Thiết bị trao đổi nhiệt giữ vai trò then chốt trong nhiều hệ thống công nghiệp nhờ khả năng truyền nhiệt hiệu quả giữa các dòng lưu chất mà không gây trộn lẫn. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ về cấu tạo bên trong cũng như tính ứng dụng rộng rãi của thiết bị này trong thực tế.
Trong bài viết dưới đây, ICM sẽ cùng bạn tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các lĩnh vực ứng dụng tiêu biểu của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm— từ đó giúp doanh nghiệp lựa chọn giải pháp phù hợp, nâng cao hiệu suất vận hành và tối ưu chi phí đầu tư.
Mục lục
- 1 1. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm là gì?
- 2 2. Cấu tạo chung của Bộ trao đổi nhiệt.
- 3 3. Lưu ý khi lựa chọn bộ trao đổi nhiệt dạng chùm.
- 4 4. Đặc điểm của Thiết bị trao đổi nhiệt.
- 5 5. Gia công Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm.
- 6 6. Đơn vị thi công lắp đặt Bộ trao đổi nhiệt toàn quốc
- 7 Thông tin liên hệ
1. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm là gì?
Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm hay còn gọi là bộ trao đổi nhiệt dạng ống chùm là một trong những dạng thiết bị trao đổi nhiệt, khác biệt nằm ở chất tải nhiệt được ngăn cách bằng các ống nhỏ bên trong và vỏ bên ngoài để ngắn sự pha trộn hoặc tiếp xúc trực tiếp giữa các chất tải nhiệt.
Thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp quan trọng, bao gồm nhiệt điện, hóa dầu, xử lý khí, hệ thống điều hòa không khí, công nghiệp hóa chất và đóng tàu. So với thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, thiết kế dạng ống chiếm ưu thế hơn về mức độ sử dụng, với tỷ lệ phổ biến dao động từ 40% đến 60% trong thực tế vận hành.
2. Cấu tạo chung của Bộ trao đổi nhiệt.
Về mặt cấu tạo, thiết bị dạng ống chùm có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau như kim loại, hợp kim hoặc vật liệu phi kim – tùy thuộc vào điều kiện làm việc cụ thể. Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị có thể thay đổi linh hoạt, từ quy mô nhỏ khoảng 0,1 m² đến quy mô công nghiệp lớn lên đến 100.000 m².
Hiện nay, thiết bị trao đổi nhiệt được thiết kế với nhiều kiểu dáng và nguyên lý hoạt động khác nhau, phù hợp với từng mục đích sử dụng cụ thể. Tuy nhiên, về mặt cấu tạo, hầu hết các loại thiết bị này đều gồm 07 bộ phận chính:
- Ống trao đổi nhiệt
Đây là bộ phận quan trọng của Bộ Trao Đổi Nhiệt Ống Chùm, bề mặt của ống trao đổi nhiệt chính là bề mặt truyền nhiệt giữa hai dòng lưu chất, với một dòng chảy bên trong ống và dòng còn lại chảy bên ngoài ống.
Để đảm bảo hiệu quả truyền nhiệt và độ bền khi vận hành ở điều kiện khắc nghiệt, vật liệu chế tạo ống trao đổi nhiệt thường là:
– Thép chịu nhiệt và chịu ăn mòn như A106, A213, A312, A515GrB, A516GrM…
– Thép không gỉ như SUS304, SUS304L, SUS316, SUS316L
– Đồng và hợp kim đồng, phổ biến trong các hệ thống làm lạnh…
Các ống này được liên kết chắc chắn với mặt sàng thông qua các phương pháp như: Nong ống; Hàn ống; Hoặc kết hợp cả hai phương pháp để tăng độ kín khít và độ bền cơ học trong các ứng dụng áp suất cao.
Có hai loại dạng ống trao đổi nhiệt được sử dụng: Ống trơn hoặc sử dụng ống có cánh khi một trong hai lưu chất có hệ số truyền nhiệt thấp hơn đáng kể, nhằm tăng diện tích bề mặt truyền nhiệt và nâng cao hiệu suất thiết bị.
- Mặt sàng lắp ống
Mặt sàng ống có dạng hình tròn, thường là một tấm kim loại được gia công khoét lỗ theo đường kính ống trao đổi nhiệt và tạo rãnh thích hợp theo dạng hình học để cố định ống. Các ống được lắp vào các lỗ mặt sàng bằng phương pháp hàn thủ công hoặc tự động hay phương pháp nong ống hoặc kết hợp cả hai, tuỳ thuộc vào vật liệu ống và yêu cầu vận hành.
Ngoài ra, mặt sàng cần có khả năng chống ăn mòn và được chế tạo từ vật liệu có tính tương thích điện hóa với ống trao đổi nhiệt và vỏ thiết bị, nhằm đảm bảo độ bền trong quá trình vận hành.
- Vỏ và cửa lưu chất vào / ra
Vỏ thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm là bộ phận chứa lưu chất chảy bên ngoài các ống trao đổi nhiệt. Thông thường, vỏ có tiết diện tròn, được chế tạo từ thép tấm bằng cách cuộn và hàn mối nối dọc thành hình trụ.
Cửa lưu chất là điểm ra vào của lưu chất bên ngoài ống, giúp điều hướng dòng chảy. Phía vòi phun vào thường có tấm cản lực đặt dưới để chuyển hướng và tăng tốc dòng chất lỏng, làm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt với hàng ống trên cùng.
- Khoang đầu và đầu đưa chất lỏng vào / ra phía trong ống
Khoang đầu cùng các đầu dẫn lưu chất phía trong ống có chức năng kiểm soát và dẫn hướng dòng lưu chất bên trong ống trao đổi nhiệt dạng ống chùm. Vật liệu chế tạo được làm bằng hợp kim.
- Nắp đậy
Nắp đậy của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm là tấm hình tròn (có thể là một chỏm cầu) được lắp với mặt bích của khoang đầu bằng các bulong.
- Tấm chia khoảng
Với một số thiết bị trao đổi nhiệt dạng dạng ống chùm, tấm chia khoang được sử dụng khi thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm thiết kế với số khoang ống từ 2 trở lên
- Vách ngăn
Vách ngăn (tấm chắn) dạng viên phân đơn trong bộ trao đổi nhiệt có các chức năng chính:
– Định vị và cố định ống trong quá trình lắp đặt và vận hành.
– Ngăn chặn rung động ống do dòng chảy xoáy.
– Định hướng dòng chảy phía vỏ, làm tăng vận tốc và nâng cao hệ số truyền nhiệt.
– Duy trì khoảng cách đồng đều giữa các ống.
3. Lưu ý khi lựa chọn bộ trao đổi nhiệt dạng chùm.
Lưu ý về lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm theo đặc điểm lưu chất và nhiệt độ:
- Với nhiệt độ chênh lệch lớn giữa hai lưu thể, thường dùng loại có đầu ống di chuyển tự do (floating head) hoặc ống chữ U để giảm ứng suất nhiệt.
- Khi nhiệt độ chênh lệch nhỏ và cần kiểm soát tốc độ dòng bên ngoài thấp, chọn loại có chùm ống cố định với thiết kế dòng chảy phù hợp.
Đối với quá trình có ngưng tụ, dùng loại có vành bù giãn nở nhiệt hoặc kiểu ấm đun (Kettle) để tối ưu hiệu suất.
4. Đặc điểm của Thiết bị trao đổi nhiệt.
Ưu điểm
- Chi phí hợp lý hơn so với thiết bị dạng tấm: Thiết bị ống chùm thường ít tốn kém hơn khi sản xuất và vận hành so với các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, đặc biệt với các ứng dụng công nghiệp lớn.
- Phù hợp với nhiệt độ và áp suất làm việc cao: Thiết bị có khả năng chịu được điều kiện làm việc với nhiệt độ và áp suất cao hơn nhiều so với các loại trao đổi nhiệt khác, thích hợp với ngành công nghiệp nặng như nhiệt điện, lọc hóa dầu.
- Giảm áp suất thấp hơn trên bộ làm mát ống: Do thiết kế ống dẫn lưu chất, áp suất giảm trong thiết bị được kiểm soát tốt hơn, giúp vận hành ổn định và giảm hao tổn năng lượng.
- Dễ dàng phát hiện và sửa chữa rò rỉ: Việc thử áp suất để phát hiện rò rỉ trong các ống trao đổi nhiệt rất đơn giản và hiệu quả, giúp giảm thiểu thời gian bảo trì và tăng độ tin cậy.
- Hiệu quả trong hệ thống làm lạnh: Bộ trao đổi nhiệt dạng ống hoạt động tốt trong các hệ thống làm lạnh, đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt ổn định.
- Chống ăn mòn tốt nhờ sử dụng cực dương hy sinh: Các hệ thống có thể sử dụng cực dương hy sinh (anode bảo vệ) để bảo vệ khung và ống khỏi sự ăn mòn, nâng cao tuổi thọ thiết bị.
- Ưu thế trong làm mát dầu bôi trơn: Thiết bị ống chùm được ưa chuộng trong các ứng dụng làm mát dầu bôi trơn nhờ khả năng xử lý lưu lượng và trọng lượng dầu tốt hơn, giúp bảo vệ động cơ và máy móc hiệu quả.
Nhược điểm
- Kích thước lớn: Do diện tích trao đổi nhiệt trên thể tích thấp, thiết bị thường chiếm nhiều không gian hơn các thiết bị dạng tấm.
- Khó vệ sinh khi lưu chất có nhiều cặn: Ống nhỏ dễ bị tắc nghẽn, việc làm sạch phức tạp hơn so với bề mặt phẳng dạng tấm.
- Chi phí bảo trì có thể cao: Mặc dù thử áp suất đơn giản, nhưng việc thay thế ống hoặc sửa chữa khi rò rỉ vẫn đòi hỏi kỹ thuật và chi phí nhất định.
- Giới hạn về khả năng mở rộng: Thay đổi công suất đòi hỏi phải thay đổi hoặc thiết kế lại toàn bộ thiết bị.
5. Gia công Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm.
ICM là đơn vị uy tín chuyên gia công thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, đáp ứng yêu cầu khắt khe của nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là một số hình ảnh thể hiện quy trình sản xuất và chất lượng sản phẩm tại ICM.
6. Đơn vị thi công lắp đặt Bộ trao đổi nhiệt toàn quốc
Công ty ICM chuyên cung cấp và thi công lắp đặt các sản phẩm thiết bị công nghiệp, trong đó thiết bị trao đổi nhiệt đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa hiệu suất nhiệt của hệ thống. Thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng để truyền nhiệt giữa các lưu chất khác nhau, giúp tiết kiệm năng lượng và duy trì sự ổn định trong quá trình vận hành.
Dịch vụ thi công lắp đặt thiết bị trao đổi nhiệt của ICM cam kết đảm bảo chất lượng, độ chính xác và an toàn tối ưu. Chúng tôi thực hiện lắp đặt các loại thiết bị trao đổi nhiệt đa dạng về kích thước, công suất và ứng dụng, phù hợp với yêu cầu của từng khách hàng, từ các hệ thống công nghiệp vừa và lớn đến các dây chuyền sản xuất chuyên biệt.
Dịch vụ của chúng tôi bao gồm:
- Tư vấn thiết kế 24/7, hỗ trợ khách hàng mọi lúc mọi nơi
- Gia công bồn bể và thiết bị theo kích thước, yêu cầu riêng biệt
- Thi công lắp đặt trực tiếp tại công trình hoặc bàn giao sản phẩm hoàn chỉnh
- Bảo hành và bảo dưỡng định kỳ, đảm bảo vận hành ổn định
Cam kết của chúng tôi:
- Sản phẩm đạt chất lượng cao, tuân thủ tiêu chuẩn ISO
- Thi công nhanh chóng, đảm bảo tiến độ đã cam kết
- Giá thành hợp lý, cạnh tranh trực tiếp từ xưởng, không qua trung gian
- Dịch vụ hậu mãi tận tâm, chuyên nghiệp
- Bảo hành sản phẩm lâu dài, tạo sự an tâm tuyệt đối cho khách hàng
Thông tin liên hệ
CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ CÔNG NGHIỆP ICM
Địa chỉ: 217/14 Khu phố Tây B, phường Đông Hoà, TP Dĩ An, Bình Dương
Nhà máy: 09/19A Đường Chiêu Liêu, phường Tân Đông Hiệp, TP Dĩ An, Bình Dương
Hotline: 0944 249 686
Email: icmsales03@gmail.com
Website: icmtank.com
Chúng tôi rất hân hạnh được hợp tác cùng quý khách hàng!
ICM luôn sẵn sàng cung cấp thông tin chi tiết và tư vấn chính xác về các thiết bị trao đổi nhiệt, giúp khách hàng lựa chọn giải pháp phù hợp nhất cho nhu cầu của mình. Nếu bạn quan tâm hoặc cần hỗ trợ thêm, đừng ngần ngại liên hệ với ICM để được tư vấn chuyên nghiệp và hỗ trợ kịp thời.
