المعرفة الأساسية الشائعة لمبادلات الحرارة

1. كيفية تصنيف معدات التبادل الحراري؟

الجواب: حسب "كتالوج تصنيف المعدات لشركة البتروكيماويات" يمكن تقسيمها إلى:

(1) مبادل حراري قذيفة وأنبوب

(2) غلاف المبادل الحراري

(3) مبادل حراري مغمور بالماء

(4) مبادل حراري للرش

(5) مبادل حراري دوار (أنبوب الثعبان).

(6) لوحة مبادل حراري

(7) مبادل حراري ذو زعانف صفيحة

(8) مبادل حراري ذو زعانف أنبوبية

(9) غلاية حرارة النفايات

(10) أخرى

2. كيف ينقل المبادل الحراري الحرارة؟

الإجابة: في المبادل الحراري للجدار الفاصل الأكثر شيوعًا، هناك طريقتان رئيسيتان لنقل الحرارة: التوصيل والحمل الحراري.يقوم السائل الساخن أولاً بنقل الحرارة إلى جانب واحد من جدار الأنبوب عن طريق الحمل الحراري، ثم ينقل الحرارة من أحد جانبي جدار الأنبوب إلى الجانب الآخر عن طريق التوصيل.وأخيرًا، ينقل الجانب الآخر من جدار الأنبوب الحرارة عن طريق الحمل الحراري.يتم نقل الحرارة إلى السائل البارد، وبذلك تكتمل عملية نقل الحرارة للمبادل الحراري.

3.ما تأثير معدل التدفق المتوسط ​​على تأثير انتقال الحرارة؟

الإجابة: كلما زاد معدل تدفق الوسط في المبادل الحراري، زاد معامل انتقال الحرارة.ولذلك فإن زيادة معدل تدفق الوسط في المبادل الحراري يمكن أن يحسن تأثير التبادل الحراري بشكل كبير، ولكن التأثير السلبي لزيادة معدل التدفق هو زيادة انخفاض الضغط من خلال المبادل الحراري وزيادة استهلاك الطاقة للمضخة، لذلك يجب أن يكون هناك نطاق مناسب معين.

4. ما هو تأثير الهيكل السطحي لأنبوب التبادل الحراري على تأثير نقل الحرارة؟

الإجابة: استخدام الهياكل السطحية المصممة خصيصًا لأنابيب التبادل الحراري، مثل أنابيب الزعانف وأنابيب رأس المسمار والأنابيب الملولبة وما إلى ذلك، من ناحية يزيد من مساحة نقل الحرارة، ومن ناحية أخرى يزيد اضطراب السطح الخاص يزيد بشكل كبير من تدفق السوائل خارج الأنبوب.درجة الاضطراب، يمكن لكلا الجانبين تحسين التأثير العام لنقل الحرارة للمبادل الحراري، لذلك تتمتع هذه الهياكل السطحية بأداء أفضل من سطح أنبوب الإضاءة.

5. ما هي الطرق الشائعة لإزالة الترسبات الكلسية من سطح أنابيب التبادل الحراري؟

الإجابة: تتضمن الطرق الشائعة لإزالة الترسبات الكلسية من سطح أنابيب التبادل الحراري ما يلي:

إزالة الترسبات بطريقة ميكانيكية: إزالة الترسبات يدويًا باستخدام مثقاب فولاذي، وإزالة الترسبات بواسطة ضغط الماء

إزالة الترسبات الكيميائية

6.ما هي طرق منع ظهور الترسبات على سطح أنابيب التبادل الحراري؟

الجواب: (1) طلاء النيكل والفوسفور

(2) طلاء كيميائي، 847 طلاء

7. ما هي الطرق الشائعة لتعزيز نقل الحرارة في معدات التبادل الحراري؟

الإجابة: الطرق الرئيسية لتعزيز انتقال الحرارة في معدات التبادل الحراري

الأول هو اعتماد هيكل يزيد من سطح نقل الحرارة، مثل

1 استخدم أنابيب الزعانف، وأنابيب رأس الظفر، والأنابيب الملولبة، والمنفاخ، وما إلى ذلك.

2. المعالجة الميكانيكية لسطح الأنبوب: الأنابيب الحلقية الحلزونية، الأنابيب الأخدود الحلزونية، الأنابيب الملولبة، إلخ.

3. استخدام الأنابيب ذات القطر الصغير يمكن أن يزيد من عدد الأنابيب الموجودة على نفس مساحة لوحة الأنبوب ويزيد من مساحة نقل الحرارة.

والثاني هو زيادة معدل تدفق السائل في المبادل الحراري، مما يمكن أن يحسن معامل نقل الحرارة بشكل كبير، مثل:

1 أضف المفسدات، مثل إدخال شرائط حلزونية في الأنبوب، ووضع حواجز خارج الأنبوب، وأنابيب زائفة، وما إلى ذلك.

2. زيادة عدد تمريرات الأنبوب أو تمريرات القشرة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام المواد ذات الموصلية الحرارية الجيدة لتصنيع المبادلات الحرارية، واتخاذ تدابير مقاومة التآكل ومكافحة التحجيم للمبادلات الحرارية، والتنظيف في الوقت المناسب كلها طرق لتحسين تأثير نقل الحرارة.

8. عند إصلاح المبادل الحراري للأنبوب والأنبوب، ما هي متطلبات عدد الأنابيب المسدودة؟

الإجابة: يُسمح بسد فتحات التآكل الموجودة في الأنابيب الفردية لحزمة الأنابيب باستخدام غطاسات معدنية معالجة بمخروط من 3 إلى 5 درجات.بشكل عام، في نفس عملية الأنابيب، لا يتجاوز عدد الأنابيب المسدودة 10% من إجمالي عدد الأنابيب، ولكن يمكن زيادتها بشكل مناسب وفقًا لمتطلبات العملية.

9. لماذا يجب أن تكون الحشيات الموجودة على جانبي لوح الأنبوب مصنوعة من نفس المادة؟

الإجابة: نظرًا لأن مسامير تثبيت الحافة على جانبي لوحة الأنبوب هي نفس البراغي، فإن الضغط المحدد المطبق على الحشيات على جانبي لوحة الأنبوب هو نفسه.

إذا تم اختيار مواد مختلفة للحشيات على كلا الجانبين، فإن الضغط المحدد للحشية على جانب واحد لن يكون كافيا، مما يتسبب في فشل الختم، أو أن الحشية على الجانب الآخر سيكون لها ضغط محدد مرتفع للغاية، مما يتسبب في فشل الختم.لذلك، يجب أن تكون الحشيات الموجودة على جانبي لوح الأنبوب من نفس المادة.

10. لماذا ينتج المبادل الحراري لمياه التبريد القشور؟

الجواب: يتكون التقشر من تبلور الأملاح الذائبة في الماء والتصاقها بجدار أنبوب المبادل الحراري.ويتميز بأنه كثيف وصلب، ذو التصاق قوي ويصعب إزالته.

يمكن أن يتحول عدد كبير من الجزيئات العالقة في الماء إلى بذور بلورية.أيونات الشوائب الأخرى، والبكتيريا، والأسطح المعدنية الخشنة، وما إلى ذلك، جميعها لها تأثير تحفيزي قوي على عملية التبلور، مما يقلل بشكل كبير من التشبع الفائق المطلوب للتبلور.لذلك، من السهل إنتاج المبادلات الحرارية لمياه التبريد.

11. ما هي المكونات الرئيسية للمبادل الحراري ذو الرأس العائم؟

الإجابة: المكونات الرئيسية هي: حزمة الأنبوب، الحاجز، اللوحة المضادة للتصادم، قضيب الربط، أنبوب المسافة، الغلاف، صندوق الأنبوب، لوح الأنبوب، شفة المدخل، شفة المخرج، لوح الأنبوب العائم، شفة الرأس العائمة، غطاء الرأس العائم، العائمة حلقة خطاف الرأس، حشية الرأس العائمة، شفة غطاء الرأس الخارجي، الحافة الجانبية لغطاء الرأس الخارجي، غطاء الرأس الخارجي، حشية غطاء الرأس الخارجي، فتحة تهوية، منفذ الصرف، شفة صندوق الأنابيب، شفة جانبية لصندوق الأنابيب، حشية صندوق الأنابيب، جانب صندوق الأنابيب حشية، سرج ثابت، سرج متحرك.

12. ما هي المكونات الرئيسية للمبادل الحراري للوحة الأنبوبة الثابتة؟

الإجابة: المكونات الرئيسية هي: حزمة الأنبوب، الحاجز، قضيب الربط، أنبوب المسافة، الغلاف، صندوق الأنبوب (الغطاء العلوي)، لوحة الأنبوب، شفة المدخل، شفة المخرج، شفة صندوق الأنبوب، حشية صندوق الأنبوب، السروج الثابتة، السروج المتحركة، دعامات الأذن، مفاصل التمدد.

13. ما هي المكونات الرئيسية للمبادل الحراري للأنبوب U؟

الإجابة: المكونات الرئيسية هي: حزمة أنبوب على شكل حرف U، حاجز، لوحة مضادة للتصادم (أنبوب التوجيه الداخلي)، قضيب ربط، أنبوب مسافة، غلاف، صندوق أنابيب، لوحة أنبوب، شفة مدخل، شفة مخرج، شفة طريقة صندوق الأنابيب، شفة جانبية لصندوق الأنابيب ، حشية صندوق الأنابيب ، حشية جانبية لصندوق الأنابيب ، سرج ثابت ، سرج متحرك.

14. ما هي المكونات الرئيسية للمبادل الحراري ذو الغلاف والأنبوب؟

الإجابة: المكونات الرئيسية للمبادل الحراري للكم والأنبوب هي: الأنبوب الداخلي، الأنبوب الخارجي، كوع الإرجاع

15. ما هي المكونات الرئيسية للمبادل الحراري المغمور بالماء؟

الإجابة: المكونات الرئيسية للمبادل الحراري المغمور بالماء هي: أنبوب الإدخال، أنبوب المخرج، أنبوب التجميع، الأنبوب الملفوف، وخزان مياه التبريد.

16. ما هي المكونات الرئيسية للمبادل الحراري للرش؟

الإجابة: المكونات الرئيسية لمبادل الحرارة بالرش هي: حزمة الأنبوب، المروحة، فوهة الماء، أنبوب الصرف، ومضخة إمداد المياه.

17. ما هي خصائص المبادلات الحرارية ذات الألواح الأنبوبية الثابتة، والمبادلات الحرارية الأنبوبية على شكل حرف U، والمبادلات الحرارية ذات الرأس العائم؟

الإجابة: يتميز المبادل الحراري للوحة الأنبوبة الثابتة بالهيكل المدمج، والبساطة، والتكلفة المنخفضة، وأكبر عدد من الأنابيب في نفس قطر القشرة، وسهولة استبدال وصيانة أنبوب واحد، والتنظيف المريح داخل الأنبوب، لكنه صعب للتنظيف خارج الأنبوب، والأنبوب والقشرة، ويسبب اختلاف درجات الحرارة إجهادًا كبيرًا.

يتميز المبادل الحراري الأنبوبي على شكل حرف U بهيكل بسيط نسبيًا، ولا توجد مشكلة في إجهاد فرق درجة الحرارة، ومعدل تدفق كبير للسوائل، واستهلاك منخفض للمعادن، ومناسب للسوائل ذات درجة الحرارة العالية والضغط العالي.يمكن استخراج حزمة الأنبوب لسهولة تنظيف جانب الصدفة وبين الأنابيب، لكن ليس من السهل تنظيف الأكواع الموجودة في الأنابيب.، عدد الأنابيب الموجودة على لوحة الأنبوب صغير، والمسافة بين الأنابيب كبيرة، وهناك فجوة في وسط حزمة الأنبوب، ومن السهل قصر دائرة السائل خارج الأنبوب.

خصائص المبادل الحراري ذو الرأس العائم هي أن حزمة الأنبوب يمكن أن تتحرك بحرية دون مشاكل الإجهاد الناتج عن اختلاف درجة الحرارة.يمكن استخراج حزمة الأنبوب بحرية، وهو مناسب لتنظيف الجزء الخارجي من الأنبوب وحزمة الأنبوب.ومع ذلك، فإن الرأس العائم لديه هيكل معقد وتكلفة عالية.متطلبات الختم في الرأس العائم صارمة، والرأس العائم سهل التشغيل أثناء التشغيل.تسرب وصعوبة اكتشافه.

18. أين تكون المبادلات الحرارية ذات الألواح الأنبوبية الثابتة مناسبة للاستخدام؟

الإجابة: المبادل الحراري للوحة الأنبوبة الثابتة مناسب للمناسبات التي يكون فيها الوسط بجانب الغلاف نظيفًا وغير عرضة للتقشير، ويكون فرق درجة الحرارة المتوسطة صغيرًا نسبيًا.

19. أين تكون المبادلات الحرارية الأنبوبية على شكل حرف U مناسبة للاستخدام؟

الإجابة: إن المبادل الحراري للأنبوب على شكل حرف U مناسب لحالات درجات الحرارة العالية والضغط العالي حيث يكون فرق درجة الحرارة بين جدران الأنبوب والقشرة كبيرًا ويتدفق الوسط النظيف في الأنبوب.

20. أين تكون المبادلات الحرارية ذات الرأس العائم مناسبة للاستخدام؟

الإجابة: المبادل الحراري ذو الرأس العائم مناسب للمناسبات التي يكون فيها فرق درجة الحرارة بين الأنبوب والقشرة كبيرًا، والوسط غير نظيف، ويتطلب التنظيف المتكرر.

21. يتضمن ترتيب المبادلات الحرارية الأنبوبية والأنبوبية ترتيبًا مثلثًا وترتيبًا مربعًا بزاوية 45 درجة.لماذا؟

الإجابة: الترتيب الثلاثي والترتيب المربع بزاوية 45 درجة لكل منهما مزاياه وعيوبه.مزايا الترتيب الثلاثي هي الاكتناز وكفاءة نقل الحرارة العالية.لديها أكبر عدد من الأنابيب في نفس مساحة لوحة الأنبوب، حوالي 15٪ أكثر من الترتيب المربع.ومع ذلك، ليس من السهل تنظيف السطح الخارجي للأنابيب؛بينما يتم تدوير الترتيب المربع بزاوية 45 درجة لتنظيف السطح الخارجي للأنابيب.إنه أكثر ملاءمة، ولكن عدد الأنابيب أقل بكثير من الترتيب الثلاثي.

22. ما هي المواد شائعة الاستخدام للأنابيب في المبادلات الحرارية للأنبوب والأنبوب؟

الإجابة: تشمل مواد الأنابيب شائعة الاستخدام: 10#، 20#، 12CrMo، 15CrMo، 0Cr13، 1Cr13، 1Cr5Mo، 0Cr18Ni9Ti، 1Cr18Ni9Ti، أنبوب التيتانيوم، 410، 321، إلخ.

23. في المبادل الحراري من النوع الأنبوبي، لماذا يتم اختيار أقطار الأنبوب φ32، φ25، φ19، وφ16 على التوالي؟

الإجابة: سيؤثر حجم قطر الأنبوب بشكل مباشر على أداء المبادل الحراري.قطر الأنبوب صغير، ومعامل نقل الحرارة كبير، ومنطقة نقل الحرارة الفعالة كبيرة أيضًا في نفس الحجم.هذا يمكن أن يجعل الهيكل مدمجًا ويوفر المواد.ومع ذلك، إذا كان قطر الأنبوب صغيرًا جدًا، فسيكون له أيضًا آثار ضارة.بالنسبة للسوائل ذات معدل التدفق نفسه، كلما كان قطر الأنبوب أصغر، زادت مقاومة التدفق، كما سيزداد فقدان الضغط أيضًا.بالإضافة إلى ذلك، يتم حظر الأنابيب الرفيعة للغاية بسهولة عن طريق الأوساخ.وهذا يجعل التنظيف صعبًا، لذا فإن قطر أنبوب المبادل الحراري يتراوح بشكل عام من 16 مم إلى 32 مم.

24. لماذا تكون فتحات المسامير في المبادل الحراري إما مستديرة أو طويلة؟

الإجابة: فتحات المسامير الموجودة على الدعامة الثابتة مستديرة من أجل تثبيت الهيكل بإحكام على الأساس.فتحات المسامير الموجودة على الدعامة المتحركة طويلة ودائرية.والغرض من ذلك هو السماح للغلاف بالتمدد والتقلص بحرية عندما يتعرض لتغيرات في درجات الحرارة، وذلك لتجنب الضغط الكبير وحماية المعدات.

25. ما هي جوانات المبادل الحراري شائعة الاستخدام؟

الإجابة: تشتمل جوانات المبادل الحراري شائعة الاستخدام على جوانات الأسبستوس المقاومة للزيت، وحشيات مكسوة بالحديد، وحشيات الأسنان المموجة، وحشيات معدنية.

26. ما هي القضايا التي يجب الانتباه إليها عند اختيار مسامير الرأس العائمة الصغيرة للمبادلات الحرارية ذات الرأس العائم؟

(1) الطول

(2) التآكل الناتج عن الإجهاد الرطب لكبريتيد الهيدروجين (H2S).

(3) درجة الحرارة

27. ما هي وظيفة الحواجز (قضبان الحواجز) في المبادل الحراري للأنبوب والأنبوب؟

الإجابة: يمكن للحواجز (القضبان الحاجزة) الموجودة في المبادل الحراري تغيير اتجاه تدفق السائل في جانب الغلاف، وزيادة معدل تدفق السائل في جانب الغلاف، وزيادة اضطراب الوسط، وتحسين كفاءة نقل الحرارة و دعم حزمة الأنبوب.

28. لماذا تحتوي المبادلات الحرارية الأنبوبية والأنبوبية على ممر أحادي الأنبوب، وممر ثنائي الأنبوب، وممر بأربعة أنابيب، وممر بستة أنابيب، وممر بثمانية أنابيب؟

الإجابة: عندما يكون العدد الإجمالي للأنابيب في المبادل الحراري هو نفسه، فإن زيادة عدد تمريرات الأنابيب يمكن أن يزيد من معدل التدفق في كل أنبوب، وبالتالي زيادة معامل نقل الحرارة وتقليل مساحة نقل الحرارة المطلوبة.ومع ذلك، فإنه يزيد أيضًا من انخفاض الضغط ويمنع السائل من تبادل الحرارة بالكامل بطريقة معاكسة للتيار، ويصبح هيكل المبادل الحراري أكثر تعقيدًا.ولذلك، فإن عدد تمريرات الأنابيب المستخدمة بشكل عام لا يقل عن 2 ولا يزيد عن 8. يجب أن يعتمد الاختيار المحدد على متطلبات العملية الفعلية.

29. ما هي أسباب التسرب الداخلي في المبادلات الحرارية الأنبوبية والأنبوبية؟

الجواب: قد يكون التسرب الداخلي للمبادل الحراري للأسباب التالية:

أنبوب التبادل الحراري متآكل أو مثقوب أو مكسور.

التآكل وترقق فتحة الأنبوب مما يسبب التسرب

وصلة التمدد بين أنبوب التبادل الحراري ولوحة الأنبوب مفكوكة

تحدث الشقوق أو المسام أو ثقوب التآكل عند اللحام بين أنبوب التبادل الحراري وصفيحة الأنبوب

مسمار الرأس العائم الصغير مفكك أو مكسور

حشية الرأس العائمة الصغيرة تالفة

تلف الرأس العائم الصغير أو سدادة صفائح الأنبوب العائمة

30. لماذا يجب اختبار ضغط الماء بعد فحص المبادل الحراري؟

الإجابة: الغرض من اختبار ضغط الماء بعد إصلاح المبادل الحراري هو التحقق مما إذا كان المبادل الحراري لديه القدرة على تحمل ضغط التصميم بأمان (أي قوة الضغط)، والضيق، وجودة الواجهة أو المفصل، وجودة اللحام. وضيق هيكل الختم.درجة.بالإضافة إلى ذلك، يمكن ملاحظة التشوه المتبقي في اللحامات المعدنية الأساسية للحاويات والأنابيب بعد الضغط، ويمكن اكتشاف مشاكل المواد في الوقت المناسب.

31. لماذا يتم تركيب بعض المبادلات الحرارية الأنبوبية رأسياً وبعضها أفقياً (أفقياً)؟

الإجابة: بعض المبادلات الحرارية من النوع الأنبوبي تكون رأسية وبعضها أفقية، مع الأخذ في الاعتبار الجوانب التالية بشكل أساسي:

① متطلبات عملية الإنتاج: على سبيل المثال، تتطلب بعض غلايات إعادة الغليان مستوى سائل متوسط ​​معين.في حالة استخدام مبادل حراري أفقي، لا يمكن تلبية متطلبات ارتفاع مستوى السائل، لذلك يجب اختيار مبادل حراري عمودي؛

② واسع النطاق: إذا كانت مساحة التبادل الحراري لوحدة المعالجة تتطلب آلاف الأمتار المربعة، وإذا اخترت مبادل حراري أفقي مع أنبوب حراري بطول 6 أمتار، فقد تحتاج إلى عدة مبادلات حرارية، والتي ستشغل مساحة كبيرة المنطقة ولا يفضي إلى الترتيب المكاني الفعال للجهاز.، إذا اخترت مبادل حراري عمودي مع أنبوب تبادل حراري بطول 12 مترًا، فيمكن لوحدة واحدة حل المشكلة؛

③ تقليل انخفاض الضغط: تتطلب بعض عمليات الإنتاج تقليل انخفاض الضغط أثناء عملية النقل المتوسطة.يتم اختيار المبادلات الحرارية العمودية وترتيبها جنبًا إلى جنب مع البرج لتقصير خط الأنابيب المتصل بالبرج وتقليل انخفاض الضغط.

32. لماذا تستخدم بعض الأماكن مبادلات حرارية ذات أنبوب وأنبوب ومبادلات حرارية مغمورة بالماء، بينما تستخدم أماكن أخرى مبادلات حرارية ذات أنبوب وأنبوب؟

الإجابة: حاليًا، معظم معدات التبادل الحراري المختارة لتكرير النفط ووحدات إنتاج المواد الكيميائية هي مبادلات حرارية أنبوبية.ومع ذلك، في بعض وحدات الإنتاج، لا يزال هناك عدد صغير من المبادلات الحرارية من النوع الأكمام والمبادلات الحرارية المغمورة بالماء.على الرغم من أن المبادل الحراري للأنبوب والأنبوب لديه هيكل مدمج وكفاءة عالية في تبادل الحرارة، نظرًا لأنابيب التبادل الحراري الصغيرة، فمن السهل أن يسبب انسدادًا إذا تم استخدامه في الوسائط التي تحتوي على جزيئات صلبة.لذلك، في الأماكن التي يحتوي فيها الوسط على جزيئات صلبة، يتم استخدام المبادلات الحرارية من النوع الأكمام أو المبادلات الحرارية المغمورة بالماء بشكل عام.