Šilumokaičio vamzdis

 

 

 

 

 

 

 

Silicio karbido šilumokaičių vamzdžiai, pasižymintys aukšta temperatūra, atsparumu korozijai, dideliu šilumos laidumu ir puikiu atsparumu šiluminiam smūgiui, plačiai naudojami atšiauriomis šilumos mainų sąlygomis chemijos, metalurgijos, naujosios energetikos ir farmacijos pramonėje (pvz., šilumos mainai stipriose rūgščių ir šarminėse terpėse, aukštos -temperatūrinės išmetamųjų dujų šilumos atgavimas ir didelės{1} išgarinimo šilumos mainai). Toliau pateikiamos bendros problemos, priežasčių analizė ir tiksliniai sprendimai visame atrankos, montavimo, eksploatavimo ir priežiūros procese:

 

I. Pasirinkimo ir medžiagų suderinamumo problemos

1. Kokios yra silicio karbido šilumokaičio vamzdžių medžiagos? Kaip juos suderinti su skirtingomis šilumos mainų sąlygomis?

Komerciniai silicio karbido šilumos mainų vamzdžiai daugiausia skirstomi į du medžiagų tipus, kurių tinkami taikymo scenarijai labai skiriasi:

- Reakcija-Sukepintas silicio karbidas (RSiC): didelis sąnaudų-efektyvumas, maždaug 80–120 W/(m·K) šilumos laidumas, atsparus rūgštims ir šarmams, atsparus aukštai temperatūrai (ilgalaikė -šilumos regeneravimo temperatūra Mažiau nei arba lygi 1350 laipsnių cheminių atliekų dujų mainams), tinka daugumai kitų dujų ir gripo. atšiauriomis sąlygomis.

- Beslėgis sukepintas silicio karbidas (SSiC): didesnis grynumas, šilumos laidumas iki 150–200 W/(m·K), didesnis mechaninis stiprumas ir atsparumas korozijai, atsparus aukštai temperatūrai (ilgalaikė -darbinė temperatūra, mažesnė arba lygi 1450 laipsnių), tinka ekstremalioms sąlygoms, tokioms kaip vandenilio rūgštis, labai koncentruota fluoro rūgštis ir aukšta korozinė terpė (pvz. aukštas slėgis (pvz., atliekų šilumos atgavimas iš anglies cheminio dujinimo krosnių). Dažnas klaidingas supratimas: naudojant RSiC šilumos mainų vamzdžius labai korozinėms terpėms, tokioms kaip vandenilio fluorido rūgštis ir fluoridai, gali atsirasti vamzdžių sienelių korozija ir perforacija. Sprendimas: fluoro -turinčioms terpėms ir stiprioms oksiduojančioms rūgštims pirmenybė turėtų būti teikiama SSiC medžiagoms, o prireikus reikia apdoroti antikorozinę dangą.

 

2. Į ką reikia atsižvelgti renkantis silicio karbido šilumos mainų vamzdžių specifikacijas (skersmuo, sienelės storis)?

- Vamzdžio skersmuo: standartiniai vamzdžių skersmenys yra Φ20 ~ Φ100 mm. Mažesnio skersmens (Φ20–Φ40 mm) šilumos mainų ploto tankis ir šilumos mainų efektyvumas yra didesnis, todėl tinka mažo -tekėjimo, didelio- tikslumo temperatūros valdymo sąlygoms. Didesnio skersmens (Φ50 ~ Φ100 mm) atsparumas smūgiams yra stipresnis ir mažiau linkę užsikimšti, tinka terpėms, kuriose yra dalelių, ir didelio klampumo (pavyzdžiui, šilumos atgavimas iš metalurgijos srutų).

- Sienelės storis: standartinis sienelių storis yra 3–10 mm. Storesnis sienelės storis lemia didesnį mechaninį stiprumą, bet šiek tiek mažesnį šilumos laidumą. Naudojant aukštą-temperatūrą ir aukštą{6}}slėgį, rekomenduojamas 6-10 mm sienelės storis, o žemoje-temperatūroje ir normaliam slėgiui tinkamas 3–5 mm sienelės storis.

Dažna problema: plonasieniai{0}}šilumokaičių vamzdeliai susidėvi, kai trinamos didelės spartos{1}}laikmenos. Sprendimas: kai naudojate terpę, kurioje yra dalelių, pasirinkite storasienius-vamzdžius ir įleidimo angoje įstatykite nuo-šveitimo ir srauto{5}}reguliavimo įtaisą.

 

II. Montavimo ir sandarinimo problemos

1. Kaip pašalinti sandarinimo nuotėkius po silicio karbido šilumos mainų vamzdelio montavimo?

- Problemos pasireiškimas: korpuso-ir

- Priežasties analizė: netinkamas sandarinimo struktūros pasirinkimas (pvz., naudojant įprastus guminius tarpiklius esant aukštai -temperatūrai); įtempių koncentracija vamzdžių lakštų suvirinimo metu, sukelianti įtrūkimus šilumos mainų vamzdžių galuose; ant sandarinimo paviršiaus likusių nešvarumų, dėl kurių blogas sukibimas.

- Sprendimai:

- For high-temperature conditions (>200 laipsnių), naudokite fluoro gumos arba metalinius spiralinius tarpiklius. Esant itin aukštai -temperatūrai, naudokite suvirintą sandariklį + kompensacinės jungties kompensavimo konstrukciją.

- Prieš montuodami nuvalykite sandarinimo paviršių nuo suvirinimo šlako ir šiukšlių, kad paviršius būtų lygus.

- Vamzdžių lakštų jungtims naudokite lankstų tvirtinimo metodą ir sumontuokite kompensacines jungtis, kad sugertumėte šiluminį plėtimąsi ir susitraukimo įtempius ir išvengtumėte galinių įtrūkimų dėl standžių jungčių.

 

2. Kokios problemos kyla dėl silicio karbido šilumokaičio vamzdžių montavimo nukrypimų kelių praėjimų šilumokaičiuose? Kaip jų išvengti?

- Problemos apraiškos: šilumokaičio vamzdžių ir pertvaros plokštės angų nesutapimas lemia vietinę įtempių koncentraciją vamzdžio korpuse, todėl po ilgo-dirbimo susidaro įtrūkimai; netolygus terpės srautas lemia didelius šilumos mainų efektyvumo svyravimus.

- Priežasties analizė: nepakankamas pertvaros plokštės apdirbimo tikslumas, kai skylių nuokrypiai viršija 0,5 mm; montavimo metu nenaudojami specialūs kreipiamieji įrankiai, dėl ko vamzdis buvo įkištas priverstinai ir vamzdis sulenktas.

- Sprendimas: griežtai kontroliuokite pertvarų plokščių apdirbimo tikslumą, užtikrindami, kad skylės padėties nuokrypis būtų mažesnis arba lygus 0,2 mm; naudokite nailonines kreipiamąsias įvores, atitinkančias šilumokaičio vamzdžio skersmenį, lėtai įstumkite šilumokaičio vamzdelį, užtikrindami, kad vamzdžio korpusas būtų koaksialiai su pertvaros plokštės angomis; sumontavę atlikite kamuolio praėjimo-bandymą, kad patikrintumėte, ar srauto kanalas nėra kliudomas.

 

III. Veikimo ir našumo pablogėjimo problemos
1. Dėl kokių priežasčių eksploatacijos metu sparčiai mažėja šilumos mainų efektyvumas? Kaip tai tvarkyti?

- Pagrindinės priežastys ir sprendimai:

 

Priežastys	Specifinės apraiškos	Gydymo priemonės
Vamzdžių sienelių skalavimas	Kalcio-magnio druskų, kokso ir kitų nuosėdų nusėdimas ant vidinės šilumos mainų vamzdžių sienelės, dėl to padidėja šilumos laidumo šiluminė varža	Reguliarus cheminis valymas: cirkuliuokite ir nuvalykite neorganines nuosėdas su 1%–2% citrinos rūgštimi + korozijos inhibitoriumi; Pamirkykite organines koksavimo nuosėdas aukštos temperatūros šarme (5% NaOH), po to nuplaukite aukštu -slėgiu vandeniu
Vidutinė erozija ir susidėvėjimas	Vamzdžio sienelės erozija dėl dalelių{0}}turinčios terpės, dėl kurios padidėja paviršiaus šiurkštumas ir lengviau sukimba	Sumontuokite anti{0}}erozinį pamušalą; Optimizuokite vidutinio srauto greitį ir valdykite jį 1–2 m/s intervalu, kad išvengtumėte didelio-greičio erozijos
Šiluminio šoko žala	Kintamasis šaltos ir karštos terpės poveikis, sukeliantis mikroįtrūkimus ant vamzdžio sienelės ir sumažinantis šilumos laidumą	Kontroliuoti terpės temperatūros kitimo greitį Mažiau arba lygus 50 laipsnių /min; Įdėkite buferio baką, kad išvengtumėte staigaus temperatūros kilimo ir kritimo

 

 

2. Kaip išvengti silicio karbido šilumokaičio vamzdžių korozijos ir perforacijos esant labai korozinėms sąlygoms?

- Problemos pasireiškimas: aplinkoje, kurioje yra koncentruotos rūgšties, fluoro -turinčios terpės arba stiprių oksidatorių, vamzdžio sienelėse atsiranda duobių ir perforacijų, dėl kurių nuteka medžiaga.

- Priežasties analizė: neteisingas medžiagos parinkimas (pvz., RSiC susilietus su fluoro{3}}turinčia terpe); terpėje yra korozinių jonų, tokių kaip chlorido ir fluoro jonai, kurių koncentracija viršija medžiagos tolerancijos diapazoną; aukštos-temperatūros sąlygos pagreitina korozijos reakcijas.

- Sprendimai:

- Jei naudojate labai ėsdinančią terpę, kurioje yra fluoro arba chlorido, pirmenybę teikite SSiC medžiagai arba vamzdžio sienelę užtepkite korozijai -atsparia danga (pvz., PTFE danga);

- Kontroliuokite korozinių jonų koncentraciją terpėje ir prieš srovę įdiekite valymo įrenginį;

- Esant aukštai-temperatūrai ir labai korozinėms sąlygoms, sumažinkite šilumokaičio vamzdžių paviršiaus temperatūrą, kad išvengtumėte vietinio perkaitimo ir pagreitėjusios korozijos.

 

3. Kaip pašalinti nenormalią vibraciją ir triukšmą iš šilumokaičio vamzdžių eksploatacijos metu?

- Problemos pasireiškimas: kai terpės srautas yra per didelis, šilumokaičio vamzdeliai ir pertvaros rezonuoja, skleidžiant neįprastą triukšmą. Ilgalaikis-veikiantis sukelia vamzdžio korpuso nuovargio įtrūkimus.

- Cause Analysis: The medium flow velocity exceeds the critical velocity (generally >3 m/s); atstumas tarp pertvarų yra per didelis, o šilumos mainų vamzdžio atrama yra nepakankama; apvalkalo-šoninė terpė korpuso-ir vamzdžio šilumokaityje- turi didelę turbulenciją.

- Sprendimai: optimizuokite terpės srauto greitį ir valdykite jį žemiau kritinio greičio; sutrumpinti atstumą tarp pertvarų ir padidinti atramos taškus; įdėkite antivibracines juostas prie lengvai vibruojančių šilumos mainų vamzdžių dalių, kad sutrikdytų rezonanso sąlygas.

 

IV. Techninės priežiūros ir remonto klausimai

1. Kokios yra silicio karbido šilumos mainų vamzdžių cheminio valymo kontraindikacijos?

- Nenaudokite vandenilio fluorido rūgšties arba valymo priemonių, kurių sudėtyje yra fluoridų, kad išvengtumėte SiC medžiagos korozijos;

- Do not use high-concentration strong alkalis (>10% NaOH), skirtas valyti aukštoje temperatūroje, kad nebūtų pažeistas oksido sluoksnis ant vamzdžio sienelės paviršiaus;

- Valydami reguliuokite temperatūrą, mažesnę nei 60 laipsnių arba lygią jai, kad išvengtumėte karščio smūgio, kurį sukelia dideli temperatūros skirtumai; po valymo kruopščiai nuplaukite švariu vandeniu, kad išvengtumėte nuolatinės korozijos dėl likusių medžiagų.

 

2. Kaip prižiūrėti silicio karbido šilumos mainų vamzdžius po ilgo -neaktyvumo? Trumpalaikis -išjungimas (<30 days): Drain the heat exchange medium from the tubes, rinse the inside and outside of the tubes with clean water to remove dirt, keep the tubes dry, and seal the inlet and outlet to prevent dust and impurities from entering.

Long-term shutdown (>30 dienų): kruopščiai nuvalykite nuosėdų sluoksnį ant vamzdžio sienelių, išdžiovinkite vamzdelių viduje esančią drėgmę azotu; pripildykite vamzdelius sausu azotu arba inertinėmis dujomis, uždarykite ir saugokite; saugojimo aplinką laikykite sausą ir gerai-vėdinamą, vengdami tiesioginių saulės spindulių ir stipraus poveikio.

 

3. Kaip nustatyti, ar silicio karbido šilumokaičio vamzdis atitinka pakeitimo kriterijus?

Šilumokaičio vamzdis turi būti nedelsiant pakeistas, jei atsiranda bet kuri iš šių sąlygų:

- Ant vamzdžio sienelės atsiranda matomų įtrūkimų arba perforacijų, rodančių terpės nuotėkį;

- Šilumos mainų efektyvumas po valymo vis dar yra mažesnis nei 60 % projektinės vertės;

- Vamzdžio sienelės storio nusidėvėjimas viršija 30 % pradinio storio;

- Medžiagoje vyksta kristalų fazės pasikeitimas, paviršius supučiamas ir nulupamas.

 

V. Pagrindinės ilgalaikio naudojimo ir priežiūros rekomendacijos

1. Pirmenybę teikite eksploatavimo sąlygų pritaikomumui: tiksliai pasirinkite RSiC / SSiC medžiagas ir specifikacijas, atsižvelgdami į tokius parametrus kaip terpės korozija, temperatūra, slėgis ir kietųjų dalelių kiekis, kad „nenaudotų prastesnių medžiagų didelio našumo reikmėms“.

 

2. Montavimo įtempių valdymas: naudokite lanksčias tvirtinimo + kompensavimo jungtis konstrukcijas, kad sumažintumėte įtempių žalą, kurią sukelia šiluminis plėtimasis, susitraukimas ir vibracija.

 

3. Reguliarus valymas ir prevencija: sukurkite apnašų stebėjimo mechanizmą ir nedelsdami išvalykite pagal nuosėdų storį, kad išvengtumėte per didelio nuosėdų susidarymo, dėl kurio sumažėtų šilumos mainų efektyvumas ir vietinis perkaitimas.

 

 

 

Populiarus Žymos: šilumokaičio vamzdis, Kinijos šilumokaičio vamzdžių gamintojai, tiekėjai, gamykla