Bordás csövek: típusok, gyártás és hőcserélő alkalmazások

A  bordás cső  olyan hőcserélő cső, amely meghosszabbított külső felülettel – bordákkal – van ellátva, hogy drámai módon megnövelje a hőátadás számára rendelkezésre álló területet a gyengébb hőátbocsátási tényezővel rendelkező oldalon. Szinte minden gáz-folyadék hőcserélőben ez az oldal a gáz vagy a levegő oldal, ahol a film együtthatója egy-két nagyságrenddel alacsonyabb lehet, mint a csőben lévő folyadéké. A bordák hozzáadásával a két oldal egyensúlyba kerül, így a cső sokkal több hőt ad át azonos hosszúságon keresztül, és az egész egység kisebb, könnyebb és olcsóbb lesz.

A ZC Steel Pipe (ZHENCHENG Steel Co., Ltd.) rendelésre szállít bordás csöveket és csupasz talpcsöveket a szokásos bordatípusokhoz és anyagkombinációkhoz – alumínium, réz, szénacél és rozsdamentes bordák szén-, ötvözött-, rozsdamentes és réz-nikkel alapcsöveken. Ez az útmutató elmagyarázza a bordatípusokat és hőmérsékleti határaikat, az anyagokat, a bordageometria hogyan növeli a hatékonyságot, a gyártási útvonalakat, és hogyan kell kiválasztani a megfelelő bordás csövet a léghűtéses hőcserélőkhöz, ekonomizátorokhoz, HVAC-hoz és folyamatszolgáltatásokhoz.

TARTALOM

1. Mi az a bordás cső?

2. Bordás csőtípusok és hőmérsékleti határok

3. Fin & Base Tube Materials

4. Uszonytávolság, magasság és hatékonyság

5. Hogyan készülnek a bordás csövek

6. Alkalmazások és iparágak

7. Bordás csövek kiválasztása és meghatározása

8. Gyakran Ismételt Kérdések

1. Mi az a bordás cső?

A hőcserélőben a hőnek át kell haladnia a két folyadék közötti ellenállássorozaton: a belső filmen, a csőfalon és a külső filmen. A legnagyobb ellenállás szabályozza az egész átvitelt. Amikor a gáz kívülről és a folyadék belülről áramlik, a gázoldali fólia jelenti a szűk keresztmetszetet – így a külső felület bordákkal történő megnövelése megtámadja azt az ellenállást, amely valójában korlátozza a teljesítményt.

FOGALOMMEGHATÁROZÁS – LEMÉLYES (KIHOSSZÍTOTT FELÜLETŰ) CSŐ Olyan cső, amelynek bordái a külső felületéhez vannak rögzítve a külső hőátadási terület növelése érdekében, ahol a külső (általában gáz/levegő oldali) film együtthatója sokkal alacsonyabb, mint a belső. A három fő funkció a hőátadás fokozása, a gáz- és folyadékoldali együtthatók kiegyensúlyozása, valamint a kompaktság és a gazdaságosság javítása. A borda aránya (külső/csupasz terület) általában 10:1 és 25:1 között van.

Mivel a borda csak akkor segít, ha a hő eléri, a borda és a cső közötti kötés minősége ugyanolyan fontos, mint a borda területe. A laza vagy nagy ellenállású kötés kiéhezteti a hőt, és összeomlik a nyereség – ezért az első döntés a rögzítési módszer, amelyet a következőkben tárgyalunk.

2. Bordás csőtípusok és hőmérsékleti határok

A bordás csöveket aszerint osztályozzák, hogy a borda hogyan csatlakozik a csőhöz. A kötés integritása beállítja a maximális üzemi hőmérsékletet, mivel a hőtágulási eltérések és a ciklikusság már jóval azelőtt meglazítja a tisztán mechanikai kötést, hogy maga a fém meghibásodna.

A hőmérsékletek hozzávetőlegesek, és a borda és az alapcső anyagától függenek. A hegesztett bordák tartós kohászati ​​kötést biztosítanak, amelyet főként az alapcső korlátoz; a mechanikus (seb) bordákat a hőciklus alatti kötés fellazulása korlátozza.

Kritikus – az L-láb uszonyai meglazulnak a hőciklus alatt.  A feszített L-lábú uszony önmagában mechanikus markolattal tart. Hőmérséklethatár felett, vagy ismételt start/stop ciklus közben a differenciál tágulása ellazítja a tapadást, nő az érintkezési ellenállás, és meredeken csökken a hőátadási teljesítmény – gyakran jóval a látható sérülések előtt. Azoknál a rendszereknél, amelyek gyakran be- és kikapcsolnak, vagy forrón működnek, G-típusú beágyazott vagy hegesztett bordákat adjon meg, ne L-lábat.

A csőben gőzt vagy technológiai folyadékot kezelő hőcserélő esetében továbbra is a csupasz cső minősége és szabványa határozza meg a nyomáskialakítást; lásd hőcserélő csövek →  az alapcső anyagcsaládhoz.

3. Fin & Base Tube Materials

Két anyagi döntés halmozódik egymásra: a borda anyaga (vezetőképesség és korrózió) és az alapcső (nyomás, hőmérséklet, csőoldali folyadék). Ezek különbözhetnek, és gyakran különböznek is – a szénacél csövön lévő alumínium bordák a klasszikus léghűtő kombináció.

Alumínium uszony

Vezetőképesség:  k ~205 W/m·K

Hőmérséklet:  ~180°C-ig

Miért:  Legnagyobb hatékonyság, alacsony költség

Réz uszony

Vezetőképesség:  Nagyon magas

Hőmérséklet:  Mérsékelt

Miért:  HVAC, korrózióállóság

Szénacél uszony

Erősség:  Magas

Hőmérséklet:  >250°C (hegesztett)

Miért:  Magas hőmérsékletű, füstgáz

Rozsdamentes uszony

Korrózió:  Magas

Hőmérséklet:  Emelkedett

Miért:  Maró + forró szerviz

Az alapcsövek ugyanazokat a szabványokat követik, mint a csupasz hőcserélő csövek: szénacél (ASTM A179, A192, A210), Cr-Mo ötvözet (A213 T11/T22), ausztenites és duplex rozsdamentes (A213/A249), valamint réz-nikkel tengeri használatra. A szénacél hegesztett bordák nagyjából 0,65-0,75 közötti hatásfokot fogadnak el, cserébe magas hőmérsékletű képességükért.

Engineering Insight – Igazítsa a borda anyagát a környezethez, ne csak a hőmérséklethez.  A part vagy a tenger közelében az alumínium-acél L-láb interfésznél lévő galvánpár korrodálódik, és a kötés lebomlik. A rögzítés egy extrudált bimetál borda, ahol az alumínium teljesen beborítja az alapcsövet, és nincs szabadon látható, eltérő fémrés. A vezetőképesség számít, de tengeri légkörben a kötés túlélése fontosabb.

4. Uszony távolság, magasság és hatékonyság

A bordák geometriája – a távolság (ujjak hüvelykenként vagy méterenként), magasság és vastagság – beállítja a nyert felületet és a légoldali nyomásesésért fizetendő büntetést. Ez az a hely, ahol sok bordáscsöves hőcserélő túl- vagy alultervezett.

Az uszony hatékonysága a magasság növekedésével csökken, mivel az uszony hegye közelebb fut a levegő hőmérsékletéhez; a magasabb uszonyok nagyobb területet kapnak, de minden területegység kevesebb munkát végez.

A szűk bordatávolság vonzónak tűnik a papíron, mert maximalizálja a területet, de poros vagy szennyeződéses üzemben a hézagok elvakulnak, a légoldali nyomásesés növekszik, a ventilátor teljesítménye nő, és a valódi teljesítmény a tiszta tervezési érték alá csökken. A megfelelő távolság az, amelyik túléli a tényleges porfeltöltési és tisztítási intervallumot – nem az, amelyik a legnagyobb felülettel rendelkezik.

Helyi megjegyzés – A folyamat kimeneti hőmérsékletének emelkedése a borda eltömődésének első jele.  Hasonlítsa össze a folyamat bemenetét/kimenetét az üzembe helyezési adatlappal, és figyelje a ventilátormotor áramát. Amikor a kimenet felfelé kúszik, és a ventilátor erősebben húz, a levegő oldali bordák elszennyeződnek, mielőtt bármi más meghibásodik. A valósághű, tisztítható bordatávolságban történő tervezés – és a karbantartási alapvonal – sokkal tovább megőrzi az U-értéket, mint a maximális felület elérése építéskor.

5. Hogyan készülnek a bordás csövek

A gyártási út közvetlenül a bordatípusból következik:

A hegesztett bordák, különösen a lézerrel hegesztett bordák, közel 100%-os kötési arányt biztosítanak egy kis hőhatású zónával, így szívós csövet hoznak létre, amely ellenáll a füstgáz-szolgáltatás koptató hamujának és koromjának. Az extrudált csövek teljesen védik az alapcsövet, és megfelelnek a korrozív légkörnek. Szállítás előtt minden útvonalat megvizsgálnak a kötés integritása, méretei és bordaemelkedése szempontjából.

6. Alkalmazások és iparágak

Bordás csövek jelennek meg mindenhol, ahol a hőnek hatékonyan kell mozognia a gáz/levegőáram és a folyadék vagy folyamatközeg között, kompakt lábnyomban:

Ezekben a szolgáltatásokban a léghűtéses és bordáscsöves hőcserélők általában az API 661 és az ASME követelményei szerint készülnek. Az ezen feladatok alatti csupasz csöves minőség kiválasztásához lásd a mi oldalunkat kazáncsövek minőségi és hőmérsékleti határértékei útmutató →

7. A bordás csövek kiválasztása és meghatározása

A kiválasztás a következő sorrendben történik: rögzítse az alapcsövet a nyomás/hőmérséklet/csőoldali folyadékból, majd a borda típusát az üzemi hőmérséklet és a környezet alapján, majd a borda geometriája a levegő oldali üzemi és tisztítási üzemmódból.

Engineering Insight – Bordás cső PO kötelező

• Alapcső:  szabványos, minőségű, külső átmérőjű, fali (pl. A179 / A213 TP316L, 25,4 mm).

• Bordás típus:  L / LL / KL / G-beágyazott / extrudált / HF hegesztett.

• Bordás anyaga:  alumínium, réz, szénacél, rozsdamentes.

• Uszony geometriája:  sűrűség (FPI / m), magasság, vastagság, tömör vagy fogazott.

• Szolgáltatás:  maximális hőmérséklet, hőciklus, korrózió/tengeri, elszennyeződés/por.

• Hossz és forma:  egyenes vagy U-hajlított; uszonyos hosszúság a csupasz végekkel szemben.

• Kód és tesztek:  API 661 / ASME, kötésteszt, méret- és bordásszög-ellenőrzés, MTR.

A ZC rendelésre bordázott és csupasz csöveket gyárt, amelyek az Ön hőcserélő adatlapjához igazítják a borda típusát, anyagát és geometriáját. Tekintse meg a hőcserélő csövek választéka →  vagy a mi varrat nélküli acélcső →  és varrat nélküli rozsdamentes →  alapcső opciók.

8. Gyakran Ismételt Kérdések

Mi az a bordás cső és miért használják?

A bordás cső olyan hőcserélő cső, amelynek meghosszabbított külső felülete – bordái – a hőátadási terület növelése érdekében az alacsonyabb hőátbocsátási tényezővel rendelkező oldalon, általában a gáz vagy levegő oldalon találhatók. Mivel a gáz-folyadék cserében a gázoldali filmellenállás dominál, a bordák hozzáadása többszörösére növelheti a hatékony külső felületet, így a hőcserélő sokkal kompaktabb és gazdaságosabb, mint a csupasz csöves kialakítás.

Melyek a bordás cső fő típusai?

A fő típusok az uszony rögzítésének módja szerint vannak osztályozva: feszített tekercses L-láb, LL-láb és recézett KL-láb; beágyazott G-típusú, ahol a borda egy megmunkált horonyban ül; extrudált (bimetál), ahol egy alumínium hüvelyt bordákba extrudálnak az alapcső felett; és nagyfrekvenciás hegesztésű spirális bordák (tömör vagy fogazott). A szegecses, hosszanti és integrált alacsony bordás csöveket speciális feladatokhoz is használják.

Milyen hőmérsékletet bírnak a bordás csövek?

A maximális üzemi hőmérséklet a borda rögzítésétől függ. A feszített L-láb lamellák hőmérséklete durván 130–150°C-ra korlátozódik, mivel a hőciklus fellazítja a mechanikai kötést; A KL recés bordák körülbelül 250 °C-ot érnek el; extrudált bimetál bordák 280–300 °C körül; beágyazott G-típus körülbelül 300 °C-ig alumíniummal és 400 °C-ig acél bordákkal; és a hegesztett bordák a legmagasabbak, főként az alapcső korlátozza. Ezek hozzávetőlegesek, és a borda és a cső anyagától függően változnak.

Mi a különbség az extrudált és a hegesztett bordás csövek között?

Az extrudált bordás csövek alumínium bordákat képeznek az alapcsőre extrudált hüvelyből, teljesen lefedik és védik azt – ideális korrozív, tengeri és tengeri környezetben. A hegesztett bordás csövek nagyfrekvenciás vagy lézeres hegesztéssel egy acél bordacsíkot kötnek a csőhöz, így tartós kohászati ​​kötést adnak, amely elviseli a legmagasabb hőmérsékletet és a koptató égéstermék-szolgáltatást, egy szabad acélfelület árán.

Hogyan befolyásolja a bordatávolság a hőcserélő hatékonyságát?

A kisebb bordatávolság (több borda per hüvelykben) növeli a hőátadó felületet, de növeli a levegőoldali nyomásesést és felfogja a szennyeződést, ami csökkentheti a valós teljesítményt és növelheti a ventilátor teljesítményét. A nagyobb távolság csökkenti a területet, de tisztább marad és könnyebben karbantartható. Az optimális távolság egyensúlyban tartja a felületet a nyomáseséssel és a szennyeződéssel szemben az adott folyadék-, porterhelési és tisztítási módhoz.

Hol használják a bordás csöveket?

A bordás csöveket léghűtéses (fin-ventilátoros) hőcserélőkben, szárazhűtőkben, gazdaságosítókban és hulladékhő-visszanyerésben, HVAC-tekercsekben, valamint olaj- és gázfinomító, petrolkémiai, energiatermelési és tengeri létesítményekben működő fűtőberendezésekben használják – bárhol, ahol a hőnek hatékonyan és kompakt helyen kell mozognia a gáz- vagy levegőáram és a folyadék vagy folyamatközeg között.

Forrás bordás csövek a ZC Steel Pipe-tól

A ZHENCHENG Steel Co., Ltd. (ZC Steel Pipe) rendelésre gyárt bordás és csupasz hőcserélő csöveket – L-láb, KL, G-beágyazott, extrudált bimetál és nagyfrekvenciás hegesztett bordák, alumíniumból, rézből, szénacélból és rozsdamentes acélból, ASME-ből, szén-, ötvözött és ötvözött ASTM-csőből és API 661. Szigorú minőségellenőrzés: kötés integritása, fin-pitch és méretvizsgálat, NDT és teljes nyomon követhetőség. Projektek Afrikában, a Közel-Keleten és Dél-Amerikában.

Email: mandy. w@zcsteelpipe.com   | WhatsApp: +86-139-1579-1813

→ Kérjen árajánlatot

Összefüggő: Hőcserélő csövek  · Kazáncsöves fokozatok  · Varrat nélküli rozsdamentes cső  · Varrat nélküli acélcső