usado para transferir calor entre o refrigerante e a água, realizando a função de resfriamento e aquecimento, e atingindo a regulação de temperatura.
Energia:
Na indústria de energia, os trocadores de calor de tubo e casco são amplamente usados em geração de energia, energia renovável e recuperação de energia. Como energia nuclear, energia solar, etc., também incluindo alguns processos técnicos de recuperação de calor residual em aço, cimento, vidro e outras indústrias.
Ao selecionar um trocador de calor de casco usado para aplicações industriais, várias considerações-chave podem orientar a decisão de compra.
Requisitos de capacidade
O primeiro passo é identificar a capacidade específica e as taxas de fluxo dos fluidos a serem processados pelo trocador de calor. Isso inclui entender os volumes, temperaturas e faixas de pressão dos fluidos. Depois que essa informação for coletada, é importante combiná-la com a capacidade do trocador de calor de casco usado que está sendo considerado para compra. Assegurar a compatibilidade entre os requisitos industriais e as capacidades do trocador ajudará a evitar quaisquer problemas operacionais no futuro.
Eficiência de transferência de calor
Outro aspecto importante a ser considerado é a configuração de transferência de calor e a área de superfície oferecidas pelo trocador de calor. Diferentes trocadores de calor de casco podem ter designs variados, como contrafluxo ou fluxo cruzado, que afetam o desempenho de transferência de calor. Além disso, a área de superfície fornecida pelo trocador é crucial para facilitar a transferência de calor eficiente entre os dois fluidos. Selecionar um trocador com uma configuração de transferência de calor adequada e área de superfície suficiente ajudará a otimizar a troca de energia no processo industrial.
Compatibilidade de materiais
Os trocadores de calor de casco são tipicamente feitos de aço inoxidável, aço carbono ou cobre. Ao escolher um trocador de calor de casco usado, é essencial considerar os materiais usados em sua construção e sua compatibilidade com os fluidos a serem processados. Isso garante que não haverá corrosão ou degradação dos componentes do trocador de calor ao longo do tempo, o que pode levar a vazamentos ou falhas de equipamentos.
Restrições de tamanho e espaço
Antes de comprar um trocador de calor de casco usado, é importante determinar o espaço disponível para instalação na instalação industrial. Isso envolve medir as dimensões da área onde o trocador será localizado, levando em consideração quaisquer equipamentos ou infraestrutura adjacentes. Os trocadores de calor vêm em tamanhos diferentes, por isso é crucial selecionar um que caiba adequadamente no espaço designado sem causar quaisquer problemas operacionais ou logísticos.
Considerações de orçamento
Ao considerar restrições orçamentárias no processo de seleção, é importante ter em mente os custos de manutenção e operação de longo prazo associados ao trocador de calor escolhido. Embora o preço de compra inicial possa ser um fator importante, investir em um trocador de calor de casco usado de alta qualidade que seja durável e eficiente pode ajudar a minimizar as despesas futuras. Optar por um trocador confiável pode reduzir a necessidade de reparos frequentes, substituições ou perdas de energia, levando a economias de custo ao longo do tempo.
P1: Por que os trocadores de calor devem ser mantidos com frequência?
A1: A manutenção consistente de um trocador de calor garante desempenho eficaz, prolongando sua vida útil e garantindo a segurança de todas as pessoas no local.
P2: Quais são os aspectos de um trocador de calor que devem ser mantidos?
A2: As partes proeminentes de um trocador que exigem manutenção são as válvulas, juntas, bombas e a tubulação geral do sistema do trocador.
P3: Que tipos de trocadores de calor precisam de serviços de reparo?
A3: Os trocadores de calor eficazes que podem exigir serviços de reparo incluem trocadores espirais, trocadores de calor de placas e trocadores de calor de tubo e casco.
P4: Quais são os serviços de reparo oferecidos para trocadores de calor?
A4: Alguns serviços de reparo comumente oferecidos incluem limpeza, substituição e reparo de peças, análise de vazamentos, desmontagem e montagem, dessalinização, reparos personalizados e modernização.
P5: Quais são os sinais de que um trocador de calor precisa de reparo imediato?
A5: Se houver um sinal inconfundível de vazamento, uma queda perceptível na eficiência de desempenho ou um aumento nas contas de energia, o trocador de calor pode precisar de um reparo imediato.
