シェルアンドチューブ熱交換器

私たちを選ぶ理由

私たちの工場

44,000㎡の生産拠点を有し、各種付帯部品の加工、部品の溶接、完成品の検査、梱包を行っております。当社の施設には複数の生産ラインがあり、最新の生産設備と加工設備、オンライン ERP、MES、OA 管理システムが備えられています。当社は年間最大100万個(セット)の生産量を誇る、幅広い熱交換製品を生産しています。

 

完全なプロセスシステム

当社の ERP および PDM システムは、情報管理、体系的な運用、および品質管理を可能にします。

 

最高のエネルギー ソリューション

風力エネルギー分野で 20 年以上の経験を持つ当社は、17,900 MW を超える発電容量を持っています。

 

エンドツーエンドのサービス-}

当社は、電力避難、土地調達の連絡、州当局との協力において豊富な経験を持っています。

 

シェルアンドチューブ熱交換器とは

 

シェルアンドチューブ熱交換器 (STHE) は、内部にチューブの束が配置された大きな円筒形の筐体またはシェルを使用して構築された熱交換装置の一種です。熱交換は、ある物質または媒体から別の物質または媒体への熱エネルギーの伝達です。シェルアンドチューブ熱交換器は、熱交換に使用される最も一般的な設計の 1 つであり、その特性、チューブの種類、その他の特性に基づいて分類されます。


シェルアンドチューブ熱交換器の人気は、そのシンプルな設計と非常に効率的な熱伝達率によるものです。これらのデバイスでは、液体または蒸気がシェルを通って流れ、熱がチューブに伝達されます。一般に、効果的な熱伝達のためには、チューブを 4 回通過させるのが最も効率的であると考えられています。

 

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シェルアンドチューブ熱交換器の利点にはどのようなものがありますか?
 

シェルアンドチューブ熱交換器の利点のいくつかを以下に示します。

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耐久性:シェルアンドチューブ熱交換器は、さまざまな条件に耐えられる強力で耐久性のある素材を使用して作られています。

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多用途:これらの熱交換器は、有害な液体や腐食性の液体を含む種類の液体を処理できます。

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ダウンタイムの削減:シェルアンドチューブ熱交換器を使用すると、洗浄とメンテナンスが容易になり、ダウンタイムが削減されます。

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有能な:この熱交換器は熱伝達率が高いため、高圧用途を含むさまざまな用途に使用できます。{0}

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費用対効果-:シェルアンドチューブ熱交換器は、他の熱交換器と比較して低コストで動作します。

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スケーラビリティ:シェルアンドチューブ熱交換器にはさまざまなサイズがあり、プロセスの変化するニーズに合わせて簡単にスケールアップまたはスケールダウンできます。

 

シェルアンドチューブ熱交換器のコンポーネントは何ですか?

シェルシェルは、チューブ束を囲む熱交換器の最も外側の部分です。これは通常、鋼鉄またはその他の適切な材料で作られた円筒形の容器です。


チューブまたはチューブの束チューブ束は、シェルの長さに沿って延びる平行なチューブの集合から構成されます。用途に応じて、チューブはステンレス鋼、銅、チタンなどの材料で作られます。チューブの直径と厚さも重要な設計パラメータです。


管板チューブシートは、チューブ束をシェルから分離する丈夫なプレートです。これらは通常鋼鉄でできており、しっかりとした漏れ防止シールを確保するために溶接またはその他の方法でシェルに固定されています。-チューブはチューブシートの穴を通して挿入され、所定の位置に拡張または溶接されます。


バッフルバッフルは、管束の周りの流体の流れを制御するためにシェルの内側に取​​り付けられたプレートまたはロッドです。それらは縦方向または横方向のいずれかに向けることができ、熱伝達効率を向上させるように設計されています。

入口および出口ノズル入口ノズルと出口ノズルは、熱交換器内の流体の入口点と出口点を提供します。これらのノズルは通常、シェルの両端に配置され、フランジまたは他のタイプの継手を使用してチューブとシェルに接続されます。

伸縮継手拡張継手は、チューブ束の熱膨張と熱収縮に対応する柔軟なコネクタです。通常、熱交換器の入口と出口に配置されるこれらのジョイントは、金属ベローズまたはその他の柔軟な材料で作られています。

サポート構造支持構造は熱交換器の安定性を維持し、安全な基盤を提供します。これらのサポートは一時的なものでも恒久的なものでもよく、通常は鋼鉄またはその他の頑丈な材料で作られています。

 

シェルアンドチューブ熱交換器の動作原理

シェルアンドチューブ熱交換器の動作原理は、次の手順で理解できます。

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流体の流れ

プロセス流体としても知られる高温流体は、入口から熱交換器に入り、チューブを通って流れます。同時に、サービス流体と呼ばれるより冷たい流体がシェルに入り、チューブの周りを循環します。

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熱伝達

プロセス流体がチューブを通って流れると、プロセス流体の熱がチューブの周りを流れるより冷たいサービス流体に伝達されます。熱伝達はチューブ壁を通して起こり、流体間に温度勾配が生じます。

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熱効率

熱交換器の設計では、多数のチューブを組み込むことで熱伝達に利用できる表面積を最大化します。この増加した表面積により、交換器の全体的な熱効率が向上し、効果的な熱伝達が保証されます。

 

 

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向流または平行流

シェルアンドチューブ熱交換器は、向流と平行流という 2 つの主な構成で動作できます。向流では、熱い流体と冷たい流体が反対方向に流れ、熱伝達効率が最適化されます。並流では両方の流体が同じ方向に流れます。また、対向流に比べて熱伝達効率が低くなります。

 

シェルアンドチューブ熱交換器の種類
 

U- チューブ熱交換器:
U チューブ熱交換器は、最も単純で最も一般的なタイプの熱交換器です。流体はその中を一方向に流れます。これは、熱効率が重要な要素ではない場合に最適です。このタイプの熱交換器は通常、HVAC システムやその他の低圧用途に使用されます。そして、圧力がどこで低下するかは重要な要素ではありません。

 

固定管板熱交換器:
固定管熱交換器は、化学、石油、ガス産業でも最も一般的に使用されています。チューブシートは、シェルとチューブの流体混合を分割するために使用されます。溶接により管板に管を固定したもの。これは、2 つの床流体間の重要な要素ではない温度差に最適です。

 

フローティングヘッド熱交換器:
高温高圧が要求される石油・ガス産業や石油化学産業などで使用されるフローティングヘッド型熱交換器です。高温により、フローティングヘッドがそれに応じて膨張し、他の内部部品に損傷を与えることなく自動的に調整されるためです。

 

二重管シート熱交換器:
このタイプの熱交換器は、流体の相互混合が非常に重要な要素である製薬産業で最も一般的に使用されています。それは工場のプロセスに影響を与える可能性があります。二重管熱交換器には 2 つのシートがあり、液体と他の液体の混合を防ぎ、両者の間の障壁として機能します。

 

マルチパス熱交換器:
マルチパス熱交換器は高い熱伝達率を実現するために使用されますが、より大きな圧力損失が発生しました。これは、このタイプの熱交換において高い熱伝達が必要な場合に使用され、流体はその通過に応じて交換器内で複数回回転または循環します。

シェルアンドチューブ熱交換器の理想的な用途
 

衛生的で高純度の用途-

よりオープンな設計、ステンレス鋼以上の合金材料、トライクランプ接続、溝付きチューブシート、二重チューブシートのオプションを備えたシェルアンドチューブ熱交換器は、サニタリー 3-A、パーソナルケア、医薬品などの高純度用途に好まれます。{{0}チューブ束にアクセスしやすいため、洗浄や汚れの防止も容易になります。

高温および高圧の用途-

シェルアンドチューブ熱交換器は、製油所、石油化学プラント、食品および飲料の加工、発電所など、高温と高圧を伴う用途に適しています。{0}堅牢な構造と大きなチューブ直径により、プレート式熱交換器やフレーム式熱交換器と比べて、高温と高圧に耐えることができます。発電所、特に冷却システムでは、高温高圧を効率的に処理できるシェルアンドチューブ熱交換器が一般的に使用されています。

二重使用のシナリオとカスタマイズの必要性-

シェルアンドチューブ熱交換器は多用途であり、単一ユニット内で複数の目的に使用できる二重用途向けにカスタマイズできます。{0}この適応性は、製品の加熱や冷却など、要件が変化するプロセスにとって有益です。構成、材料、形状に関して、シェルアンドチューブ熱交換器には多数のカスタマイズ オプションが用意されています。特定のニーズに合わせて調整できるため、このような用途では好ましい選択肢となります。

腐食性の液体または化学薬品の用途

腐食性流体を含む用途では、シェルアンドチューブ熱交換器は材料の柔軟性という利点をもたらします。エンジニアは、ステンレス鋼、二相鋼、ハステロイなどの耐腐食性の材料を選択でき、厳しい環境でも耐久性と信頼性を確保できます。これらの熱交換器は、耐食性、高温、カスタマイズ可能な設計がさまざまな化学プロセスの要求に適合する化学プロセス産業で広く使用されています。

 

ニーズを満たす熱交換器を入手

 

 

ニーズを満たすシェルアンドチューブ熱交換器を設計するには、いくつかの要素を考慮する必要があります。

 

特定のプロセス流体と動作条件を特定します。取り扱う流体と動作条件に基づいて、熱交換器の適切な設計と材料の選択を決定します。


高品質の素材を確保:{0}用途に適した材質をお選びください。たとえば、過酷な環境では耐食性合金が必要になる場合があります。-


将来のニーズと拡張の可能性を考慮する:プロセスの変更や将来の拡張計画に対応できるように熱交換器を設計します。


予算を把握してください:品質基準を満たす製品を確実に受け取りながら、要件とコストおよび納期のバランスを調整します。


信頼できるメーカーおよびサプライヤーと協力してください:良い評判、経験、認定、顧客からの肯定的なレビューを持つメーカーとサプライヤーを選択してください。

 

 
私たちの工場

 

当社は、さまざまな補助部品の加工、部品の溶接、完成品の検査、梱包などを行う44000平方メートルの生産拠点を持っています。複数の生産ラインがあり、最新の生産および加工設備とオンラインERP、MES、OA管理システムを備えており、年間最大100万ユニット(セット)の生産量のさまざまな熱交換製品を生産しています。

 

 

 
よくある質問
 

Q: 熱交換器のサイズはどのように選択すればよいですか?

A: 適切な熱交換器のサイズを決定するときは、まず流体の熱伝達係数を選択する必要があります。熱伝達係数は、単位面積、圧力、物質間の温度差ごとに、ある物質から別の物質にどれだけのエネルギーが伝達されるかを測定します。

Q: 熱交換器設計の 2/3 ルールとは何ですか?

A: API RP 521 (API、2008) の「3 分の 2 ルール」では、次のように述べられています。比較的低圧の機器の場合、低圧側の設計圧力が高圧側の設計圧力の 3 分の 2{6} 以上である場合、チューブの完全な故障は起こり得る不測の事態ではありません。-

Q: シェルアンドチューブ熱交換器はどのように選択すればよいですか?

A: 流体の特性。
スペースの制約。
コストに関する考慮事項。
メンテナンス要件。
長寿命と信頼性。
熱伝達の要件。

Q: 熱交換器の経験則は何ですか?

A: ルール #1: シェル-とチューブ交換器-内の真の逆流を基礎とします。ルール #2: チューブ側は、腐食性、汚れ、スケール、および高圧流体用です。ルール #3: シェル側は、粘性流体や凝縮流体、および許容圧力損失が非常に限られた流体用です。

Q: 熱交換器のサイズはどのように計算すればよいですか?

A: 熱交換器のサイズを適切に設定するには、温度、流量、使用する流体の種類などのさまざまな要素を考慮することが不可欠です。熱交換器のサイズを決定する一般的な方法の 1 つは、熱伝達面積の 1.5 ~ 2 倍の表面積を使用することを推奨する「経験則」です。

Q: シェルアンドチューブ熱交換器の一般的な U 値はどれくらいですか?

A: U 値は、流体のタイプ、速度、および構成材料に大きく依存します。温水加熱用の蒸気-対-シェルアンドチューブ熱交換器の U 値が、汚れが付着する前に 500 ~ 1000 の範囲にあることは珍しいことではありません。

Q: 熱交換器を選ぶときの重要な要素は何ですか?

A: 要約すると、熱交換器を選択する際、最良の結果を得るには、性能、メンテナンス、コスト、圧力損失、作動流体などの要素を考慮する必要があります。

Q: どの熱交換器が最も効率的ですか?

A: プレート式熱交換器は、純粋な向流で高い熱伝達係数を達成でき、最も効率的な熱伝達と最小の表面積を実現できるため、最も低コストのオプションです。

Q: 熱交換器の種類はどうやって決めるのですか?

A: 特定の用途に使用する熱交換器のタイプを選択するときは、次の要素を考慮してください: 動作条件 - サービス要件 (相変化など)、熱負荷、および温度アプローチ。小川の清潔さ。最大設計圧力と温度。

Q: シェルアンドチューブ熱交換器の許容圧力損失はどれくらいですか?

A: これは熱交換器の設計にとって非常に重要なパラメータです。一般に、液体の場合、シェルあたり 0.5 ~ 0.7 kg/cm2 の値が許容されます。通常、特にチューブ側の粘性液体の場合、圧力降下が大きくなることが問題となります。-ガスの場合、許容値は一般に 0.05 ~ 0.2 kg/cm2 で、一般的には 0.1 kg/cm2 です。

Q: 熱交換器の主な選択基準は何ですか?

A: 熱交換器が実行する機能 (凝縮、沸騰など)
圧力限界 (高/低) はプロセス全体で変化する可能性があり、熱交換器全体で圧力が低下します。

Q: シェルアンドチューブ熱交換器のチューブの数を計算するにはどうすればよいですか?

A: 解決策: チューブあたりの表面積は次のようになります: Sa=πDL=π (3/12) (10) ft²=7.854 ft² - (D – チューブの直径 (フィート))。したがって、必要なチューブの数は次のようになります: n=178.7 ft²=22.7 チューブ (23 または 24 チューブ)。

Q: 熱交換器の容量はどのように選べばよいですか?

A: 熱交換器のサイズを計算するには、対数平均温度差 (LMTD) 法や有効伝達ユニット数 (NTU) 法などの適切な熱伝達方程式を使用する必要があります。{0}熱交換器のサイズは、その性能、コスト、スペース要件に影響します。

Q: 熱交換器の計算式は何ですか?

A: 熱交換器の熱負荷を推定する公式: Q=m * C * ΔT、ここで、「m」は流体の質量流量を表し、「C」は流体の比熱容量、「ΔT」は望ましい温度変化を表します。

Q: 熱交換器の比熱はどのように計算しますか?

A: Q= mcΔT、Q=mc Δ T、ここで、Q は熱伝達の記号 (「熱量」)、m は物質の質量、ΔT は温度変化です。記号 c は比熱 (「比熱容量」とも呼ばれます) を表し、材料と相によって異なります。

Q: シェルアンドチューブ熱交換器の効率を高めるにはどうすればよいですか?

A: これは、熱交換器にチューブを追加するか、既存のチューブの長さまたは直径を増やすことで実現できます。流量の向上: 流体の流量を増やすと、熱交換器の効率を向上させることができます。ただし、これはポンプとシステムの能力の制限内で行う必要があります。

Q: シェルアンドチューブ熱交換器の理論は何ですか?

A: 熱は、チューブ側からシェル側へ、またはその逆に、チューブ壁を通って一方の流体から他方の流体に伝達されます。流体は、シェル側またはチューブ側のいずれかで液体または気体のいずれかになります。熱を効率的に伝達するには、大きな伝熱面積を使用する必要があり、多くのチューブが使用されます。

Q: 最も一般的に使用されるシェルアンドチューブ熱交換器は何ですか?

A: 逆流は最も一般的で効率的なタイプの熱交換器です。クロスフローシェルアンドチューブ熱交換器では、流体は 90 度の角度で互いに直角に流れます。

Q: 熱交換器のサイズはどのように選択すればよいですか?

A: 適切な熱交換器のサイズを決定するときは、まず流体の熱伝達係数を選択する必要があります。熱伝達係数は、単位面積、圧力、物質間の温度差ごとに、ある物質から別の物質にどれだけのエネルギーが伝達されるかを測定します。

Q: シェルアンドチューブ熱交換器の効率はどの程度ですか?

A: シェルアンドチューブ熱交換器は、1 つのシェルと 2 つのチューブを通過し、油の温度を最大 32 % 下げることができるため、油の冷却に効果的に使用されます。現代では、熱伝達に関する知識は日常生活で必要とされるため、その応用が急速に発展しています。

Hangzhou Airman Environmental Technology Co., Ltd. は、高品質の製品の提供に特化した、中国で最も専門的なシェルアンドチューブ熱交換器のメーカーおよびサプライヤーの 1 つです。ここで当社の工場から中国製のカスタマイズされたシェルアンドチューブ熱交換器を購入することを心から歓迎します。

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