Vertikalni cevni toplotni izmenjevalnikiso stalnica v mnogih panogah. So preprosti, zanesljivi in široko dostopni. Vendar niso univerzalna rešitev in videli smo, da so določeni za napačne aplikacije večkrat, kot bi si želeli priznati.
Namestili smo vertikalne enote v kemičnih tovarnah, elektrarnah in obratih za predelavo hrane. Zamenjali smo tudi nekaj, ki so bili slabo zasnovani ali napačno uporabljeni. Evo, kaj smo se pravzaprav naučili.
V čem je navpična zasnova cevne pločevine drugačna
V navpičnem cevnem izmenjevalniku toplote je cevni snop usmerjen navpično. Cevna plošča je na vrhu ali dnu-ali včasih na obeh koncih-s cevmi, ki potekajo navpično skozi lupino.
Ključne razlike od horizontalnih modelov:
- Odvajanje kondenzata – gravitacija deluje za vas, ne proti vam. Kondenzat v kondenzacijskih napravah odteka navzdol in se ne zbira na površinah cevi.
- Naravna cirkulacija – učinki termičnega sifoniranja pomagajo pretoku, kar v nekaterih primerih zmanjša potrebe po črpalkah.
- Odstranjevanje usedlin – trdne snovi in usedline se ponavadi usedejo na dno, kjer se lahko zberejo ali odpihnejo.
Kompromis-:
- Odmik od višine – potrebujete navpični prostor, včasih ga je veliko
- Podpora za cevi – daljše navpične cevi potrebujejo vmesne podpore za preprečevanje povešanja in tresljajev
- Dostop za vzdrževanje – delo na navpičnem svežnju je lahko težje kot na vodoravnem na ravni tal
Dve pogosti konfiguraciji
Delamo z dvema glavnima vertikalnima dizajnoma:
Zgornje-nameščena cevna plošča (doltok):
- Tekočina vstopa na vrhu, teče navzdol skozi cevi
- Kondenzat odteka naravno
- Najboljše za: kondenzacijske naloge, kjer mora tekočina hitro izstopiti
- Najslabše za: storitve z ne{0}}kondenzirajočimi plini (zbirajo se na dnu)
Spodaj nameščena cevna plošča (navzgor):
Tekočina vstopa na dnu, teče navzgor skozi cevi
Bolje za vrenje ali izhlapevanje (hlapi uhajajo z vrha)
Najboljše za: reboilerje, uparjalnike
Najslabše za: storitve z suspendiranimi trdnimi snovmi (usedejo se na dnu in zamašijo dovod)
Uporabili smo oboje. Izbira je v celoti odvisna od faze vaše tekočine in kam želite, da gre para ali tekočina.
Kjer je navpični dizajn pravzaprav Excel
Na podlagi naših izkušenj s terena:
Kondenzacijske storitve
Kondenzat prosto odteka, kar zmanjša debelino tekočega filma na ceveh
Koeficienti prenosa toplote so običajno 15–25 % višji od horizontalnih pri isti storitvi
Videli smo, da navpični kondenzatorji prekašajo horizontalne v aplikacijah za kondenzacijo pare in ogljikovodikov
Storitve obraščanja (z razumnimi trdnimi snovmi)
Gravitacija pomaga, da usedline zdrsnejo s cevi ali se usedejo na dno
Spodnji odprtini za izpihovanje ali odvodnjavanje omogočajo redno odstranjevanje nabranih trdnih delcev
Intervali čiščenja so običajno 20–40 % daljši kot pri horizontalnih enotah v isti storitvi
Prostor{0}}omejena tla
Če je prostor omejen, se lahko navpične enote prilegajo tam, kjer vodoravne enote ne
Vertikalne izmenjevalnike smo vgradili v strojne prostore, kamor nobena horizontalna enota ne more priti
Kjer so navpične zasnove slabše
1. Storitve z visoko-vsebnostjo nekondenzirajočega plina
Ne{0}}kondenzacijske snovi se nagibajo k zbiranju na vrhu kondenzatorja navzdol, ki prekriva cevi in zmanjšuje prenos toplote
Pri uporabi navzgor se lahko kopičijo na vrhu in povzročijo vezavo hlapov
Potrebujete namenske zračnike na visokih točkah, kar pomeni večjo zapletenost
2. Visok{1}}storitve plina
Navpične cevi lahko zaradi učinkov navzkrižnega{0}}toka vibrirajo bolj kot vodoravne
Dodati smo morali dodatne opore za cevi, da preprečimo poškodbe zaradi vibracij
Nosilne plošče tudi zmanjšajo efektivno površino prenosa toplote
3. Storitve, ki zahtevajo pogoste notranje preglede
Dostop do navpičnega snopa je težji brez posebne dvižne opreme
Videli smo, da vzdrževalne ekipe odlašajo s pregledi, ker je dostop do zgornje cevne pločevine težaven
Naše praktične smernice za vzdrževanje:
Zagotovite prostor nad glavo za odstranitev snopa (vsaj 1,5-kratna dolžina cevi)
Zagotovite stalne dvižne točke ali namensko dvigalo
Namestite prehode ali inšpekcijske odprtine tako na vrhu kot na dnu-skoparjenje s spodnjimi vrati je pogosta napaka, ki smo jo videli
Ena stvar, ki jo vedno preverimo: razmik podpornih cevi
Če je nepodprta dolžina predolga, se navpične cevi lahko upogibajo pod lastno težo. To še posebej velja za tanko{1}}cevi in visoko-legirane materiale.
Naše specifikacije za podporo navpične cevi:
Največja nepodprta dolžina: 1,5–2,0 m za večino materialov
Uporabite vmesne podporne plošče (pregrade) na razmiku 1,0–1,5 m za daljše cevi
Preverite upogibno napetost cevi pod hidrostatično glavo
Kontrolni seznam izbire za navpične cevne izmenjevalnike
Preden določite navpično:
- Vrsta storitve – kondenzacija ali vrenje? Vertical se odlikuje po kondenzaciji. Za razumno ogrevanje/hlajenje je vodoravno lahko enako učinkovito.
- Ne{0}}kondenzacijske snovi – ali so prisotne? Če je odgovor pritrdilen, razmislite o vodoravni ali dodajte določbe za prezračevanje.
- Talna površina v primerjavi z višino – ali imate dovolj prostora za odstranitev cevi?
- Podpora cevi – preverite nepodprto dolžino glede na priporočila proizvajalca.
- Drenaža – ali se bo kondenz ali usedlina zbirala tam, kjer ju lahko odstranite?
- Dostop za vzdrževanje – ali imate žerjav ali dvigalo? Je zgornja glava dostopna?
- Material – visoko zlitine so lahko bolj nagnjene k upogibanju. Preverite.
- CIP zmogljivost – ali lahko čistilna tekočina doseže vse površine? Pri navpičnih enotah je to običajno lažje kot pri vodoravnih.