Condensador Tubos
Intercambiadores
1. Descripción del producto
Condensador de Carcasa y Tubos
El condensador de carcasa y tubos es uno de los tipos de intercambiador de calor más utilizados en las industrias química, farmacéutica y alimentaria. Consta de carcasa, haz de tubos (placas tubulares, tubos y deflectores), cabezales de canal, bocas de entrada y salida y soportes de silla. El medio de refrigeración —agua de refrigeración, salmuera fría o similar— circula por el lado de tubos o por el lado de carcasa, mientras que el vapor entra por el otro lado y se condensa en la pared del tubo o de la carcasa, cediendo su calor latente al medio de refrigeración para completar el proceso de condensación y enfriamiento.
Aplicable ampliamente a: condensación de reflujo en reactores, condensación para recuperación de disolventes, condensación de cabeza de columnas de destilación, condensación de vapor en sistemas de evaporación, enfriamiento y calentamiento de procesos, etc.
2. Principio de funcionamiento
Características del equipo: amplia aplicabilidad a numerosos servicios, idoneidad para presiónes relativamente altas, estructura sencilla y fiable, múltiples opciones de material para medios corrosivos y superficies de intercambio térmico fabricadas a medida.
El vapor entra en el condensador por la boca de entrada y circula por el lado de carcasa (o por el lado de tubos). El medio de refrigeración circula por el lado de tubos (o por el lado de carcasa) en dirección opuesta o cruzada. Cuando el vapor entra en contacto con la superficie más fría de la pared del tubo, cede calor latente y se condensa formando una película líquida sobre la pared, que desciende por gravedad y se descarga por la salida de condensado. Los deflectores instalados en el lado de carcasa guían el recorrido del flujo, aumentan la velocidad, mejoran la eficiencia de transferencia de calor y sirven de apoyo al haz de tubos. La disposición en contracorriente o flujo cruzado entre los dos fluidos maximiza la diferencia de temperatura para un intercambio eficaz.
3. Clasificación del sistema
| Tipo | Características | Aplicación |
|---|---|---|
| Tipo de placa tubular fija | Estructura sencilla, coste más bajo, haz de tubos no desmontable | Fluidos del lado de carcasa limpios o no corrosivos, sin necesidad de limpiar el exterior de los tubos, pequeña diferencia de temperatura |
| Tipo de cabezal flotante | Una placa tubular fija, el otro extremo puede flotar libremente, haz de tubos desmontable | Fluidos del lado de carcasa sucios o corrosivos, requiere limpieza del exterior de los tubos, gran diferencia de temperatura |
| Tipo de tubos en U | Haz de tubos en forma de U, una sola placa tubular, sin problemas de dilatación térmica | Apto para grandes diferencias de temperatura, menor número de tubos, limpieza interior limitada |
| Tipo de prensaestopas | Lado de carcasa conectado al cabezal mediante prensaestopas, haz de tubos desmontable | Presión del lado de carcasa no demasiado alta, requiere sustitución periódica del empaquetado |
| Según la disposición del flujo | Características | Aplicación |
|---|---|---|
| Condensación en el lado de carcasa | Vapor en el lado de carcasa, refrigerante en los tubos | La más común, fácil de conectar a la cabeza del reactor |
| Condensación en el lado de tubos | Vapor en los tubos, refrigerante en el lado de carcasa | Condensación de vapor a mayor presión, limpieza sencilla del lado de tubos |
4. Parámetros técnicos detallados
4.1 Materiales habituales y condiciones de aplicación
| Material | Calidad | Medios aplicables | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Acero al carbono | Acero de caldera Q235B/Q345R | Agua de refrigeración no corrosiva, fluido de proceso no corrosivo | Bajo coste, vida útil corta con medios corrosivos |
| Acero inoxidable304 | 0Cr18Ni9 | Medios levemente corrosivos, proceso químico general | Configuración estándar, buena relación calidad-precio |
| Acero inoxidable316L | 00Cr17Ni14Mo2 | Medios con cloruros, ácido acético, industria farmacéutica | Primera opción recomendada, excelente resistencia a la corrosión |
| Acero inoxidable321 | 0Cr18Ni11Ti | Condiciones de alta temperatura, resistencia a la corrosión intergranular | Apto por encima de 400 °C |
| Acero dúplex 2205 | 00Cr22Ni5Mo3N | Medios con cloruros, entornos de alta tensión | Larga vida útil en agua de refrigeración con cloruros |
| Titanio (TA2) | Titanio comercialmente puro | Medios fuertemente corrosivos (ácido clorhídrico, cloro húmedo) | Coste elevado, se selecciona según necesidad |
| Grafito | Grafito impregnado | Medios ácidos fuertes (ácido clorhídrico, ácido sulfúrico) | Aplicación especial, frágil |
| Vitrificado (revestimiento de vidrio) | Acero al carbono + revestimiento vítreo | Condensación de gases corrosivos | Limitado a condiciones específicas |
4.2 Especificaciones típicas del condensador de tubos
| Superficie de intercambio térmico (m²) | Diámetro de la carcasa (mm) | Especificación del tubo (mm) | Cantidad de tubos | Longitud del tubo (mm) | Presión del lado de carcasa (MPa) | Presión del lado de tubos (MPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1～5 | 159～325 | Φ25×2,5 | 13～60 | 1000～1500 | 0.1～0.6 | 0.1～0.6 |
| 5～15 | 325～500 | Φ25×2,5 | 60～130 | 1500～2000 | 0.1～0.6 | 0.1～0.6 |
| 15～30 | 500～700 | Φ25×2,5 | 130～250 | 2000～3000 | 0.1～0.6 | 0.1～0.6 |
| 30～60 | 700～900 | Φ25×2,5 | 250～450 | 3000～4000 | 0.1～0.6 | 0.1～0.6 |
| 60～120 | 900～1200 | Φ25×2,5 | 450～800 | 4000～6000 | 0.1～0.6 | 0.1～0.6 |
| 120～200 | 1200～1600 | Φ25×2,5 | 800～1400 | 5000～6000 | 0.1～0.6 | 0.1～0.6 |
Nota: las especificaciones anteriores son configuraciones habituales. El diseño real depende de las condiciones de proceso, las propiedades de los medios, los requisitos de presión, etc. Se admite personalización. Las especificaciones de tubo también incluyen Φ19×2, Φ38×3, etc.
4.3 Condiciones de diseño e indicadores de rendimiento
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Rango de presión de diseño | Vacío ~ 1,6 MPa (disponible mayor bajo pedido) |
| Rango de temperatura de diseño | -20 °C ~ 350 °C (según el material) |
| Coeficiente de transferencia de calor (típico) | 200～1200 W/(m²·K) (varía según los medios y el régimen de flujo) |
| Paso entre deflectores | 150～600 mm (normalmente 1/5～1/10 del diámetro de la carcasa) |
| Ventana del deflector | 15 %～45 % (normalmente 20 %～25 %) |
| Paso entre tubos | 25 mm (triangular) / 32 mm (cuadrado) para tubos Φ25 |
| Proceso de soldadura | Soldadura por arco con argón, ensayos no destructivos según GB/T 150 |
| Tratamiento de superficie | Interior: pasivado por decapado (acero inoxidable); exterior: pintura antioxidante |
| Tipo de soporte | Soporte de silla (extremo fijo + extremo deslizante) |
4.4 Parámetros eléctricos
| Región aplicable | Voltaje | Frecuencia |
|---|---|---|
| China/Rusia/Asia Central | 380V | 50Hz |
| Medio Oriente/Sudeste Asiático/África | 400V/415V | 50Hz |
| Corea del Sur | 380V | 60Hz |
| América (si se requiere) | 440V/480V | 60Hz |
Nota: los condensadores de carcasa y tubos estándar no tienen requisitos eléctricos. Los parámetros eléctricos solo aplican cuando se equipan con trazado eléctrico o instrumentación. Especifique la tensión y la frecuencia locales cuando se seleccionen las opciones correspondientes.
5. Selección de componentes principales
| Componente | Marcas habituales | Características y aplicación |
|---|---|---|
| Junta | Garlock, Flexitallic, nacionales de calidad | EPDM para uso general; FKM para alta temperatura/corrosión; envolvente de PTFE para corrosión fuerte |
| Instrumentación (opcional) | Siemens, E+H, marcas locales de calidad | Sensor de temperatura, manómetro para monitorización |
| Junta de dilatación (opcional) | Marcas nacionales de calidad | Tipo de fuelle, absorbe la dilatación térmica |
| Válvula de seguridad (opcional) | Shanghai Valve, Zhonghe Sufa | Ajustada a1.05～1.1veces la presión de diseño |
| Válvula de purga / válvula de drenaje | Marcas locales de calidad | Para purgar gases no condensables y drenar el condensado |
El cliente puede especificar sus marcas preferidas. En el caso de equipos de segunda mano, la disponibilidad depende del inventario.
6. Campos de aplicación típicos
Industria química: condensación de reflujo en reactores, recuperación de disolventes, condensación de cabeza de columnas de destilación, condensación en sistemas de evaporación
Industria farmacéutica: condensación en procesos de síntesis de API, recuperación de disolventes, condensación de licor madre de cristalización (disponibles materiales conformes a GMP)
Industria alimentaria: condensación en evaporación y concentración, recuperación por condensación de vapor
Petroquímica: condensación en procesos de refinación, condensación de vapores de hidrocarburos
Nuevas energías: condensación en el proceso de electrolitos para baterías de litio
Medio ambiente: recuperación por condensación de COV, tratamiento por condensación de gases residuales
7. Normas de diseño y certificaciones
| Estándar | Descripción |
|---|---|
| GB/T150-2011 | Recipientes a presión (China) |
| GB/T151-2014 | Intercambiadores de calor de carcasa y tubos (China) |
| NB/T47003.1-2009 | Recipientes atmosféricos de acero soldado (para condiciones atmosféricas) |
| ISO9001:2015 | Sistema de gestión de calidad |
| TEMA | Norma de la Tubular Exchanger Manufacturers Association (internacional) |
| ASME VIII | Recipientes a presión (disponible bajo pedido para el mercado de América) |
| CE | Disponible bajo pedido para pedidos internacionales (PED 2014/68/UE) |
| EAC | Disponible bajo pedido para los mercados de Rusia y Asia Central |
| GOST-R | Disponible bajo pedido para el mercado ruso |
8. Configuraciones opcionales personalizadas
| Opción | Detalles |
|---|---|
| Tipo de intercambiador de calor | Placa tubular fija / cabezal flotante / tubos en U / prensaestopas |
| Disposición del flujo | Condensación en el lado de carcasa / condensación en el lado de tubos |
| Especificaciones de los tubos | Φ19×2 / Φ25×2,5 / Φ38×3 (el espesor de pared varía con la presión) |
| Material de los tubos | Acero al carbono / acero inoxidable / acero dúplex / titanio / cobre |
| Material de la carcasa | Acero al carbono / acero inoxidable / acero dúplex |
| Material de la placa tubular | Acero al carbono + chapado / acero inoxidable / chapado de titanio |
| Tipo de deflector | Deflector segmentado / deflector de disco y corona / deflector de varillas (para baja pérdida de carga) |
| Tratamiento de superficie | Pasivado por decapado interior, pintura antioxidante exterior o chorreado con arena |
| Aislamiento | Aislamiento de lana de roca / silicato de aluminio + revestimiento de acero inoxidable o chapa de acero |
| Instrumentación | Sensor de temperatura, manómetro, vaina para termómetro |
| Accesorios de seguridad | Válvula de seguridad, válvula de purga, válvula de drenaje |
| Junta de dilatación | Junta de dilatación de fuelle (para tipo de placa tubular fija con gran diferencia de temperatura) |
| Diseño antisísmico | Cálculo y refuerzo sísmico (para zonas propensas a terremotos) |
9. Condiciones de garantía
| Estado del equipo | Período de garantía | Alcance de la garantía |
|---|---|---|
| Equipo nuevo | 12meses | Carcasa, haz de tubos, placas tubulares, cabezales, bocas, juntas |
| Equipo reacondicionado | 6meses | Carcasa, haz de tubos, placas tubulares, cabezales, bocas, juntas |
| Equipos de segunda mano (suministro tal cual) | 3meses | Componentes funcionales principales |
Las condiciones finales de garantía están sujetas al contrato. Todos los pedidos incluyen guía de instalación y asistencia remota para la puesta en marcha.
10. Embalaje y entrega
| Artículo | Método de embalaje |
|---|---|
| Cuerpo del condensador | Embalaje desnudo con fijación mediante flejes de acero, protección de las caras de brida, tapones en las bocas |
| Juntas de repuesto | Embalaje impermeable sellado en caja de cartón |
| Accesorios pequeños | Embalaje en caja de cartón o de madera |
Estimación de capacidad de contenedor (solo referencia, sujeta a la configuración real):
Condensador de menos de 5 m²: aproximadamente 2-4 unidades por contenedor 20'GP
Condensador de 5～15 m²: aproximadamente 1-2 unidades por 20'GP
Condensador de 15～30 m²: aproximadamente 1 unidad por 40'GP o 1×40'OT
Condensador de 30～60 m²: 1×40'OT o buque granelero
Condensador de más de 60 m²: buque granelero o contenedor de plataforma
Servicio de instalación: se dispone de guía de instalación in situ. Pueden enviarse técnicos (los gastos de viaje y alojamiento corren a cargo del comprador).
11. Información requerida para la consulta
Para obtener un presupuesto exacto, facilite la siguiente información:
Función del proceso (condensación de reflujo / recuperación de disolventes / condensación de cabeza / refrigeración)
Medio a condensar (nombre del vapor, composición, caudal o carga de condensación en kg/h o kW)
Tipo de medio de refrigeración (agua de refrigeración / salmuera fría / otro) y temperaturas de entrada y salida
Preferencia de disposición del flujo: condensación en el lado de carcasa / condensación en el lado de tubos
Presión de trabajo en los lados de carcasa y de tubos (positiva y negativa)
Requisito de superficie de intercambio térmico (si se conoce) o datos de cálculo de proceso
Requisitos de material para carcasa, tubos y placa tubular
Preferencia de tipo de intercambiador (placa tubular fija / cabezal flotante / tubos en U)
Si se necesita aislamiento
Si se necesita instrumentación (temperatura, presión)
Si se necesita válvula de seguridad
Tensión y frecuencia locales (si se requiere trazado eléctrico o instrumentación)
Preferencia de estado del equipo: nuevo / reacondicionado / de segunda mano
Rango de presupuesto y marca preferida (si procede)
Condiciones de entrega: FOB/CIF/DDP
Puerto de destino o dirección de entrega (para el cálculo del flete)