प्रति हेडर कौन सा ट्यूब काउंट एक मल्टी{0}}पास पीटीएफई हीट एक्सचेंजर में स्टीम वितरण एकरूपता को अधिकतम करता है?

वितरण समस्या

एक एकल स्टीम हेडर से जुड़े 60 ट्यूबों वाले एक पीटीएफई हीट एक्सचेंजर को, सिद्धांत रूप में, प्रत्येक ट्यूब में समान भाप प्रवाह प्राप्त करना चाहिए। व्यवहार में, हेडर इनलेट के निकटतम ट्यूब दूर के छोर की तुलना में अधिक भाप प्राप्त करते हैं। असंतुलन ट्यूब बंडल में गर्म और ठंडे क्षेत्र बनाता है। ठंडी नलिकाएँ भाप को अपूर्ण रूप से संघनित करती हैं और संघनन से भर सकती हैं। हॉट ट्यूब दीवार के अत्यधिक तापमान पर काम करती हैं।

भाप वितरण की एकरूपता हेडर के भीतर दबाव प्रोफ़ाइल पर निर्भर करती है। जैसे ही भाप हेडर के साथ बहती है, घर्षण और गति में परिवर्तन के कारण स्थैतिक दबाव भिन्न होता है। अलग-अलग स्थानों पर ट्यूबों पर अलग-अलग ड्राइविंग दबाव दिखाई देते हैं। इस दबाव भिन्नता का परिमाण प्रवाह असंतुलन को निर्धारित करता है।

प्रति हेडर ट्यूब गिनती वितरण एकरूपता को नियंत्रित करने वाला एक प्राथमिक डिज़ाइन चर है। प्रति हेडर कम ट्यूब हेडर की लंबाई और उसके साथ दबाव भिन्नता को कम करते हैं। प्रति हेडर अधिक ट्यूब कुल प्रवाह को बढ़ाते हैं, दबाव भिन्नता और गलत वितरण की संभावना को बढ़ाते हैं। इष्टतम ट्यूब गिनती कई हेडर की लागत और जटिलता के मुकाबले वितरण गुणवत्ता को संतुलित करती है।

हेडर दबाव प्रोफ़ाइल

हेडर में प्रवेश करने वाली भाप दो प्रतिस्पर्धी दबाव प्रभावों का अनुभव करती है। भाप और हेडर दीवार के बीच घर्षण के कारण प्रवाह की दिशा में दबाव कम हो जाता है। इससे डाउनस्ट्रीम ट्यूबों में प्रवाह कम हो जाता है। साथ ही, जैसे-जैसे भाप ट्यूबों में जाती है, हेडर में वेग कम हो जाता है। मंद होते प्रवाह की गतिज ऊर्जा स्थिर दबाव में परिवर्तित हो जाती है, इस घटना को दबाव पुनर्प्राप्ति कहा जाता है। इससे डाउनस्ट्रीम ट्यूबों में प्रवाह बढ़ जाता है।

कम इनलेट वेग और कई शाखा ट्यूबों वाले स्टीम हेडर के लिए, घर्षण हावी होता है, और डाउनस्ट्रीम ट्यूब भूखे रह जाते हैं। उच्च इनलेट वेग और कुछ शाखाओं वाले हेडर के लिए, दबाव पुनर्प्राप्ति अधिक क्षतिपूर्ति कर सकती है, और डाउनस्ट्रीम ट्यूबों को अतिरिक्त प्रवाह प्राप्त होता है।

इष्टतम डिज़ाइन सभी ट्यूब इनलेट्स पर लगभग एकसमान दबाव प्राप्त करने के लिए इन प्रभावों को संतुलित करता है। यह हेडर व्यास और ट्यूब गिनती का चयन करके पूरा किया जाता है ताकि सभी शाखा बिंदुओं पर दबाव भिन्नता कुल ड्राइविंग दबाव अंतर का 5% से कम हो।

तालिका 1: स्टीम प्रेशर और ट्यूब व्यास द्वारा प्रति हेडर अनुशंसित ट्यूब गणना

1.5 मीटर की समान ट्यूब लंबाई, क्षैतिज हेडर ओरिएंटेशन और 5% से कम लक्ष्य प्रवाह भिन्नता पर आधारित मान। लंबी ट्यूब व्यक्तिगत ट्यूब प्रतिरोध को बढ़ाती हैं, वितरण में सुधार करती हैं और थोड़ी अधिक ट्यूब गिनती की अनुमति देती हैं।

घनीभूत समकारी आवश्यकता

भाप वितरण केवल आधी समस्या है। कंडेनसेट निष्कासन समान रूप से समान होना चाहिए। यदि ट्यूब आउटलेट पर कंडेनसेट हेडर में स्टीम हेडर की तुलना में एक अलग दबाव प्रोफ़ाइल है, तो भाप आपूर्ति दबाव बराबर होने पर भी प्रत्येक ट्यूब में शुद्ध ड्राइविंग दबाव अलग-अलग होगा।

कंडेनसेट हेडर आम तौर पर दो {{0}चरण प्रवाह {{1} कंडेनसेट और फ्लैश स्टीम के साथ संचालित होता है। इसका दबाव वितरण एकल चरण स्टीम हेडर की तुलना में अधिक जटिल है। कंडेनसेट पथ का समीकरण कंडेनसेट हेडर को भाप जाल की ओर नीचे की ओर झुकाकर प्राप्त किया जाता है, यह सुनिश्चित करते हुए कि कोई भी ट्यूब आउटलेट संचित कंडेनसेट में डूबा नहीं है, और प्रति कंडेनसेट हेडर ट्यूबों की संख्या को भाप पक्ष के समान या उससे कम तक सीमित करता है।

व्यावहारिक शीर्षलेख विन्यास

60 किलोवाट पीटीएफई हीट एक्सचेंजर के लिए 10 मिमी ओडी के 60 ट्यूबों की आवश्यकता होती है, अनुशंसित कॉन्फ़िगरेशन तीन स्टीम हेडर का उपयोग करता है, प्रत्येक 20 ट्यूबों को खिलाता है। यह व्यवस्था सभी ट्यूबों में प्रवाह भिन्नता को 3-5% के भीतर सीमित करती है। प्रत्येक हेडर समान ट्यूब गिनती के एक अलग कंडेनसेट हेडर से जुड़ता है।

60 ट्यूबों के लिए एकल - हेडर डिज़ाइन बड़े आकार के हेडर व्यास के साथ तकनीकी रूप से व्यवहार्य हैं, लेकिन 15 - 25% प्रवाह भिन्नता पेश करते हैं, जिससे सबसे अधिक भूखे ट्यूबों में घनीभूत बाढ़ का खतरा होता है। हेडर गिनती को कम करने से होने वाली लागत की बचत गलत वितरण के प्रदर्शन दंड से अधिक है।

200 ट्यूबों से अधिक के बहुत बड़े एक्सचेंजर्स के लिए, एक मैनिफोल्ड सिस्टम कई उपशीर्षकों में भाप वितरित करता है। मैनिफोल्ड बड़े पैमाने पर भाप प्रवाह को संभालता है, और प्रत्येक उपशीर्षक एक प्रबंधनीय संख्या में ट्यूबों को फीड करता है। यह पदानुक्रमित दृष्टिकोण किसी भी पैमाने पर वितरण गुणवत्ता बनाए रखता है।

सारांश

प्रति हेडर ट्यूब काउंट सीधे मल्टी-पास पीटीएफई हीट एक्सचेंजर्स में भाप वितरण एकरूपता को नियंत्रित करता है। प्रति हेडर 10-30 ट्यूबों की अनुशंसित सीमा, भाप के दबाव और ट्यूब व्यास के आधार पर, प्रवाह भिन्नता को 5% से कम तक सीमित करती है और भूखे ट्यूबों में घनीभूत बाढ़ को रोकती है। एकाधिक छोटे हेडर वितरण गुणवत्ता और थर्मल प्रदर्शन में एकल बड़े हेडर से बेहतर प्रदर्शन करते हैं।

उचित हेडर आकार, सावधानीपूर्वक कंडेनसेट हेडर डिजाइन के साथ मिलकर, यह सुनिश्चित करता है कि पीटीएफई बंडल में प्रत्येक ट्यूब कुल गर्मी हस्तांतरण कर्तव्य में पूरी तरह से योगदान देता है। कई हेडर की मामूली अतिरिक्त लागत को ठंडे स्थानों और बाढ़ वाली ट्यूबों के उन्मूलन के माध्यम से वसूल किया जाता है।

पीटीएफई हीट एक्सचेंजर हेडर डिजाइन के लिए इंजीनियरिंग सिफारिशें आवश्यक हीट ड्यूटी, स्टीम प्रेशर, ट्यूब विनिर्देशों और हेडर प्लेसमेंट पर भौतिक बाधाओं को प्रस्तुत करने पर उपलब्ध हैं।