Что такое теплообменник с внутренней ребристой трубкой?

Теплообменники с внутренними оребренными трубками широко используются в различных отраслях промышленности, таких как нефтяная, химическая, металлургия и электроэнергетика, благодаря своей простой конструкции, простоте изготовления, широкому спектру материалов и адаптируемости. Он служит основным теплообменником в промышленном производстве. Однако современные теплообменники с металлическими трубками имеют ограничения по эффективности теплопередачи, площади теплопередачи и мощности. Общий коэффициент теплопередачи у них невысокий.

Обычные трубчатые теплообменники газ-газ имеют низкий интегрированный коэффициент теплопередачи, обычно составляющий от 15 до 20 Вт/м²·°C. При этом коэффициент теплопередачи для трубчатых теплообменников с оребрением составляет от 30 до 35 Вт/м²·°С. Чтобы преодолеть ограничения традиционных трубчатых теплообменников, возникла концепция теплообменников с оребренными трубками. Среди них теплообменник с внутренними оребрениями показал многообещающие результаты и успешно применяется в различных отраслях промышленности.

2.1 Внутренний теплообменник с оребренными трубками

Ключевые особенности инновационных теплообменников с внутренними оребрениями включают в себя:

1. Улучшенная теплопередача за счет увеличения площади поверхности теплообменника внутри трубок. Продольные прямые ребра увеличивают коэффициент теплопередачи примерно в 3-4 раза по сравнению с гладкими трубками.

2. Ребра привариваются к трубе с помощью высокоэффективного сварочного процесса, что обеспечивает 100% производительность сварки. Этот процесс сварки аналогичен тому, который используется в обычных трубчатых теплообменниках.

3. По сравнению с обычными трубчатыми теплообменниками теплообменники с внутренними оребрениями обладают следующими преимуществами:

   (а) Улучшенный коэффициент теплопередачи при газообмене. В оребренных трубках соотношение ребер к трубкам составляет 4 к 6, что приводит к значительному улучшению теплопередачи внутри трубок.

   (б) Более высокая способность теплопередачи. Коэффициент теплопередачи оребренных трубок составляет примерно A - A²/α, где A представляет собой общий коэффициент теплопередачи, а α обозначает коэффициент теплопередачи в трубках.

   (c) Улучшенная теплопередача с увеличением температуры стенки трубы. По мере увеличения коэффициента теплопередачи (A) разница температур (ΔT) между стенкой трубы и жидкостью также увеличивается, что приводит к улучшению характеристик теплопередачи.

   (г) Компактная структура. Улучшенный коэффициент теплопередачи уменьшает необходимую площадь теплообмена, что приводит к уменьшению общего объема теплообменника.

2.2 Применение теплообменников с внутренними ребристыми трубками

Мы успешно применили внутренние ребристые теплообменники в пароперегревателе проекта по утилизации отработанного тепла в Шугане. Это применение продемонстрировало высокий коэффициент теплопередачи и превосходные характеристики улучшенной теплопередачи. Результаты, полученные в ходе производства, оказались весьма удовлетворительными.

2.3 Перспективы теплообменников с внутренними оребрениями

С момента разработки теплообменников с внутренними оребренными трубками в июне 2000 года они продемонстрировали большой потенциал для применения в отопительной, энергетической, нефтяной, химической и других отраслях промышленности. В промышленных печах использование этих теплообменников повышает температуру сгорания, повышает тепловой КПД и снижает потребление энергии. Следовательно, подогреватели воздуха находят широкое применение.

Внутренние ребристые трубчатые теплообменники выдерживают высокие температуры воздуха, особенно в условиях повышенных температур. Например, когда температура дымовых газов достигает 320°C, температура воздуха может достигать 420°C, а температура стенки трубы может достигать 570°C. В таких случаях внутренние ребристые трубы, изготовленные из углеродистой стали, могут эффективно справляться с перепадами температур, тем самым улучшая производительность теплообменников в различных условиях эксплуатации.

3. Заключение по теплообменнику с внутренними оребрениями.

Внутренний теплообменник с оребренными трубками представляет собой высокоэффективный теплообменник отечественной разработки. Его широкая применимость в таких отраслях, как металлургия, электроэнергетика, нефтяная и химическая промышленность, делает эту технологию многообещающей.

Внутреннее оребрение для теплообменника