Hvernig eru Bayonet-Stíl PTFE varmaskiptar frábrugðinn hefðbundinni föstum slönguhönnun?

Flestir skel- og slönguskiptar eru með rör fest í báðum endum. Byssuskiptari snýr þessu á hausinn: slöngur eru aðeins festar í annan endann, hinn endinn er frjáls til að renna innan lokaðs ytra slíðurs. Þessi einfalda hönnun sigrar tvær langvarandi-vandamál, hitaálag og viðhaldsaðgang. The Bayonet fyrirkomulag er freistandi valkostur fyrir krefjandi yfirborðsfrágang og efnafræðilega vinnslu umsóknir sem fela í sér PTFE varmaskipta þar sem hár varmaþenslustuðull efnisins (CTE) gerir fastar slönguplötulausnir erfiðar.

The Bayonet Construction (útskýrt)
Nafn PTFE-varmaskipta í bayonet-stíl kemur frá útliti bayonet--ljósaperu eða píputengi, þar sem einn hluti er settur í annan og festur á einum punkti. Byssuhólkurinn er gerður úr tveimur sammiðja rörum, innra rörinu og ytra rörinu, innsiglað yst í varmaskiptahugtökum. Samsetningin er sett í skel (eða beint í tank) og er aðeins fest við inntaks-/úttaksenda -venjulega við slönguplötu eða flans. Hinn endinn á stönginni er frjáls til að stækka og dragast saman í hita.

Með bayonet stillingu er vökvaleiðin venjulega uppbyggð sem:

Þjónustuvökvinn (gufa, heitt vatn eða kælivökvi) er veitt í gegnum innra rörið og rennur að lokuðum endanum.

Vökvanum er snúið við í lokuðum endanum og flæðir aftur í hringlaga svæðið á milli innri og ytri röranna.

Hitinn er afhentur vinnsluvökvanum á skelhliðinni (eða tankhliðinni) í gegnum ytri rörvegginn.

Vökvinn fer síðan í gegnum hringlaga rýmið, út í sama enda og hann kom inn.

„In-and-out“ flæðisrásin gefur til kynna að bæði inntaks- og útflæðistengi séu á sama enda skiptisins. Frjálsi endinn á byssurörinu er laus nema við innsiglið og er frjálst að hreyfast ás.

Mikilvægur munur á hefðbundinni föstum rörplötuhönnun
Í hefðbundnum föstum PTFE varmaskiptum eru slöngurnar festar í báða enda, með slönguplötu í inntaksendanum og hinn í útgangsendanum. Rúpubúnturinn er óaðskiljanlegur hluti af skelinni og skel-hliðarstútarnir eru soðnir við skelina. Vélrænni hegðun og auðvelt viðhald er mjög mismunandi.

Gisting fyrir hitauppstreymi
Að auki er stækkun PTFE 10 til 20 sinnum meiri en stál (120 til 150 × 10−6 / gráðu á móti 11 × 10−6 / gráðu). Í föstu rörplötuhönnun stækkar PTFE rör sem er 2 m að lengd sem er hitað úr 20 gráður í 100 gráður um 12–15 mm. Báðir endarnir eru fastir, þannig að þessi stækkun framkallar þrýstikrafta sem geta spennt PTFE rörið eða skemmt slönguplötuna. Til að koma í veg fyrir þetta þarf fastur PTFE skiptari fyrir slöngur að annaðhvort:

Fljótandi höfuð (sem gerir einni slönguplötu kleift að hreyfast), eða

Þenslumót í skelinni; að öðrum kosti,

Mjög stuttar rörlengdir (takmarkar getu skiptis)

Hver þessara valkosta bætir við kostnaði, flækjustigi og hugsanlegum lekastöðum.

Á hinn bóginn þolir PTFE varmaskipti í bajonet stíl í eðli sínu varmaþenslu. Frjálsi endi bajonetrörsins rennur í ás í skelinni eða ytri slíðunni þegar PTFE stækkar og dregst saman. Þörf fyrir þenslumót, fljótandi höfuð eða einstaka efnissamsvörun er útilokuð. The Bayonet form er sérstaklega aðlaðandi fyrir notkun sem felur í sér miklar hitasveiflur eða tíðar hitauppstreymi.

Viðhaldsaðgangur og hægt að fjarlægja knippi
Byssuhönnunin hefur stóran vélrænan kost að því leyti að hægt er að fjarlægja allt slöngubúntið úr skiptibúnaðinum án þess að trufla hlífar-hliðarrörin. Búnturinn er settur í skelina í öðrum endanum og er haldið á sínum stað með einni flans eða slönguplötu. Til að fjarlægja búnt til að þrífa, skoða eða skipta út:

Inntaks-/úttaksrörið að rörhliðinni er aftengt.

Fjarlægðu flansbolta búntsins.

Búntið er dregið úr skelinni í axial átt.

Skelin er á sínum stað og öll hyljar-hliðarrör (þar á meðal stútar, þéttingar og tengi) er ósnortinn.

Í fastri slönguhönnun er mun flóknara að fjarlægja slöngubúntið. Opna þarf tvo enda hyljarins og það gæti verið nauðsynlegt að aftengja hyljarhliðarstútana eða fjarlægja allan skiptibúnaðinn úr línunni. Þetta gæti verið stórt verkefni fyrir stóra skiptistöðvar á annasömum vinnslustöðum.

Fyrir þjónustu þar sem regluleg þrif er nauðsynleg (til dæmis, óhreinindi-viðkvæmt yfirborðsfrágangi böð) er afgerandi kostur hversu auðvelt er að fjarlægja búnt í byssuskipti. Bajonet búnt tekur aðeins klukkustundir að vera afturkallaður, hreinsaður og settur aftur í; fastur rörplötubúnt getur þýtt heilan dag eða meira af niður í miðbæ.

Hitavandamál með frammistöðu
Byssuhönnunin hefur áhrif á hitauppstreymi-. Hringlaga flæðisleiðin (vökvi sem flæðir inn í innra rörið og til baka í gegnum hringinn) gefur tvöfalt -pípuáhrif. Það eru tvær ástæður fyrir því að heildarvarmaflutningsstuðullinn er nokkru lægri en sambærileg mótstreymis föst rörplötuhönnun:

Minni virkur hitamunur - Rennslismynstrið er ekki hreint mótstreymi, heldur blanda af mótstreymi og samhliða rennsli, sem dregur úr log meðalhitamun (LMTD).

Minni hraði á hringhliðinni - Fyrir sama heildarflæðishraða getur hringlaga bilið haft lægri hraða en eitt rör og það hefur áhrif á filmustuðulinn.

Hins vegar er þessi lækkun oft lítil (10-20%) og er oft brugðist við möguleikanum á því að nota lengri rör (þar sem varmaþensla er ekki takmarkandi þáttur) og starfa við meiri hraða skeljar. Í mörgum yfirborðsfrágangi vega þjónustukostirnir miklu þyngra en litla hagkvæmni ókosturinn.

Efni og smíði
Bayonet skiptar eru vinsælir fyrir grafít og PTFE smíði þar sem þeir eru brothættir eða skríða undir álagi og þessi efni hafa umtalsverða varmaþenslu. Byssuhönnunin vinnur með eiginleika efnisins, ekki á móti þeim.

Í PTFE bayonet exchangers eru innri og ytri rör venjulega framleidd úr PTFE eða PFA (perfluoroalkoxy). Loki endinn er gerður með því að suða eða hita saman rörin tvö. Frjálsi endinn er opinn og innra rörið fer í gegnum slönguplötu eða ferrul. Ytra rörið er innsiglað gegn slönguplötunni með PTFE þéttingu eða O-hring sem gerir axial renna kleift og kemur í veg fyrir leka.

Það skal tekið fram að lausa enda bajonetrörsins verður að halda til að forðast titring. Í löngum byssuhólkum (td . 3-5 m) eru millistoðhringir eða skífur notaðir inni í skelinni til að stýra ytra rörinu án þess að hindra áshreyfingu. Án þessa stuðnings getur titringur af völdum flæðis- valdið sliti og ótímabæra bilun.

Samanburðartafla: Bayonet vs Fixed Tubesheet PTFE Exchanger Eiginleiki Bayonet Style PTFE Exchanger Fast Tubesheet PTFE Exchanger Tube Festing Einn endinn fastur, annar endinn frjáls til að hreyfast Báðir endar festir við rörplötur
Thermal Expansion Accommodation Inherent – ​​frjálsar endarrennibrautir; engin þörf á þenslutengingu Krefst fljótandi höfuðs, þensluliða eða mjög stuttra röra
Hægt að fjarlægja búnt Auðvelt að draga búnt frá einum enda án þess að trufla hyljarleiðsluna Erfiðlega þarf að taka í sundur báða enda Oft felur í sér að skiptarinn er fjarlægður af línunni
Stútar í Shell geta haldist fastir meðan búnt er fjarlægt. Losa þarf skipti eða færa
Inntak og úttak á sama enda Inntak og úttak á gagnstæðum endum (almennt)
Flæðisslóð inn og út um sammiðja rör (tvöföld-pípuáhrif) Bein í gegnum (eina leið) eða fjöl-gang með afturhlíf
Hitanýting Örlítið minni (LMTD leiðréttingarstuðull 0,85–0,95) Hærri (getur fengið raunverulegt mótflæði)
Meðaltal Max. Slöngurlengd Meðhöndlun og titringstakmörkuð hitaálag Takmörkuð af hitaþenslu (venjulega 1,5–2,5 m fyrir PTFE án þenslusamskeytis)
Gróðurþol Gott, búnturinn er aftengjanlegur til að þrífa Sanngjarnt - þrif tekur auka tíma úr notkun
Verð fyrir litlar einingar.Hóflega - ein slönguplötu, engin þenslutenging Neðri - Auðveldari samsetning fyrir stutt rör
Kostnaður við stórar/langar einingar Lægri – engin þörf á dýrum þenslumótumHærri – fljótandi höfuð eða þenslumót eykur kostnað
Hagnýt notkun fyrir Bayonet PTFE varmaskiptara
Í efnavinnslu og yfirborðsfrágangi er byssuhönnun valin fyrir fjölda sérhæfðra tilvika:

Alvarleg hitauppstreymi - Lotuaðferðir með nokkrum upphitunar- og kælingarlotum skiptis á hverjum degi. Frjálsu-rennibyssuhólkarnir leyfa þessar hjólreiðar án þess að byggja upp álag.

Gróðurþjónusta - Böð sem skilja eftir sig kalk, seyru eða lífræna húðun á hitaflutningsyfirborðinu. Það er mikilvægt að geta dregið búntinn fyrir vélræna eða efnafræðilega hreinsun með reglulegu millibili.

Árásargjarnt sýruumhverfi sem þarfnast PTFE - PTFE er efnafræðilega óvirkt og tilgreint fyrir árásargjarnar sýrur (td saltsýru, brennisteinssýru, flúorsýru). Bayonet hönnun dregur úr fjölda þéttinga og hugsanlegra leka bletta á rörhliðinni.

Takmarkað aðgangsrými - Þegar skipta þarf í gryfju, við vegg eða á stað þar sem ekki er hægt að ná í báða enda. Byssuskiptari er aðeins þjónustaður í öðrum endanum.

Endurnýjunaruppsetningar - Skipt um núverandi fastan rörplötuskipta með hitauppstreytuvandamálum Grunnorsök þessara bilana er fjarlægð með byssuhönnun.

Aftur á móti keppa fast rörplötukerfi enn um:

Lítil stutt skipti (rörlengd < 1,5 m) þegar varmaþensla er ekki tiltökumál.

Forrit án hitauppstreymis. Mjög hreinir vökvar.

Þegar hreint mótflæði er nauðsynlegt til að hámarka LMTD (td varmaendurheimt með nálgun hitastigs).

Verkefni með takmarkanir á fjárhagsáætlun þar sem lægsti fyrirframkostnaður er aðal drifkrafturinn.

Uppsetningar- og rekstrarsjónarmið
Það eru nokkrir hagnýtir þættir sem þarf að hafa í huga þegar tilgreint er PTFE varmaskipti í bajonet stíl.

Stuðningur við lausa enda. Frjálsi endi byssuhólksins ætti að vera studdur, en ekki þétt festur. Komið er í veg fyrir snertingu úr málmi-í-PTFE með PTFE slithylkjum eða litlum-núningshringum.

Hönnun innsigli - Renniþéttingin fyrir innkomu ytra rörsins inn í rörplötuna skal leyfa áshreyfingu án leka. Algengar eru PTFE varaþéttingar eða O-hringir með gorma.

Flæðisdreifing - Gakktu úr skugga um að hringlaga bilið sé nægilega stórt til að forðast of mikla þrýstingslækkun. Bilið er að jafnaði 2-5 mm, fer eftir þvermál rörs og flæðishraða.

Slöngur titringur - Stuðlar eða stuðningsplötur ættu að vera staðsettar með 0,5–1,0 metra millibili til að forðast titring af völdum hvirfils-. Stuðningarnar skulu leyfa axial rennibraut.

Athugaðu líka að hægt er að setja byssuskiptara í fjölmörgum fjölda í einni skel. Fjöl-bysnuhönnunin notar mikinn fjölda byssuhólka í takt, öll fest á sama slönguplötuna. Þetta fyrirkomulag gefur stórt svæði fyrir varmaflutning og aðgang að viðhaldi frá einum enda.

Niðurstaða