مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز U-Type در مقابل W-Type: کدام مسیر جریان متناسب با چیدمان کارخانه شما است؟

بازیابی حرارت گازهای دودکش صنعتی تنها یک مشکل محاسبه حرارتی نیست. همچنین یک مشکل چیدمان گیاه است. مسیر جریان یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز بر مسیریابی کانال، ردپای تجهیزات، مقاومت فن، دسترسی به تعمیر و نگهداری، تجمع خاکستر و هزینه نصب تأثیر می‌گذارد. A مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U اغلب زمانی انتخاب می‌شود که مسیر گاز باید در یک فضای فشرده معکوس شود، در حالی که طراحی نوع W معمولاً زمانی در نظر گرفته می‌شود که مسیر جریان داخلی طولانی‌تر و استفاده از ناحیه انتقال حرارت بالاتر مورد نیاز باشد.

غذای آماده کلیدی

●  الف مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U برای چیدمان های فشرده مناسب است.

●  طراحی U-Type برای معکوس کردن جهت گاز عملی است.

●  طراحی W-Type مسیر گاز داخلی طولانی تری را ارائه می دهد.

●  چیدمان کارخانه به شدت بر انتخاب مسیر جریان تأثیر می گذارد.

●  افت فشار باید قبل از طراحی نهایی بررسی شود.

●  خطر رسوب می تواند ساختار ترجیحی را تغییر دهد.

●  طراحی مسیر جریان سفارشی اغلب برای گازهای دودکش صنعتی مورد نیاز است.

 

آشنایی با مسیرهای جریان U-Type و W-Type

آنچه یک مسیر جریان U-Type را تعریف می کند

الف مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U از یک مسیر گاز داخلی استفاده می کند که در آن جریان وارد مبدل می شود، داخل بدنه می چرخد ​​و در جهت معکوس یا همان سمت خارج می شود. این ساختار زمانی مفید است که مجرای خارجی به دلیل دیوارها، سکوها، تجهیزات فرآیند یا خطوط گاز دودکش موجود در یک خط مستقیم قابل گسترش نباشد. در پروژه‌های مقاوم‌سازی، یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U می‌تواند نیاز به زانویی اضافی، کانال‌های انتقال طولانی و تغییرات عمده چیدمان را کاهش دهد.

آنچه یک مسیر جریان W-Type را تعریف می کند

یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع W از تغییرات جهتی متعدد در داخل مبدل استفاده می کند و مسیر گاز طولانی تری نسبت به آرایش مستقیم مستقیم یا U-Type ایجاد می کند. مسیر W شکل می تواند زمان ماندن گاز را افزایش دهد و زمانی که افت فشار مجاز کافی باشد، استفاده از ناحیه انتقال حرارت را بهبود بخشد. با این حال، در مقایسه با مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U ، طراحی نوع W معمولاً به ارزیابی دقیق‌تری از مقاومت جریان و مناطق رسوب خاکستر نیاز دارد.

چرا انتخاب مسیر جریان بر کل سیستم تأثیر می گذارد؟

مسیر جریان نحوه اتصال مبدل به کانال ها، نحوه توزیع سرعت گاز و میزان نیروی فن مورد نیاز را تعیین می کند. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U ممکن است زمانی که مجرای ورودی و خروجی باید نزدیک به هم یا در یک سمت تجهیزات باقی بمانند، بهتر جا بیفتد. هنگامی که کارخانه فضای نصب کافی داشته باشد و پروژه نیاز به مسیر انتقال حرارت طولانی تری داشته باشد، طراحی نوع W ممکن است ترجیح داده شود.

 

فاکتورهای چیدمان گیاه که بر انتخاب تأثیر می گذارد

الزامات ورودی و خروجی همان سمت

یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U اغلب زمانی مناسب است که ورودی و خروجی گاز داغ باید در یک طرف یا در یک منطقه اتصال محدود قرار گیرند. این نیاز اغلب در کارخانه‌های موجود که مسیر اصلی کانال را نمی‌توان بدون وقفه در تولید یا بازسازی سازه‌های فولادی تغییر داد، ظاهر می‌شود. با معکوس کردن مسیر گاز در داخل، یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U می تواند سیستم مجرای خارجی را ساده تر و فشرده تر نگه دارد.

ردپای موجود و جهت گیری تجهیزات

ردپای موجود تعیین می کند که آیا مبدل را می توان به صورت افقی، عمودی، نزدیک دیوار، بالای سکو یا در کنار مجرای موجود قرار داد. یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U معمولاً در مواقعی که فضا محدود است انعطاف پذیرتر است زیرا مسیر جریان را می توان در اطراف محدودیت سایت مرتب کرد. سازه‌های نوع W ممکن است به طول تجهیزات بیشتر یا ناحیه نصب بازتر برای تطبیق مسیر گاز و هندسه اتصال طولانی‌تر نیاز داشته باشند.

پیچیدگی مسیریابی و نصب کانال

مسیریابی کانال بر کاهش فشار، هزینه ساخت، پشتیبانی از فولاد و زمان نصب در میدان تأثیر می گذارد. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U می تواند چرخش مجرای خارجی را زمانی که فرآیند از قبل نیاز به تغییر جهت گاز داشته باشد، کاهش دهد. طراحی W-Type می تواند در تاسیسات جدیدی که مسیریابی کانال همراه با طرح مبدل از ابتدا برنامه ریزی شده است، موثر باشد.

 

مقایسه عملکرد مهندسی

افت فشار و قدرت فن

افت فشار یکی از مهم ترین تفاوت های طراحی U-Type و W-Type است. یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U اغلب مسیر داخلی کوتاه تری نسبت به طراحی نوع W دارد، اما مقاومت واقعی همچنان به فاصله کانال، سرعت گاز، هندسه صفحه و چگالی گاز بستگی دارد. مسیرهای جریان نوع W می توانند افت فشار بیشتری را زمانی که مسیر گاز طولانی تر است ایجاد کنند، بنابراین ظرفیت فن و مقاومت عملکرد باید قبل از انتخاب بررسی شود.

راندمان انتقال حرارت

هنگامی که مسیر طولانی تر زمان تماس را افزایش می دهد و استفاده از سطح را بهبود می بخشد، طراحی W-Type می تواند عملکرد انتقال حرارت قوی تری را ارائه دهد. یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U همچنان می‌تواند به بازده بازیابی پایدار دست یابد که وظیفه گرما، سطح صفحه و توزیع گاز به درستی طراحی شده باشد. راندمان را نباید فقط با شکل جریان قضاوت کرد، زیرا عملکرد واقعی به LMTD، فاکتور رسوب، خواص گاز و دمای خروجی مجاز نیز بستگی دارد.

رسوب گیری و رسوب خاکستر

گازهای دودکش صنعتی اغلب گرد و غبار، دوده، خاکستر، ذرات چسبنده یا اجزای قابل تراکم را حمل می کنند. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U باید با فاصله کانال و سرعت گاز مناسب برای کاهش رسوبات نزدیک مناطق چرخشی طراحی شود. مسیرهای نوع W به توجه مشابهی نیاز دارند زیرا تغییرات جهتی متعدد ممکن است مناطقی با سرعت کم محلی ایجاد کند که ذرات می توانند در آن ته نشین شوند.

 

زمان انتخاب هر مسیر جریان

وقتی U-Type مناسب تر است

یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U اغلب زمانی که چیدمان نیروگاه به تغییر جهت گاز در یک منطقه تجهیزات فشرده نیاز دارد، مناسب تر است. همچنین زمانی که مجرای ورودی و خروجی به دلیل کانال‌های موجود، ستون‌های ساختمان، راهروها یا تجهیزات فرآیندی باید به هم نزدیک باشند، عملی است. برای بازیابی گرمای گاز دودکش، یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U می‌تواند نصب را ساده‌تر کند در حالی که نیازهای حرارتی و افت فشار را برآورده می‌کند.

وقتی W-Type مناسب تر است

طراحی W-Type زمانی مناسب است که سیستم به مسیر گاز طولانی‌تری نیاز داشته باشد و نیروگاه فضای کافی برای چیدمان جریان بزرگتر یا پیچیده‌تر داشته باشد. زمانی که نیاز به بازیابی حرارت بالاتر است و سیستم فن می تواند مقاومت اضافی را تحمل کند، می توان آن را در نظر گرفت. انتخاب نوع W باید شامل بررسی دقیق توزیع سرعت، رفتار رسوب‌کردن و دسترسی به تمیز کردن باشد.

هنگامی که یک مسیر جریان سفارشی مورد نیاز است

بسیاری از پروژه های صنعتی را نمی توان تنها با انتخاب یک طرح استاندارد U-Type یا W-Type حل کرد. به یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز سفارشی شده نیاز باشد. هنگامی که نرخ جریان گاز، محدوده دما، جهت مجرا یا خطر خوردگی محدودیت‌های خاصی ایجاد می‌کند، ممکن است طراحی سفارشی می تواند فاصله صفحات، ترتیب عبور، موقعیت نازل، درجه مواد، محل پورت بازرسی و اندازه کلی تجهیزات را تنظیم کند.

داده های طراحی قبل از انتخاب نهایی مورد نیاز است

مشخصات نرخ جریان و دما گاز

نرخ جریان گاز سرد و گرم ظرفیت گرمایی، سرعت گاز، اندازه کانال و حجم تجهیزات را تعیین می کند. برای یک مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U ، مهندسان معمولاً به جای تنها یک نقطه طراحی، به داده‌های جریان عادی، حداقل و حداکثر نیاز دارند. دمای ورودی، دمای خروجی هدف و نوسانات احتمالی عملیات باید قبل از نهایی شدن منطقه انتقال حرارت تأیید شود.

ترکیب گاز و خطر خوردگی

ترکیب گاز دودکش بر انتخاب مواد، خطر خوردگی نقطه شبنم، تمایل به رسوب گیری و عمر مفید تأثیر می گذارد. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U که با اکسیدهای گوگرد، کلریدها، فلوریدها، رطوبت یا بخار اسیدی کار می کند باید با حاشیه خوردگی مناسب و دمای دیواره ایمن طراحی شود. اگر دمای خروجی خیلی پایین باشد، ممکن است میعانات اسیدی روی سطح انتقال حرارت ایجاد شود و به مبدل آسیب برساند.

حد افت فشار و رابط کانال

افت فشار مجاز باید قبل از نهایی شدن ساختار مبدل تعریف شود. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U ممکن است برای کاهش پیچیدگی مجرای خارجی انتخاب شود، اما مقاومت داخلی همچنان باید با ظرفیت فن موجود مطابقت داشته باشد. ابعاد کانال، نوع فلنج، جهت ورودی، جهت خروجی، موقعیت پشتیبانی و فضای نگهداری باید همراه با طراحی حرارتی بررسی شود.

 

ملاحظات عملی چیدمان و نگهداری

دسترسی تعمیر و نگهداری در اطراف مبدل

دسترسی به تعمیر و نگهداری باید قبل از نهایی کردن جهت گیری تجهیزات برنامه ریزی شود. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U می‌تواند اتصالات کانال مهمی را در یک منطقه فشرده قرار دهد، اما درهای بازرسی و نقاط تمیز کردن هنوز به فضای خالی کافی نیاز دارند. اگر دسترسی توسط سکوها، دیوارها یا سایر تجهیزات مسدود شود، حتی یک طراحی حرارتی خوب نیز می تواند در دراز مدت کارکرد آن دشوار شود.

استراتژی تمیز کردن گازهای دودکش گرد و غباری

کاربردهای گاز دودکش غبارآلود نیاز به دسترسی عملی به تمیز کردن و سرعت مناسب گاز داخلی دارند. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U باید از مناطق چرخشی بسیار کم سرعت که ممکن است خاکستر انباشته شده و ناحیه انتقال حرارت موثر را کاهش دهد اجتناب کند. روش های تمیز کردن، فواصل بازرسی و بخش های مجرای قابل جابجایی باید در طراحی چیدمان به جای پس از نصب در نظر گرفته شوند.

انبساط حرارتی و پایداری سازه

عملیات در دمای بالا باعث ایجاد انبساط حرارتی در صفحات، جوش ها، پوشش ها و اتصالات کانال می شود. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U نیاز به انبساط مناسب دارد زیرا چرخش داخلی و اتصال مجرای خارجی ممکن است چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر را تجربه کنند. پایداری سازه به استحکام مواد، کیفیت جوش، طراحی ساپورت و توانایی جذب حرکت مرتبط با دما بستگی دارد.

نتیجه گیری

مسیرهای جریان U-Type و W-Type انتخاب های رقابتی با یک برنده جهانی نیستند. آنها گزینه های مهندسی برای طرح های مختلف کارخانه و شرایط عملیاتی هستند. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U عموماً برای نصب فشرده، معکوس کردن جهت گاز، اتصال کانال یک طرفه و پروژه‌های مقاوم‌سازی مناسب است، در حالی که طراحی نوع W اغلب زمانی در نظر گرفته می‌شود که مسیر گاز طولانی‌تر و استفاده از ناحیه انتقال حرارت بالاتر مورد نیاز باشد. برای پروژه‌هایی که شامل گاز دودکش با دمای بالا، فضای محدود، اجزای خورنده، اگزوز غبارآلود، یا محدودیت‌های شدید افت فشار هستند، شرکت تجهیزات تبادل حرارتی نانجینگ پراندتل می‌تواند یک مبدل حرارتی پلاتولار از نوع U به گاز یا طراحی نوع W را با توجه به داده‌های فرآیند واقعی و شرایط سایت ارزیابی کند.

 

سوالات متداول

مبدل حرارتی پلاتولی گاز به گاز نوع U چیست؟

یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U مبدل حرارتی صفحه جوش داده شده است که در آن جریان گاز در داخل بدنه مبدل تغییر جهت می دهد. مسیر داخلی U شکل به کانال های ورودی و خروجی اجازه می دهد تا با انعطاف پذیری بیشتری در طرح های فشرده کارخانه چیده شوند. معمولاً برای بازیابی حرارت گازهای دودکش صنعتی استفاده می شود که در آن دو جریان گاز باید از هم جدا باقی بمانند.

چه زمانی باید طرح U-type انتخاب شود؟

یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U باید در نظر گرفته شود زمانی که محل نیاز به تغییر جهت گاز، اتصال مجرای یک طرفه یا ردپای نصب فشرده دارد. این به ویژه در پروژه های مقاوم سازی که در آن کانال های موجود نمی توانند به راحتی مرتب شوند، کاربردی است. انتخاب نهایی همچنان باید وظیفه گرما، افت فشار، خطر رسوب گیری و دسترسی تعمیر و نگهداری را بررسی کند.

آیا W-Type از U-Type کارآمدتر است؟

طراحی نوع W ممکن است پتانسیل انتقال حرارت بالاتری را ارائه دهد زمانی که مسیر گاز طولانی‌تر آن استفاده از سطح را افزایش می‌دهد. یک مبدل حرارتی پلاتولار گاز به گاز نوع U زمانی که اندازه مناسبی برای سرعت جریان، LMTD و ناحیه انتقال حرارت داشته باشد، همچنان می‌تواند عملکرد قوی داشته باشد. گزینه بهتر به چیدمان کارخانه، ظرفیت فن، تمیزی گاز و هدف بازیابی حرارتی بستگی دارد.