Кожухотрубный конденсатор
Теплообменники
1. Обзор продукта
Кожухотрубный конденсатор
Кожухотрубный конденсатор — один из наиболее широко применяемых теплообменников в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях. Состоит из корпуса, пучка труб (трубная решётка, трубы, перегородки), передней и задней крышек, патрубков входа/выхода и седловых опор. Охлаждающая среда (охлаждающая вода, рассол и др.) протекает через трубное или межтрубное пространство, а пар поступает с другой стороны и конденсируется в жидкость на поверхности труб или стенке корпуса, отдавая скрытую теплоту охлаждающей среде; так осуществляется процесс конденсации и охлаждения.
Широко применяется для: конденсации флегмы в реакторах, конденсации при рекуперации растворителей, конденсации в верхней части ректификационных колонн, конденсации пара в системах выпаривания, технологического охлаждения и нагрева и др.
2. Принцип работы
Особенности оборудования: широкая область применения, работа в различных условиях эксплуатации, способность выдерживать относительно высокое давление, простая и надёжная конструкция, различные варианты исполнения под разные агрессивные среды, изготовление с требуемой площадью теплообмена.
Пар поступает в конденсатор через входной патрубок и протекает через межтрубное (или трубное) пространство. Охлаждающая среда протекает по трубам (или в межтрубном пространстве) в противоточном или перекрёстном направлении. При контакте пара с более холодной поверхностью трубы он отдаёт скрытую теплоту и конденсируется в жидкую плёнку на стенке, которая затем стекает под действием гравитации и удаляется через патрубок конденсата. Перегородки в межтрубном пространстве направляют поток межтрубной среды, увеличивают скорость потока, повышают эффективность теплообмена и поддерживают пучок труб. Противоточное или перекрёстное расположение двух сред максимизирует разность температур для эффективного теплообмена.
3. Классификация систем
| Тип | Особенности | Применение |
|---|---|---|
| С неподвижными трубными решётками | Простая конструкция, низкая стоимость, пучок труб несъёмный | Межтрубная среда чистая или неагрессивная, нет необходимости чистить наружную поверхность труб, небольшая разность температур |
| С плавающей головкой | Одна решётка неподвижна, другой конец свободно плавает, пучок труб съёмный | Межтрубная среда загрязнена или агрессивна, требуется чистка наружной поверхности труб, большая разность температур |
| U-образные трубы | Пучок труб U-образной формы, одна трубная решётка, нет проблем с тепловым расширением | Подходит для больших разностей температур, меньше труб, ограничена чистка внутренней поверхности труб |
| С сальниковым уплотнением | Межтрубное пространство соединено с крышкой через сальниковое уплотнение, пучок труб съёмный | Давление в межтрубном пространстве не слишком высокое, требуется периодическая замена сальника |
| По схеме движения | Особенности | Применение |
|---|---|---|
| Конденсация в межтрубном пространстве | Пар в межтрубном пространстве, охладитель в трубах | Наиболее распространённая, удобно подключать к верхней части реактора |
| Конденсация в трубах | Пар в трубах, охладитель в межтрубном пространстве | Конденсация пара при более высоком давлении, удобная чистка трубного пространства |
4. Подробные технические параметры
4.1 Стандартные материалы и условия применения
| Материал | Марка | Применимые среды | Примечания |
|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь | Q235B/Q345R | Неагрессивная охлаждающая вода, неагрессивная технологическая среда | Низкая стоимость, короткий срок службы при агрессивных средах |
| Нержавеющая сталь 304 | 0Cr18Ni9 | Слабоагрессивные среды, общий химический процесс | Стандартная конфигурация, хорошее соотношение цены и качества |
| Нержавеющая сталь 316L | 00Cr17Ni14Mo2 | Среды с хлорид-ионами, уксусная кислота, фармацевтика | Рекомендуется как первый выбор, отличная коррозионная стойкость |
| Нержавеющая сталь 321 | 0Cr18Ni11Ti | Высокотемпературные условия, межкристаллитная коррозия | Подходит выше 400°C |
| Дуплексная сталь 2205 | 00Cr22Ni5Mo3N | Среды с хлорид-ионами, высокие напряжения | Длительный срок службы в охлаждающей воде с хлоридами |
| Титан (ТА2) | Технически чистый титан | Сильноагрессивные среды (соляная кислота, влажный хлор) | Высокая стоимость, по запросу |
| Графит | Пропитанный графит | Сильнокислые среды (соляная кислота, серная кислота) | Специальное применение, хрупкий |
| Эмалированный | Углеродистая сталь + эмалевое покрытие | Конденсация агрессивных газов | Ограничено специфическими условиями |
4.2 Типовые характеристики кожухотрубного конденсатора
| Площадь теплообмена (м²) | Диаметр корпуса (мм) | Труба (мм) | Количество труб | Длина труб (мм) | Давление межтрубное (МПа) | Давление трубное (МПа) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Примечание: Вышеуказанные спецификации являются типовыми конфигурациями. Фактический расчёт зависит от технологических условий, свойств сред, требований к давлению и др. Возможно изготовление на заказ. Трубы также бывают Φ19×2, Φ38×3 и др.
4.3 Расчётные условия и показатели
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Диапазон расчётного давления | Вакуум ～ 1.6 МПа (выше по запросу) |
| Диапазон расчётной температуры | -20°C ～ 350°C (зависит от материала) |
| Коэффициент теплопередачи (типичный) | 200～1200 Вт/(м²·К) (зависит от сред и схемы) |
| Шаг перегородок | 150～600 мм (обычно 1/5～1/10 диаметра корпуса) |
| Вырез перегородки | 15%～45% (обычно 20%～25%) |
| Шаг труб | 25 мм (треугольный) / 32 мм (квадратный) для труб Φ25 |
| Сварка | Аргонодуговая сварка, контроль по GB/T 150 |
| Обработка поверхности | Внутри: травление и пассивация (нержавеющая сталь); Снаружи: антикоррозионная краска |
| Тип опор | Седловые опоры (неподвижная + скользящая) |
4.4 Электрические параметры
| Регион | Напряжение | Частота |
|---|---|---|
| Китай/Россия/Центральная Азия | 380В | 50Гц |
| Ближний Восток/Юго-Вост. Азия/Африка | 400В / 415В | 50Гц |
| Южная Корея | 380В | 60Гц |
| Америка (при необходимости) | 440В / 480В | 60Гц |
Примечание: Стандартный кожухотрубный конденсатор не требует электропитания. Электрические параметры относятся только к случаям оснащения электроподогревом или приборами. Укажите местное напряжение и частоту при выборе соответствующих опций.
5. Подбор основных компонентов
| Компонент | Распространённые бренды | Особенности и применение |
|---|---|---|
| Прокладка | Garlock, Flexitallic, качественные отечественные | EPDM для общих; FKM для высоких температур/коррозии; PTFE-оболочка для сильной коррозии |
| Приборы (опция) | Siemens, E+H, качественные местные бренды | Датчик температуры, манометр для мониторинга |
| Компенсатор (опция) | Качественные местные бренды | Сильфонный тип, компенсирует тепловое расширение |
| Предохранительный клапан (опция) | Shanghai Valve, Zhonghe Sufa | Настройка на 1.05～1.1 расчётного давления |
| Вентиль сброса воздуха / Дренажный клапан | Качественные местные бренды | Для сброса неконденсирующихся газов и дренажа конденсата |
Предпочтения по брендам могут быть указаны заказчиком. Для восстановленного оборудования наличие зависит от складских запасов.
6. Типичные области применения
Химическая промышленность: конденсация флегмы в реакторах, рекуперация растворителей, конденсация в верхней части ректификационных колонн, конденсация в системах выпаривания
Фармацевтическая промышленность: конденсация в процессе синтеза АФИ, рекуперация растворителей, конденсация маточных растворов кристаллизации (материалы по стандартам GMP)
Пищевая промышленность: конденсация при выпаривании и концентрировании, конденсация и рекуперация пара
Нефтехимия: конденсация в процессах переработки, конденсация углеводородных паров
Новая энергетика: конденсация в процессах электролита литиевых батарей
Экология: конденсация и рекуперация ЛОС, конденсационная обработка отходящих газов
7. Стандарты проектирования и сертификация
| Стандарт | Описание |
|---|---|
| GB/T 150-2011 | Сосуды под давлением (Китай) |
| GB/T 151-2014 | Кожухотрубные теплообменники (Китай) |
| NB/T 47003.1-2009 | Сварные стальные сосуды атмосферного давления |
| ISO 9001:2015 | Система менеджмента качества |
| TEMA | Стандарт Ассоциации производителей трубчатых теплообменников (международный) |
| ASME VIII | Сосуды под давлением (по запросу для рынка Америки) |
| CE | По запросу для международных заказов (Директива PED 2014/68/EU) |
| EAC | По запросу для рынка России и Центральной Азии |
| GOST-R | По запросу для российского рынка |
8. Дополнительные опции на заказ
| Опция | Подробности |
|---|---|
| Тип теплообменника | С неподвижными решётками / С плавающей головкой / U-образный / С сальниковым уплотнением |
| Схема движения | Конденсация в межтрубном пространстве / Конденсация в трубах |
| Трубы | Φ19×2 / Φ25×2.5 / Φ38×3 (толщина стенки зависит от давления) |
| Материал труб | Углеродистая сталь / Нержавеющая сталь / Дуплексная сталь / Титан / Медь |
| Материал корпуса | Углеродистая сталь / Нержавеющая сталь / Дуплексная сталь |
| Материал трубной решётки | Углеродистая сталь + плакировка / Нержавеющая сталь / Титановая плакировка |
| Тип перегородок | Сегментные / «диск–кольцо» / стержневые (для низкого гидравлического сопротивления) |
| Обработка поверхности | Внутреннее травление и пассивация, наружная антикоррозионная краска или пескоструйная обработка |
| Теплоизоляция | Минеральная вата / алюмосиликатная изоляция + обшивка из нержавеющей или оцинкованной стали |
| Приборы | Датчик температуры, манометр, гильза термометра |
| Предохранительные устройства | Предохранительный клапан, вентиль сброса воздуха, дренажный клапан |
| Компенсатор | Сильфонный компенсатор (для типа с неподвижными решётками при большой разности температур) |
| Сейсмическое проектирование | Сейсмический расчёт и усиление (для сейсмоопасных районов) |
9. Условия гарантии
| Статус оборудования | Гарантийный срок | Гарантийный объём |
|---|---|---|
| Новое оборудование | 12 месяцев | Корпус, пучок труб, трубные решётки, крышки, патрубки, прокладки |
| Восстановленное оборудование | 6 месяцев | Корпус, пучок труб, трубные решётки, крышки, патрубки, прокладки |
| Бывшее в употреблении (поставка «как есть») | 3 месяца | Основные функциональные компоненты |
Окончательные гарантийные условия определяются договором. Все заказы включают руководство по монтажу и дистанционную пусконаладку.
10. Упаковка и доставка
| Позиция | Способ упаковки |
|---|---|
| Корпус конденсатора | Поставка без обрешётки с креплением стальными лентами, защита фланцев, заглушки на патрубках |
| Запасные прокладки | Влагозащитная упаковка в картоне |
| Мелкие комплектующие | Картонная или деревянная коробка |
Оценка вместимости контейнера (только для справки, зависит от фактической комплектации):
Конденсатор до 5 м²: примерно 2-4 штуки в контейнере 20'GP
Конденсатор 5～15 м²: примерно 1-2 штуки в 20'GP
Конденсатор 15～30 м²: примерно 1 штука в 40'GP или 1×40'OT
Конденсатор 30～60 м²: 1×40'OT или перевозка навалом
Конденсатор более 60 м²: перевозка навалом или контейнер-платформа
Монтажная служба: руководство по монтажу на объекте. Возможна командировка технического специалиста (расходы на проезд и проживание за счёт покупателя).
11. Информация для запроса коммерческого предложения
Для получения точного коммерческого предложения предоставьте следующую информацию:
Технологическая функция (конденсация флегмы / рекуперация растворителей / конденсация в верхней части колонны / охлаждение)
Конденсируемая среда (наименование пара, состав, расход или тепловая нагрузка в кг/ч или кВт)
Тип охлаждающей среды (охлаждающая вода / рассол / другая) и температура на входе/выходе
Предпочтение по схеме движения: конденсация в межтрубном / конденсация в трубном пространстве
Рабочее давление в межтрубном и трубном пространстве (избыточное и вакуум)
Требуемая площадь теплообмена (если известна) или данные для расчёта
Требования к материалу корпуса, труб, трубной решётки
Предпочтение по типу теплообменника (неподвижные решётки / плавающая головка / U-образный)
Необходимость теплоизоляции
Необходимость приборов (температура, давление)
Необходимость предохранительного клапана
Местное напряжение и частота (при электроподогреве или приборах)
Предпочтение по статусу оборудования: Новое / Восстановленное / Бывшее в употреблении
Диапазон бюджета и предпочтения по брендам (при наличии)
Условия поставки: FOB/CIF/DDP
Порт назначения или адрес доставки (для расчёта стоимости фрахта)