Profil kompanije
JMFILTEC je nacionalno visokotehnološko preduzeće posvećeno istraživanju, razvoju i proizvodnji visokokvalitetnih membrana od čistog silicijum karbida sa potpuno zaštićenim pravima intelektualnog vlasništva. Patent za pronalazak membrane od čistog silicijum karbida primenjen je 2013. godine i odobren 2016. godine.
Zašto odabrati nas
Naša fabrika
JMFILTEC je nacionalno visokotehnološko preduzeće posvećeno istraživanju, razvoju i proizvodnji visokokvalitetnih membrana od čistog silicijum karbida sa potpuno zaštićenim pravima intelektualnog vlasništva. Patent za pronalazak membrane od čistog silicijum karbida primenjen je 2013. godine i odobren 2016. godine.
R&D
Kao zajedničko poduzeće koje daje prioritet promociji tehnologije primjene membrane od silicijum karbida u Kini, JMFILTEC nije samo uspostavio R&D centar za pripremu i tehnologiju primjene membrana od silicijum karbida, već posjeduje i naprednu proizvodnu opremu za pripremu ugljičnih kompozitnih materijala na ultravisokim temperaturama u Istočna Kina. Takođe sarađujemo sa univerzitetima kao što su Šangajski institut za istraživanje silikona Kineske akademije nauka i Univerzitet Zhejiang kako bismo pružili usluge razvoja membranskih materijala i tehnologije primene.
Prijave
Proizvodi naše kompanije uspješno su primijenjeni u visokostandardnom prečišćavanju vode za piće, predtretmanu desalinizacije morske vode, odvajanju i oporavku specijalnih materijala, dubinskom tretmanu i ponovnoj upotrebi kanalizacije i otpadnih voda i drugim scenarijima primjene.
Naša usluga
Svojim visokim protokom, visokom otpornošću na koroziju, jednostavnim čišćenjem i dugim vijekom trajanja, stekli smo priznanje kupaca i tržišta.
Standard ravnosti za cijevi za izmjenu toplote od silicijum karbida: ravnost (jedinica: mm/m) Manja ili jednaka 1,2%. Svaki proizvod cijevi za izmjenu topline mora u potpunosti proći standardnu inspekciju cijevi prije nego što napusti tvornicu.
Šta je SiC cijev za izmjenu topline?
Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi od silicijum karbida prilagođeni su hlađenju, kondenzaciji, zagrijavanju, isparavanju i apsorpciji visoko korozivnih kemikalija. Izmjenjivači topline s školjkom i cijevi od silicijum karbida sastoje se od snopa cijevi od silicijum karbida unutar školjke. Jedan fluid teče kroz cijevi, a drugi teče preko cijevi (kroz školjku). Toplota se prenosi vođenjem kroz zid cijevi od silicijum karbida, bez direktnog kontakta između fluida.
Prednosti SiC cijevi za izmjenu topline
Odlična otpornost na koroziju
Silicijum karbid je inženjerski keramički materijal visokih performansi, koji se može pohvaliti vrhunskom tvrdoćom i otpornošću na koroziju. Proizveden u jednofaznom bezpritiskom sinterovanom, fino zrnatom obliku visoke čistoće bez poroznosti, silicijum karbid ima mnogo jača svojstva od grafita; sa temperaturnom otpornošću koja nadmašuje grafit, kao i netoksičnošću (netoksičan, biorazgradiv), bez kontaminacije olovom, kadmijem ili arsenom i jakom hemijskom reaktivnošću (uključujući sumpornu kiselinu, azotnu kiselinu), oksidansima ili lužinama dovoljno dugo za to da podnose jake korozivne sredine kao što su kiseline (kao što je sumporna kiselina), oksidanti ili alkalije za upotrebu.
Visoka toplotna provodljivost
Izmjenjivači topline sa silikonskim karbidnim cijevima odlikuju se visokom toplotnom provodljivošću koja značajno smanjuje potrošnju energije i operativne troškove, što ovaj materijal čini odličnim izborom za aplikacije visoke potražnje gdje je efikasan prijenos topline ključan. Nadalje, ova vrhunska tehnologija osigurava dug radni vijek sa smanjenim troškovima održavanja, a istovremeno pomaže u zaštiti okoliša.
Dobra mehanička čvrstoća
Silicijum karbid se ističe kao idealan materijal za izmjenjivače topline jer njegova mehanička čvrstoća ostaje nepromijenjena do 1400°C, što ga čini vrlo prikladnim za oštre hemijske procesne sredine koje uključuju jaku koroziju, eroziju i abraziju čestica.
Jednostavno održavanje
Izmjenjivači topline sa silikonskim karbidnim cijevima dizajnirani su za jednostavno održavanje, minimiziranje zastoja i povećanje radnog vremena. Njihove niske karakteristike prljanja i otpornost na hemijsku koroziju znače minimalno potrebno vrijeme zastoja u čišćenju, što povećava efikasnost proizvodnje uz istovremeno smanjenje operativnih troškova.
Cjevasti visokotemperaturni izmjenjivač topline s umetkom od silicijum karbida je novi tip izmjenjivača topline razvijen da zamijeni metalni izmjenjivač topline, riješi njegov nerazuman rad u visokotemperaturnom dimnom plinu dugo vremena i potrebu za miješanjem hladnog zraka kako bi se smanjio učinak upotrebe. Izmjenjivač topline napravljen od ovog materijala je proizvod nove generacije visokotemperaturnog povrata otpadne topline dimnih plinova u svijetu. Visokotemperaturni izmjenjivač topline s umetkom od silicijum karbida ima kompaktnu strukturu i veliku površinu za izmjenu topline po jedinici volumena. Posjeduje unutrašnju oprugu za komprimiranje i apsorbiranje toplinske ekspanzije. Kada je temperatura dimnih gasova 1300 stepeni, temperatura predgrevanja vazduha može dostići i iznad 600 stepeni. Dio sučelja izmjenjivača topline usvaja odgovarajuću tehnologiju za smanjenje vibracija i jačanje brtvljenja kako bi se smanjilo curenje zraka. Stopa curenja zraka je manja od 5% profesionalnih zahtjeva.
Izmjenjivač topline od silicijum karbida sastoji se od većeg broja kvadrata vazdušnih kanala i pravougaonih cevi od silicijum karbida sa poprečnim presekom kanala za dimne gasove. Vazdušni kanal i pregrada kanala za dimne gasove su dvoslojni, čvrste strukture i visoke mehaničke čvrstoće. Rješava problem da se valovita keramička pregrada izmjenjivača topline lako puca i propušta zrak. Četiri zaptivke u obliku slova L zalijepljene su na spoju zračnih i dimnih kanala, školjka je izrađena od čelične ploče, a sredina je ispunjena aluminijsko-silikatnim vatrostalnim vlaknom, koje ima ulogu brtvljenja, toplinske izolacije i otpornosti na mehaničke vibracije. Disk za ulaz i izlaz vazduha je unutrašnjeg tipa priključka. Hladni i topli zrak će stvoriti stabilan protok u spojnoj cijevi, a brzina protoka je stabilna. Izmjenjivač topline može se široko koristiti u rekuperaciji dimnih plinova raznih industrijskih peći i idealan je uređaj za uštedu energije.
Visokotemperaturni keramički izmjenjivač topline cijevi od silicijum karbida karakterizira vatrootporna keramička cijev izmjenjivača topline izrađena od cijevnog diska dužine 380-1600mln. Spojni disk cijevi je kvadratni, osmougaoni ili poligonalni, spojni šav je stepenasti ili ravan spoj, srednji dio cijevi je opremljen vatrostalnim obručem, a cijev je premazana glazurom. Gornji i donji sloj izmjenjivača topline zaptiveni su izlivanjem. Keramički izmjenjivač topline konstruiran ovom metodom ima visoku zrakopropusnost, visoku efikasnost izmjene topline, a stopa propuštanja zraka je najmanje 50% manja od originalnog, što može produžiti vijek trajanja izmjenjivača topline i vijek trajanja uređaja. peći.
Korisni model se odlikuje po tome što su spoj keramičke cijevi za izmjenu topline i tijela cijevi integrirani u cjelinu, a spoj ima zaptivnu strukturu utora u obliku slova U, koja može učinkovito spriječiti predgrijavanje medija s višim pritiskom od curenja u medij za predgrijavanje sa nižim pritiskom, a može se koristiti u jami za namakanje preduzeća željeza i čelika, velikoj peći za kontinuirano grijanje, vertikalnoj retortnoj peći za destilaciju cinka za topljenje cinka sistema obojene metalurgije, tornju za destilaciju cinka peći i druge visokotemperaturne industrijske peći, temperatura predgrijavanja zraka može doseći 800 stepeni, a stopa uštede goriva je 40%.
Materijali i konstrukcija u cijevima za izmjenu topline
Cijevi
Izmjenjivači topline s promjerom kućišta od 10 inča do više od 100 obično se proizvode prema industrijskim standardima. Obično su cijevi od 0,625 do 1,5" koje se koriste u izmjenjivačima napravljene od niskougljičnog čelika, admiraliteta, bakra, bakra-nikla, nehrđajućeg čelika, hastelloy-a, inkonela ili titanijuma.
Tube sheets
Listovi cijevi obično su izrađeni od okruglog, spljoštenog lima metala. Rupe za krajeve cijevi su izbušene za krajeve cijevi u uzorku jedna u odnosu na drugu. Listovi cijevi se obično proizvode od istog materijala kao i cijevi i pričvršćeni su pneumatskim ili hidrauličnim tlačnim valjkom na cijev. U ovom trenutku, rupe za cijevi mogu se i bušiti i razvrtati, ili su to strojno obrađeni žljebovi (ovo značajno povećava čvrstoću spoja cijevi).
Sklop školjke
Školjka je izrađena ili od cijevi ili od valjane ploče. Iz ekonomskih razloga, čelik je najčešće korišteni materijal, a kada se radi o primjenama koje uključuju ekstremne temperature i otpornost na koroziju, specificiraju se drugi metali ili legure. Korištenje gotovih pope smanjuje troškove proizvodnje i vrijeme isporuke do krajnjeg kupca. Potreban je dosljedan unutrašnji prečnik ili 'zaobljenost' kako bi se minimizirao razmak pregrade na vanjskoj ivici, prekomjeran prostor smanjuje performanse jer tekućina teži ka kanalisanju i zaobilazi jezgro. Zaobljenost se obično povećava korištenjem trna i širenjem školjke oko njega ili dvostrukim valjanjem školjke nakon zavarivanja uzdužnog šava. U nekim slučajevima, iako ekstremni, školjka se izliva i zatim izbušava dok se ne postigne ispravan unutrašnji prečnik.
Poklopci i krajnji kanali
Poklopci / krajnji kanali regulišu protok tečnosti u krugu na strani cevi, obično su proizvedeni ili liveni. Montiraju se na cijev sa vijkom i sklopom brtve; mnogi dizajni uključuju 'mašinski urezan' kanal u cijevnom listu koji zaptiva spoj.
Pregrade
Pregrade funkcionišu na dva načina, tokom montaže funkcionišu kao vodilice cevi, u radu sprečavaju vibracije od vrtloga izazvanih strujanjem, poslednje, ali najvažnije, usmeravaju fluide sa strane ljuske kroz snop povećavajući brzinu i turbulenciju efektivno povećavajući brzinu prenosa toplote.
Sve pregrade moraju imati prečnik nešto manji od školjke da bi se uklopile, međutim tolerancije moraju biti dovoljno čvrste da se izbjegne gubitak performansi kao rezultat zaobilaženja tekućine oko pregrada. Ovo je mjesto gdje je koncept 'zaobljenosti školjke' od najveće važnosti u zatvaranju zaobilaznice oko pregrade.
Univerzalno otporne na koroziju cijevi od silicijum karbida (SiC).
PFA obložene cijevne ploče
Jedinstveni sistem zaptivanja sa FFKM i FKM O'ring brtvama
Izuzetna toplotna provodljivost
Podesiv broj cijevi, veličina, dužina i broj prolaza na obje strane
Prečnik školjke od 100 do 400 mm
Cijevi 14, 19 ili 25 mm Ø
Cijevi dužine 1000 mm do 4500 mm
Čelik obložen staklom, čelik obložen PTFE ili staklo za školjku ili zaglavlja na strani procesa
Ugljični čelik, nehrđajući čelik, čelik obložen staklom, čelik obložen PTFE ili staklo za školjku ili zaglavlja na servisnoj strani
Jedinstven, ultra siguran i pouzdan trostruki cijev / dvostruki sistem zaptivanja
Svrha izmjenjivača topline s omotačem i cijevi
Svrha izmjenjivača topline s školjkom i cijevi je prijenos topline s jednog fluida na drugi. Obično se koriste u širokom spektru industrija, uključujući hemijsku preradu, proizvodnju električne energije, naftu i plin i HVAC.
Izmjenjivači topline sa školjkama i cijevi su uređaji koji se koriste za prijenos topline između dva ili više fluida koji se nalaze na različitim temperaturama. Izmjenjivač topline se sastoji od niza cijevi koje su zatvorene unutar školjke. Dva fluida teku kroz cijevi unutar školjke, a zatim se toplina prenosi s jednog fluida na drugi kroz zidove cijevi.
Ovi izmjenjivači rade tako što dozvoljavaju primarnom fluidu da teče kroz cijevi, dok sekundarni fluid teče kroz vanjski omotač. Toplota se prenosi sa toplijeg fluida na hladniji fluid kroz zidove cevi, koje su obično napravljene od metala poput bakra ili nerđajućeg čelika.
Tečnosti se drže odvojeno kako bi se spriječilo miješanje, i obično teku u suprotnim smjerovima kako bi se povećala efikasnost prijenosa topline.
Nakon upotrebe, izmjenjivači topline mogu se u potpunosti očistiti i pripremiti za nove projekte, zahvaljujući jednosmjernom omotaču i cijevi. Ovo ne samo da pomaže u održavanju epruveta nezagađenim, već ih čini idealnim za kontinuirane ili serijske operacije.
Omotač i cijevni izmjenjivač topline, također poznat kao cijevni izmjenjivač topline, je međuzidni izmjenjivač topline sa površinom zida snopa cijevi zatvorenom u omotaču kao površina za prijenos topline. Ovakav izmjenjivač topline je jednostavan po strukturi i pouzdan u radu. Može se napraviti od različitih konstrukcijskih materijala (uglavnom metalnih materijala) i može se koristiti pod visokim temperaturama i visokim pritiskom. To je trenutno najraširenija vrsta.
Mjere predostrožnosti za zamjenu cijevi za izmjenu topline kod izmjenjivača topline s školjkom i cijevi:
1. Površina cijevi ne smije imati pukotine, nabore, tešku kožu i druge nedostatke.
2. Kada je potrebno spojiti cijevi, dozvoljen je samo jedan zavareni spoj za istu cijev za izmjenu topline (cijev u obliku slova U može imati dva spoja za zavarivanje). Dužina najkraće cijevi ne smije biti manja od 300mm, dok dužina presjeka cijevi u obliku slova U mora biti najmanje 50mm. Ne smije biti šava za spajanje u dugačkom dijelu ravnog cijevi. Količina neusklađenosti čeonog spoja ne smije prelaziti 15% debljine stijenke cijevi i ne smije biti veća od 0,5 mm.
3. Tvrdoća cijevi se mora provjeriti kada se cijev i cijev proširi. Općenito, tvrdoća cijevi mora biti 30HB niža od tvrdoće cijevnog lista. Kada je tvrdoća cijevi veća od ili blizu tvrdoće cijevnog lista, oba kraja cijevi će biti žarena, a žarena dužina mora biti 80~100 mm duža od debljine cijevnog lista.
4. Oba kraja cijevi i otvor na pločici cijevi moraju biti čisti i bez masnoće i druge prljavštine, i ne smije biti uzdužnih ili spiralnih tragova koji utiču na širenje i nepropusnost.
5. Oba kraja cijevi moraju izlaziti iz ploče cijevi, dužine 4 ± 1 mm.
6. Hidrauličko proširenje mora biti usvojeno za spoj cijevi i cijevne ploče. Svaka izbočina se mora ponovo naduvati najviše dva puta.
7. Kada su cijev i cijevna ploča zavareni, rezana površina cijevi mora biti ravna bez neravnina, neravnina, pukotina, međusloja, itd., i ne smije biti šljake, željeznog oksida, uljnog kamenca i drugih ostataka koji utiču na zavarivanje kvaliteta.
Strategije održavanja i čišćenja kućišta i cijevi izmjenjivača topline
Izmjenjivači topline s omotačem i cijevi dizajnirani su za potrebe in-line grijanja i hlađenja industrijskih i komercijalnih okruženja. Bez obzira na to koliko su dobro napravljene, ove integralne komponente su podložne prljanju i koroziji, tako da su neophodni protokoli pravilnog održavanja i čišćenja kako bi se osigurale dosljedne performanse i dugovječnost.
Koriste se za prijenos topline između fluida bez njihovog miješanja, ovi izmjenjivači su možda najčešći tip koji se koristi u nizu postavki. Poznavanje ispravnih proceduralnih koraka održavanja/čišćenja je od vitalnog značaja za njihov kontinuirani optimalni učinak.
Pregledajte spoljašnost da li ima znakova oštećenja (npr. pukotine, curenja, habanja i habanja) ili korozije, osiguravajući da je izmjenjivač u isto vrijeme pravilno pričvršćen.
Pregledajte snop cijevi da li ima znakova korozije ili zaprljanja. Ovo poslednje se dešava kada se čvrste materije nakupljaju na površini cevi, smanjujući efikasnost.
Provjerite tečnosti koje teku kroz izmjenjivač kako biste potvrdili ispravan tlak i temperaturu. Provjerite ima li znakova kontaminacije ili curenja.
Očistite cijev slijedeći metode u nastavku ako je prisutna korozija ili prljavština. Ako je prisutna samo standardna (tj. lagana) nečistoća, hemijsko čišćenje će biti dovoljno.
Ponovo sastavite izmjenjivač, osiguravajući da su sve komponente ponovo spojene i pravilno pričvršćene.
Testirajte na curenje, temperaturu i pritisak, osiguravajući da su napravljena potrebna podešavanja za optimalne performanse.
Iako se mogu činiti očiglednim, praćenje gore navedenih koraka (i održavanje budnosti za uobičajene probleme) je sastavni dio održavanja dugog vijeka trajanja ovih bitnih komponenti.
Uopšteno govoreći, korozija se događa kada materijal cijevi negativno reagira sa okolinom ili tekućinama, uzrokujući curenje, smanjen prijenos topline i stanjivanje stijenke cijevi.
Prevencija je najbolji način djelovanja. Upotreba materijala otpornih na koroziju (npr. titanijum ili nerđajući čelik) i nanošenje zaštitnih premaza uobičajena je praksa za sprečavanje takvih dešavanja. Međutim, testiranje i vizuelni pregled i dalje se moraju izvršiti kako bi se osiguralo rano otkrivanje korozije.
Ako je već došlo do velike korozije, komponente će trebati zamijeniti. Stoga, preventivne mjere treba slijediti u svakom trenutku.
Zaprljanje cijevi je najčešći problem povezan s izmjenjivačima topline s ljuskom i cijevi. Nastaje kada se materijal (tj., biološka materija, kamenac ili prljavština) akumulira na unutrašnjoj ili vanjskoj strani cijevi, smanjujući prijenos topline, smanjujući performanse sistema i povećavajući pad tlaka.
Zaprljanje cijevi možete riješiti na jedan od dva načina, ovisno o njegovoj ozbiljnosti.
Za lagana prljanja, hemijsko čišćenje će biti dovoljno. Ova metoda jednostavno koristi hemikalije za rastvaranje i ispiranje zaprljanog materijala. Međutim, za velike nečistoće najbolje je mehaničko čišćenje. To uključuje fizičko uklanjanje obrastajućeg materijala pomoću četke ili vodenog mlaza.
Pukotine ili curenja se smatraju mehaničkim oštećenjem. Obično se takvi problemi rješavaju zamjenom ili popravkom cijevi.
Izmjenjivači topline i 3D štampa, optimizacija topologije, rešetkaste strukture i primjene u svemiru
Izmjenjivači topline su nezamjenjivi u raznim primjenama. Uopšteno govoreći, izmenjivači toplote se koriste za prenos toplote između fluida (obično pokretnih fluida) kako bi se eliminisala prekomerna toplota koju proizvode komponente tokom rada. Posebno u vazduhoplovnim aplikacijama, većinu hlađenja motora obezbeđuje izmenjivač toplote zračnog ulja koji se nalazi između motora i kabine. Izmjenjivač topline može hladiti motorno ulje tokom rada, čime se optimizira kapacitet motora što je više moguće. Zbog toga uređaj mora biti u stanju da radi pod visokim temperaturama, teškim uslovima korozije i habanja, pogodan za avione sa dugim zastojima u morskoj atmosferi, dinamičkim vibracijama i dugotrajnim radnim područjima.
Zbog svoje složene strukture, vazdušni izmjenjivači topline se tradicionalno proizvode kroz dugotrajan proces sklapanja tankih ploča lemljenjem ili difuzijskim spajanjem. Za lemljenje se koriste dodatni metali s tačkom topljenja nižim od spojene podloge, što može proizvesti jaku adheziju i poboljšati otpornost na koroziju. Međutim, nije u potpunosti prikladan za velike komponente s više spojeva i zahtijeva visoko kvalifikovane i iskusne operatere za postizanje optimalnih rezultata. Inovativno difuzijsko spajanje može olakšati bolje i lakše spajanje između metalnih komponenti, što rezultira kompaktnim izmjenjivačima topline visokih performansi. Posebno, proces uključuje primjenu visoke temperature i pritiska za lijepljenje lima bez topljenja ili deformacije njegovog oblika. Međutim, ovaj proces zahtijeva specijaliziranu opremu i duže vrijeme obrade. Osim toga, uspjeh veze ovisi o površinskoj obradi i bliskom kontaktu između površina, što ograničava raspon primjene složenih geometrijskih oblika. Tokom godina, vazduhoplovna industrija je napravila značajan tehnološki napredak, a sada je efikasnost proizvodnje komponenti izmjenjivača topline veća kako bi se smanjio otpad. Međutim, razvoj novih i efikasnijih izmjenjivača topline još uvijek traje. Najvažnije je smanjiti konačnu težinu komponenti utječući na njihovu veličinu, uz postizanje visokog nivoa performansi toplinske efikasnosti. Stoga postoji nekoliko glavnih ciljeva u procesu projektovanja i proizvodnje izmjenjivača topline, koji su izazovni sa stanovišta troškova inženjeringa i proizvodnje.
Danas, sve komponente koje se koriste u vazduhoplovnoj industriji imaju zahteve za proizvodnju i radni vek kako bi zadovoljili najstrože ekološke propise, što primorava ove industrije da imaju novu viziju izmenjivača toplote. Nadaju se da će poboljšati efikasnost izmjene topline kroz složeni dizajn, ali tradicionalne tehnike proizvodnje mogu postići proizvodnju složenih sistema. Osim toga, ova nova regulativa je pokrenula razmatranje novih proizvodnih tehnologija, uzimajući tako u obzir materijale sa visokim odnosom gustine/čvrstoće.
Dizajn izmjenjivača topline obično uključuje složenu ravnotežu između maksimiziranja površine komponente i minimiziranja pada tlaka unutar komponente. Generalno, izmenjivači toplote se mogu klasifikovati na različite načine, kao što su mehanizmi prenosa, svojstva procesa, protok fluida i kompaktnost. Karakteristika kompaktnog izmjenjivača topline je da ima veliki broj površina za izmjenu topline po jedinici volumena, a maksimiziranje prijenosa topline minimiziranjem ukupnog volumena komponenti je osnova dizajna kompaktnog izmjenjivača topline. Zbog svoje relativno male veličine, male težine i visoke termičke efikasnosti, ovi kompaktni izmjenjivači topline su široko korišteni u zrakoplovnoj industriji.
Optimizacija topologije i struktura rešetke su visoko cijenjeni
Naučna zajednica još uvijek istražuje nove alate za dizajn i proizvodne metode kako bi odgovorila na postojeća ograničenja izmjenjivača topline i maksimizirala toplinsku efikasnost uz postizanje izuzetno kompaktnih i laganih komponenti. Mnogi detalji izmjenjivača topline na kraju nisu vođeni zahtjevima performansi, već proizvodnim mogućnostima. Stoga je razumijevanje efekata varijabli kao što su korak, visina rebra i debljina rebra ključno za ponovnu proizvodnju laganih izmjenjivača topline visokih performansi. U prošlosti, opsežna istraživanja o korelaciji između oblika peraja i termičke efikasnosti dovela su do dizajna novih izmjenjivača topline. Tradicionalno, tip rebara koji se koristi je rezultat procesa formiranja ili savijanja limova, a njihov geometrijski oblik mora omogućiti lako povezivanje na završnoj komponenti. Ovo smanjuje moguće geometrijske kombinacije za stvaranje novih i snažnijih izmjenjivača topline.
Savremena industrija je dostigla određeni nivo tehnološkog napretka, koji može osigurati prevazilaženje navedenih ograničenja. Konkretno, kombinacija optimizacije topologije u fazi projektovanja i aditivne proizvodnje u fazi proizvodnje proširila je proizvodni prostor izmjenjivača topline, dodala moguće kategorije i, pod određenim ograničenjima, može pomoći u poboljšanju performansi za zrakoplovne i druge primjene.
Optimizacija topologije je matematička tehnika koja koristi promjenjive parametre dizajna i ograničenja za generiranje oblika koji osiguravaju maksimizaciju ili minimiziranje jedne ili više funkcija cilja. Konkretno, optimizacija se postiže prilagođavanjem vrijednosti inženjerskih parametara kako bi se postigla maksimalna ili minimalna vrijednost funkcije cilja uz zadovoljenje ograničenja. Ovaj koristan alat, u kombinaciji sa naprednim softverom za računarsko modeliranje i tehnologijom aditivne proizvodnje, može kreirati dizajn izmenjivača toplote sa optimizovanim površinama i malom težinom.
Rastuća potražnja za maksimiziranjem odvođenja topline i performansi je nova vizija dizajna izmjenjivača topline. Na primjer, upotreba rešetkastih struktura se pokazala kao moguća metoda za poboljšanje prijenosa topline i poboljšanje efikasnosti izmjenjivača topline. Rešetkasta struktura je struktura sastavljena od stubova raspoređenih u periodičnom topološkom redu, koji se ponavljaju jednom ili više puta. Mrežasta struktura osigurava značajnu mehaničku otpornost, čime se formira efikasan sistem podrške opterećenju, a također pruža mogućnosti proizvodnje za razmjenu topline unakrsnog toka. Zbog poprečnog toka hladnog fluida koji se širi kroz pore, toplota iz vrućeg fluida se lokalno raspršuje kroz mrežastu strukturu kroz provodljivost i konvekciju. Kombinacija visoke toplotne provodljivosti, konvekcije i niske otpornosti protoka u praznim delovima rešetkaste strukture dovodi do efikasne razmene toplote. Tradicionalno, rešetkaste strukture se proizvode korištenjem tradicionalnih tehnika proizvodnje, koje imaju mnoga ograničenja u pogledu broja arhitektura. S druge strane, uvođenje moderne tehnologije aditivne proizvodnje proširilo je moguće geometrijske oblike koji se mogu kreirati.
Trenutno su u toku istraživanja o upotrebi šupljih konstrukcija, a kombinacija sa rešetkastim strukturama može značajno poboljšati toplinsku efikasnost. Ovi novi izmjenjivači topline sa šupljim zidovima proizvedeni aditivnom proizvodnjom imaju ogroman potencijal industrijskog razvoja, ali odnos između prijenosa topline, gubitaka i tipova konstrukcije još uvijek treba pravilno procijeniti. Međutim, neka ograničenja u proizvodnji rešetkastih struktura i karakteristika tankih zidova kroz aditivnu proizvodnju i dalje su izazovi kojima se naučna istraživanja nastoje pozabaviti. Ograničenja minimalnog i maksimalnog nagiba, debljine i tačnosti ne garantuju uvijek izradu složenih konstrukcija.
Aditivna proizvodnja izmjenjivača topline
Aditivna proizvodnja je moderan proizvodni proces koji pruža veliku fleksibilnost i mogućnosti za stvaranje novih proizvoda složenih geometrijskih oblika. Posljednjih desetljeća, aditivna proizvodnja je imala ogroman utjecaj na industrijski sektor gdje je tradicionalnim proizvodnim tehnikama teško proizvesti proizvode, a sirovinski otpad je ozbiljan. Osim toga, uvođenje aditivne proizvodnje omogućilo je implementaciju tehnologija kao što je optimizacija topologije, čime se poboljšavaju performanse smanjenjem težine komponenti. Stoga je korištenje ovih procesa za proizvodnju komponenti u zrakoplovnoj industriji povećalo mogućnosti za inovacije i omogućilo nove metode za proizvodnju izmjenjivača topline.
Danas postoje desetine procesa aditivne proizvodnje, ali proces 3D štampanja koji može proizvesti izmjenjivače topline treba pažljivo identificirati. Tehnologija direktnog taloženja energije (DED) može proizvesti velike komponente, ali je konačna površina i preciznost dimenzija proizvoda loša, što ovaj proces čini neprikladnim za proizvodnju tankih izmjenjivača topline. Ultrazvučna aditivna proizvodnja (UAM) koristi ultrazvučno trenje za povezivanje tankih metalnih ploča, a zatim obrađuje sloj kroz subtraktivnu proizvodnju kako bi se stvorio željeni geometrijski oblik. Trenutno, mnoge studije pokazuju sposobnost ove tehnologije za proizvodnju izmjenjivača topline. Tehnologija topljenja u sloju praha je do danas najraširenija metoda aditivne proizvodnje za proizvodnju metalnih dijelova velikih razmjera, a ovaj proces proizvodi najčešći 3D printani izmjenjivač topline koji je trenutno dostupan. Dizajniranje efikasnijih izmjenjivača topline za industrije kao što su zrakoplovni motori postalo je moguće sa zrelošću tehnologije 3D printanja.
Plan revizije za GB/T151 izmjenjivač topline
1. Izmjenjivači topline
Nacionalni standardni plan "Izmjenjivač topline" je pod jurisdikcijom TC262 (Nacionalni tehnički komitet za standardizaciju kotlova i posuda pod pritiskom), koji sprovodi 262SC5 (Nacionalni standardizacijski odbor za kotlove i posude pod pritiskom), a nadgleda ga Nacionalni komitet za standarde.
2. Glavne jedinice za izradu nacrta
Gansu Lanke Petrochemical High tech Equipment Co., Ltd., Kineski institut za ispitivanje i istraživanje posebne opreme, Državna uprava za regulaciju tržišta, Biro za nadzor sigurnosti posebne opreme, China Petrochemical Engineering Construction Co., Ltd., Sinopec Guangzhou Engineering Co., Ltd., Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co., Ltd., Xi'an Jiaotong University, Tianjin University, Tsinghua University, China Kunlun Engineering Co., Ltd., Tianhua Chemical Machinery and Automation Research and Design Institute Co., Ltd., Kina Tianchen Engineering Co ., Ltd., Šangajski institut za nadzor i inspekciju specijalne opreme, Istraživački institut za tehnologiju, Jiangsu Institut za nadzor sigurnosti i inspekcije specijalne opreme, China Petroleum&Chemical Corporation Šangaj Gaoqiao Branch, Lanzhou Lanshi Group Co., Ltd., Zhejiang Zhongda New Materials Co. , Jiangsu Changbao Puleisen Steel Pipe Co., Ltd. PetroChina East China Design Institute Co., Ltd., Lanzhou Guanyu prijenos topline i inženjering Technology Research Co., Ltd., Shanghai Blue Ocean Science and Technology Innovation Testing Co., Ltd. , itd.
3. Osnovne informacije
Broj plana: 20241614-T-469
Revizija: Revizija
Trajanje projekta: 16 mjeseci
Datum izlaska: 31. maj 2024
Datum proglašenja: 21. avgust 2021
Datum početka objave: 12.04.2024
Rok za objavljivanje: 12.05.2024
Standardna kategorija: Proizvod
Međunarodni standardni klasifikacioni broj: 71.120.30
Centralizovana jedinica: Nacionalni tehnički komitet za standardizaciju kotlova i posuda pod pritiskom
Izvršna jedinica: Ogranak za izmenjivače toplote Nacionalnog tehničkog komiteta za standardizaciju kotlova i posuda pod pritiskom
Odgovorno odeljenje: Nacionalni komitet za standarde
4. Situacija potražnje
GB/T 151 je TSG 21 koordinirani standard, koji pripada osnovnom tehničkom standardu za izmjenjivače topline u Kini. GB 151-1999 verzija uključuje englesku verziju, pružajući značajnu pomoć kineskoj tehnologiji izmjenjivača topline i proizvodima za ulazak na prekomorska tržišta; Trenutno se povećava broj međunarodnih projekata koje vodi nezavisna kineska tehnologija, a nakon revizije novih standarda, ukupna struktura, obim primjene, tehnički sadržaj i ocjenjivanje energetske efikasnosti pretrpjeli su značajne promjene. Stoga, engleska verzija standarda treba da se implementira istovremeno kako bi se obezbijedila standardna podrška za izgradnju nezavisnog kineskog brenda, jačanje međunarodne razmjene energetske efikasnosti i promoviranje proizvoda u inostranstvu.
5. Svrha i značaj
Izmjenjivač topline je jedinična procesna oprema koja se koristi za razmjenu i prijenos topline, koja se široko koristi u industrijama kao što su naftna, hemijska, metalurška, energetska, farmaceutska, prehrambena, laka industrija, mašine, itd. Prema statistikama Državne uprave za regulaciju tržišta, u Kini postoji skoro 5 miliona registrovanih posuda pod pritiskom i skoro 1 milion izmjenjivača topline, što čini više od 20%.
Izmjenjivači topline pripadaju specifičnoj vrsti posuda pod pritiskom, a osiguranje sigurnosti je od suštinskog značaja. Osim toga, kao ključna oprema koja troši energiju u procesnoj industriji, njihov nivo energetske efikasnosti je važna garancija za zeleni razvoj energetske industrije.
Od 1990-ih, Kina je postepeno razvijala koncept uspostavljanja tehničkog standardnog sistema za izmjenjivače topline s kineskim karakteristikama na osnovu istraživanja. 2014. godine postepeno je formirana sistemska arhitektura koja pokriva proizvode, komponente i standarde performansi zasnovana na GB/T 151. Istovremeno, zajednički zahtjevi za sigurnost i performanse prvi put su razjašnjeni u standardu.
U protekloj deceniji, uz usmjeravanje i implementaciju nacionalnih strateških pravaca kao što su ugljični vrh i neutralnost ugljika, razvoj energetske industrije predstavio je novu situaciju. Potražnja za novim poljima nastavlja da se širi, scenariji primjene se stalno pojavljuju, a razvoj velikih razmjera cvjeta. Proizvodi izmjenjivača topline predstavili su složene i raznolike razvojne modele, a postojeće standardne granice su probijene.
U tu svrhu, potrebno je sveobuhvatno ispitati i sprovesti istraživanje prilagodljivosti standardnog opsega, metoda i indikatora, te razviti i poboljšati u sljedeća četiri aspekta: 1) Scenariji primjene: „energetski“ atribut nafte se postepeno slabi, a potražnja za njim kao hemijskim osnovnim materijalom postepeno raste, sa jasnim trendom razvoja „materijalizacije“; U isto vrijeme, potražnja za novim poljima kao što su čista energija, solarna energija i energija vodonika stalno raste.
Originalna primjenjiva polja i opseg proizvoda standarda više nisu prikladni za potrebe razvoja industrije. Neophodno je revidirati i poboljšati sistem opštih tehničkih standarda za izmjenjivače topline, sumirati i unaprijediti zajedničke zahtjeve za izmjenjivače topline; Proširiti opseg referentnih standarda za proizvode izmjenjivača topline kako bi uključili različite tipove proizvoda izmjenjivača topline kao što su tip kartice, tip potpuno zavarene ploče i tip pločastog omotača; Upijanje i promicanje novih standarda za proizvode izmjenjivača topline kao što su namotana cijev i zavarena ploča sa vakuumom difuzijom; Uzimajući u obzir kontinuirani razvoj standarda, dajte smjernice ili rješenja za buduće proizvode koji će biti uključeni u nadležnost GB/T 151.
2) Ocjenjivanje energetske efikasnosti: Očuvanje energije i smanjenje emisija postali su važna sredstva za postizanje nacionalnih strategija kao što su ugljični vrh i neutralnost ugljika. Kao oprema sa visokom potrošnjom energije i povratom energije za rafinerijska preduzeća, poboljšanje prenosa toplote izmenjivačem toplote, proračun i evaluacija energetske efikasnosti postali su ključna pitanja koja hitno treba prevazići.
Tehnologija pasivnog poboljšanog prijenosa topline predstavljena visokoefikasnim komponentama i strukturama protoka je postigla značajan napredak, promovirajući napredak tehnologije prijenosa topline poboljšane izmjenjivačem topline. Međutim, postoji nedostatak kvantitativnih podataka koji bi vodili odabir proizvoda i dizajn; Tradicionalna metoda analize putanje protoka predlaže osnovne zahtjeve za konstrukcijski dizajn područja curenja na strani kućišta kućišta i cijevi izmjenjivača topline, ali nedostaje kvantitativna analiza ili eksperimentalna verifikacija podataka.
U tu svrhu potrebno je kvantifikovati indikatore i elemente evaluacije koji se odnose na energetsku efikasnost, te postepeno poboljšavati metode izračunavanja i evaluacije energetske efikasnosti različitih standarda proizvoda.
3) Poboljšanje kvaliteta i efikasnosti: NB/T 47019 je predložio strožiju tačnost TI nivoa na osnovu originalne tačnosti I i II nivoa, dodatno poboljšavajući nivo kvaliteta komponenti razmenjivača toplote. Shodno tome, standard treba dodatno poboljšati kako bi se uspostavio sistem ocjenjivanja kvaliteta za snopove cijevi.
U tu svrhu, standard treba razumno klasificirati i uskladiti serije preciznosti i veličine cijevnih ploča i rupa za cijevi na osnovu njihovih karakteristika upotrebe, dopuniti i poboljšati strukturni tip, konstrukcijski dizajn i metode proračuna čvrstoće glava cijevi, te formulirati posebne zahtjevi za zavarivanje, evaluacija procesa dilatacije, metode ispitivanja bez razaranja, itd., kako bi se poboljšao unutrašnji kvalitet izmjenjivača topline.
4) Veliki obim: Integrisani procesi rafinacije i hemijske obrade, kao i oprema velikih razmera, postali su neizbežni trend u razvoju petrohemijske industrije. Strukturne dimenzije proizvoda se ubrzano razvijaju prema ekstremnim veličinama, a nazivni prečnik velikog broja izmjenjivača topline značajno je premašio 4000 mm (EO reakcija/izmjenjivači topline, anhidrid maleinske reakcije/reaktori, stirenski višestepeni hladnjaci itd.).
Uslovi visokog opterećenja izmjenjivača topline čine vibracije uzrokovane protokom velikih snopova cijevi jednim od ograničavajućih faktora za pouzdanost proizvoda.
Metoda dizajna ploča cijevi ima mnoga ograničenja u razmatranju velikih promjera, nestandardnih cijevi i vertikalnih opterećenja vlastitom težinom.
U tu svrhu, standard treba istražiti tehnološki napredak i inženjersko iskustvo velikih proizvoda, poboljšati raspon primjenjivih promjera različitih tipova izmjenjivača topline, poboljšati metodu dizajna vibracija izazvanih fluidom, poboljšati mjere podrške inženjeringu, promovirati primjenu lakih metoda projektovanja cijevnih ploča, poboljšavaju model proračuna, parametre i indikatore evaluacije cijevnih ploča i formiraju inženjersku metodu pogodnu za numeričku analizu cijevnih ploča u velikim izmjenjivačima topline.
6. Obim i glavni tehnički sadržaj
1, Ovaj standard utvrđuje opšte zahteve, materijale, dizajn, proizvodnju, inspekciju, prihvatanje, instalaciju i upotrebu metalnih izmenjivača toplote.
Projektni pritisak koji se primjenjuje na ovaj standard je:
a) Projektni pritisak kućišta i cevi izmenjivača toplote ne sme da prelazi 35 MPa;
b) Projektni pritisak drugih strukturalnih tipova izmjenjivača topline određuje se prema odgovarajućim standardima proizvoda.
Projektna temperatura primjenjiva na ovaj standard je:
a) Čelik ne smije prelaziti dozvoljeni temperaturni raspon za materijale navedene u GB 150.2-2011;
b) Ostali metalni materijali određuju se prema dozvoljenoj radnoj temperaturi navedenoj u odgovarajućim referentnim standardima. Nominalni promjer koji se primjenjuje na izmjenjivače topline s omotačem i cijevi u ovom standardu ne smije prelaziti 6000 mm, a proizvod projektnog tlaka (MPa) i nazivnog promjera (mm) ne smije biti veći od 4,05 × 10 ^ 4.
2, Glavni tehnički sadržaj
a) Poboljšati opšte zahteve:
1) Unaprijediti klauzulu "Opšti zahtjevi" GB/T 151 4.1.1, pod uslovom da se za nove prilike i nove strukture izmjenjivača topline koji ispunjavaju opšte zahtjeve ovog standarda razvijaju posebni tehnički uslovi ili standardi preduzeća na osnovu o uslovima opterećenja i strukturnim karakteristikama za one koji još nemaju standarde za proizvode.
2) Poboljšati "Opšti zahtjevi" GB/T 151 4.1.2 klauzulu i dopuniti SH/T 3119-2016 (tip rukavca), NB/T 47004.2 (tip potpuno zavarene ploče), XXXX (tip školjke ploče ) i drugi standardi za proizvode izmjenjivača topline.
b) Izraditi specijalizovane tehničke propise za glave cijevi:
1) Dodati Dodatak N za rješavanje pitanja pojedinačnog tipa i loše primjenjivosti evaluacije procesa zavarivanja za glave cijevi za izmjenu topline u Dodatku D NB/T 47014. Predložiti posebne zahtjeve za ocjenu procesa zavarivanja ugaonih zavara, žljebova i kombinovanih šavova zavari za glave cijevi. Kao odgovor na usku primjenjivost tipova ispitivanja bez razaranja i kriterija za defekte za glave cijevi u Dodatku A NB/T 47031.2, te u kombinaciji sa visokim zahtjevima za parametre i pouzdanost u industriji, posebni zahtjevi za ispitivanje bez razaranja cijevi predložene su glave, pojašnjavajući klasifikaciju unutrašnjih defekata i metode ispitivanja bez razaranja za procesne uzorke glave cijevi.
2) Dodati Dodatak P i predložiti posebne zahtjeve za ocjenu procesa dilatacije glave dilatacijske cijevi čvrstoće.
3) Dodati Dodatak Q, koji predlaže metode evaluacije i pravila implementacije za zavarivanje čvrstoće, proširenje čvrstoće i kombinovano opterećenje glave cijevi izvlačenjem.
4) Dodati klauzulu 8.13 GB/T 151 o "Ispitivanju bez razaranja" (prethodno pomaknuto prema dolje), obezbijediti osnovne klauzule za radiografsko ispitivanje glava cijevi (kao što je navedeno u projektnoj dokumentaciji, kada je medij izuzetno opasan...) , i predložiti minimalni omjer uzorkovanja.
c) Nadogradnja parametara specifikacije:
1) Poboljšajte klauzulu "Opseg" GB/T 151 1.5, proširite raspon promjera snopova cijevi koji se ne mogu izvlačiti na 6000 mm, proširiti raspon promjera izvlačivih snopova cijevi na 2600-3000mm i povećati proizvod projektnog pritiska i nazivnog prečnika na 4,05 × 10 ^ 4.
d) Vibracije izazvane fluidom: Kombinovanjem napretka tehnologije nuklearne energije sa slučajevima primene petrohemijskog inženjeringa, poboljšati metodu projektovanja vibracija izazvanih fluidom i dalje poboljšati mere podrške inženjeringu; Konkretno, uključuje:
1) Poboljšati klauzulu 6.8 GB/T 151 za "shell proces" i dopuniti novu metodu dizajna obilaznice.
2) Poboljšati Dodatak C GB/T 151 o "Vibracijama izazvanim fluidom" i obezbijediti principe dizajna za potpuno oslonjene ploče i ploče protiv vibracija.
e) Metoda proračuna proširenja cijevne ploče:
1) Objašnjenje primjenjivosti opterećenja ploče cijevi (osobna težina) i metode proračuna (veliki prečnik).
2) Metoda proračuna naprezanja velike vanjske konstrukcije cijevi.
3) Proračunski kriteriji za ekvivalentnu krutost kosih konusnih konstrukcija u obliku kotlića.
4) Za otvore oko cijevne ploče predložena je minimalna udaljenost.
5) Metoda analize naprezanja za ekvivalentnu čvrstu strukturu ploče cijevi.
f) Podržava nadogradnju podataka:
1) Dodajte klasiranje velikog prečnika cilindru i navedite minimalnu vrijednost debljine.
2) Obezbedite toleranciju zaobljenosti za cilindre velikog prečnika.
g) Dopuna indikatora energetske efikasnosti za izmjenjivače topline:
1) Poboljšati klauzulu a) u odjeljku 4.3.2.1 GB/T 151 "Izbor i proračun" i dopuniti specifične zahtjeve energetske efikasnosti;
2) Dodati klauzulu d) u odeljku 4.3.2.1 GB/T 151 "Izbor i proračun" da dopuni metode ispitivanja i evaluacije energetske efikasnosti.
h) Konkretne mere za efikasan prenos toplote:
1) Poboljšajte odjeljak 4.3.2.2 GB/T 151 "Izbor i proračun", i preporučite korištenje visokoefikasnih elemenata za prijenos topline ili visokoefikasnih bočnih struktura školjke kao metoda za poboljšanje efikasnosti prijenosa topline.
2) Poboljšajte odeljak 5.4.2 GB/T 151 o "Cevi za izmjenu topline", dodajte komponente za prijenos topline visoke efikasnosti kao što su upredene cijevi i obezbijedite primjenjive scenarije i indikatore efikasnosti prijenosa topline za različite vrste komponenti.
3) Poboljšati odjeljke 6.8.2.1 i 6.8.2.3 GB/T 151 "Pregrade (komponente)" i dodati tipične crteže, primjenjive scenarije, principe rasporeda i indikatore efikasnosti prijenosa topline za visokoefikasne bočne strukture školjke kao što su spiralne pregrade i pregrade.
i) Kvantitativni indikatori curenja i ocjenjivanje energetske efikasnosti puteva toka ljuske: Predložite kvantitativne podatke o indikatorima curenja svakog puta protoka u putanji toka ljuske, uspostavite odnos između nivoa paketa i indikatora energetske efikasnosti i postignete kvantifikaciju podataka i ocjenjivanje energetske efikasnosti.
j) Određivanje i optimizacija indeksnih parametara putanje toka ljuske:
1) Revidirati odjeljak 6.8.2.2.3 GB/T 151 "Kontrola zazora između cijevi za izmjenu toplote i pregrada" kako bi se odvojili i precizirali indikatori zazora, koji odgovaraju klasifikaciji energetske efikasnosti.
2) Revidirati odjeljak 6.8.2.3 GB/T 151 o razmaku između pregrada i provjeriti prilagodljivost indeksa minimalnog razmaka u vezi sa analizom polja protoka.
3) Revidirati odjeljak 6.8.3.2 GB/T 151 "Podešavanje prigušivača zaobilaznice", kombinovati analizu polja protoka kako bi se odredio kvantitativni odnos između strukture bajpasa i putanje toka obilaznice, provjeriti principe podešavanja, obezbijediti zahtjeve za podešavanje i odgovarati energetskoj efikasnosti klasifikacija.
4) Revidirati odjeljak 6.8.2.2.1 GB/T 151 "Spoljni prečnik i dozvoljeno odstupanje pregrada", kombinovati analizu polja protoka da odredi kvantitativni odnos između zazora cilindra ploče i protoka curenja, poboljšati dozvoljeno odstupanje vanjskog prečnika i zaobljenost cilindra indikatore, poboljšavaju indikatore dok ispunjavaju zahtjeve inženjerske konstrukcije i odgovaraju klasifikaciji energetske efikasnosti.
5) Revidirati odjeljak 6.8.3.3 GB/T 151 "Blocking Pipe", kombinovati analizu polja protoka kako bi se odredio kvantitativni odnos između unutrašnjih kanala bez cijevi i protoka curenja, provjeriti principe podešavanja, obezbijediti zahtjeve za podešavanje i odgovarati klasifikaciji energetske efikasnosti .
FAQ
Popularni tagovi: sic cijev za izmjenu topline, Kina sic cijev za izmjenu topline proizvođači, dobavljači, tvornica
