Thay thế thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm (Shell & Tube Heat Exchangers) đã được sử dụng rộng rãi và từ lâu đời trong nhiều ngành công nghiệp. Chúng có nhiều ưu thế như việc chế tạo đơn giản từ các vật liệu có sẵn, có thể chế tạo theo bất kỳ kích thước nào và chịu được mọi nhiệt độ và áp suất. Tuy vậy, thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm vẫn còn một số điểm hạn chế. Những điểm này có thể khắc phục được khi thay thế bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm.

Cấu trúc của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm

Cấu trúc điển hình của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm: Với chiều dài ngắn, tăng về chiều cao điển hình cho kiểu hiệu suất nhiệt thấp nhất và độ chênh lệch nhiệt độ lớn hơn 10^oC. Thường ứng dụng cho lĩnh vực làm mát dầu hoặc hơi nước với đường kính ống lớn(tube side) và số pass của thiết bị là 1. Ngược lại với những ứng dụng đòi hỏi yêu cầu truyền nhiệt hiệu suất cao , độ chênh lệch nhiệt độ 5^oC (độ chênh nhiệt độ tối đa có thể đạt được của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm) thì cấu trúc của thiết bị là kiểu dài, chiều cao ngắn và nhiều pass. (thường nhiều hơn 2 pass).

Vật liệu chế tạo vỏ của thiết bị (shell) thường sử dụng thép cacbon có mặt bích 2 đầu để kết nối. Phần ống (tubes) vật liệu tiêu chuẩn để chế tạo có thể là đồng, thép cacbon hoặc thép không gỉ (inox). Đường kính sử dụng theo tiêu chuẩn hệ inch: ¼, ½,¾…Sắp xếp ống trong thiết bị thông thường là dạng hình tam giác, tạo hiệu quả khi phân bố trên cùng một diện tích.

Mặt cắt ống theo số pass của thiết bị:

Hạn chế của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm

+ Vận tốc dòng chảy của môi chất đi trong thiết bị rất thấp có thể gây tắc nghẽn hoặc nguy cơ tạo ra bám bẩn làm giảm hiệu suất thiết bị.

+ Hướng dòng chảy của 2 môi chất không hoàn toàn là trao đổi nhiệt ngược chiều do có những điểm góc bị khuất, trao đổi nhiệt kém. Do đó hiệu suất thiết bị thấp.

+ Thiết bị cồng kềnh, kích thước lớn. Diện tích lắp đặt lớn, khó khăn trong việc bảo trì, bảo dưỡng thiết bị. Tổn thất nhiệt do diện tích bề mặt vỏ thiết bị lớn.

Phía vỏ (shell side) của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm thường sử dụng môi chất sạch như (gas, hơi nước..) do khó khăn để vệ sinh và phía ống của thiết bị (tube side) sẽ sử dụng môi chất dễ bị bám bẩn như nước. Các ống này có thể vệ sinh bằng phương pháp thủ công. Với những hạn chế kể trên nên thiết bị thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm rất khó để bảo trì, vệ sinh hoàn toàn. Điều này dẫn đến cáu cặn bám trên thiết bị ngày càng tăng, hiệu suất của thiết bị giảm.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm

Tại sao nên sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm thay thế cho thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm?

Hiệu suất trao đổi nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm kém nguyên nhân chính là do chế độ dòng chảy không hoàn toàn là ngược chiều, không tạo được dòng chảy rối. Độ chênh lệch nhiệt độ với hầu hết các dòng ống vỏ/ống chùm khoảng 5^oC. Do đó cần thay thế bằng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu tấm với hiệu suất cao, độ chênh lệch nhiệt độ có thể đạt 0.5 ~ 1^oC.

Cấu trúc thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval đảm bảo 100% hướng dòng chảy là ngược chiều

Đối với các ứng dụng điển hình, diện tích truyền nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm (GPHE) khi so sánh với thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm (S&T heat exchangers) cụ thể như sau:

Như vậy chúng ta có thể thấy diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm nhỏ hơn rất nhiều so với thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống vỏ/ống chùm. Từ đó giảm diện tích không gian lắp đặt, giảm chi phí vận hành bảo trì do vệ sinh thiết bị này cũng dễ dàng hơn và giảm lượng nhiệt thất thoát ra môi trường.

Bạn cần tìm hiểu thêm về thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, vui lòng liên hệ chúng tôi qua hotline: 0379 586 886 .  Công ty cổ phần cơ điện GOMEC – đối tác phân phối ủy quyền chính hãng của  Alfa Laval tại Việt Nam sẽ hỗ trợ tư vấn trực tiếp cho bạn những giải pháp hiệu quả và tiết kiệm nhất cho công trình của bạn.

CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ ĐIỆN GOMEC VIỆT NAM

Số 68, LK 23, Khu đô thị Vân Canh, Hoài Đức, Hà Nội

Hotline: 0379 586 886

Fanpage: GOMEC Vietnam