Intercambiador de calor de carcasa y tubos: lo que debe saber

Intercambiadores de calorpermitir la transferencia de energía de un medio a otro. Puede utilizar esta transferencia de energía para procesos de refrigeración o calefacción. Hoy discutiremos consideraciones importantes que necesita saber al realizar el mantenimiento de un intercambiador de calor de carcasa y tubos.

Los intercambiadores de carcasa y tubos tienen varios tubos montados dentro de una carcasa. Un fluido fluye a través de los tubos (lado de los tubos) mientras que el otro fluye por el exterior de los tubos (lado de la carcasa). Se utilizan deflectores en el lado de la carcasa para aumentar la turbulencia, evitar el estancamiento y mejorar la tasa de transferencia de calor.

Las técnicas de mantenimiento variarán según el fluido que se utilice en el sistema. Cuando hay agua en un sistema, por ejemplo, se pueden tener diferentes tareas de mantenimiento dependiendo del contenido de minerales en el agua.

Las incrustaciones son el enemigo de muchos intercambiadores de calor. Si las incrustaciones comienzan a cubrir los tubos, la eficiencia de la unidad cae drásticamente. La transferencia de calor se deteriora a medida que empeora la incrustación. Al observar un aumento en las caídas de presión o una disminución en el rendimiento del equipo, se pueden detectar las incrustaciones a tiempo.

Las infracciones pueden presentarse de muchas formas. Según CSI Designs, "Los tipos de suciedad y envejecimiento más comunes en el procesamiento higiénico se dividen en cuatro tipos principales:

• Incrustación:la acumulación de una costra o capa de fluidos procesados, minerales o agentes de limpieza en la superficie de las piezas del intercambiador de calor.
• Escalada:un tipo de incrustación causada por carbonato de calcio, sulfato de calcio y silicatos.
• Sedimento:Proviene de productos de corrosión, óxidos metálicos, limo, alúmina y organismos diatómicos (microalgas) y sus excrementos.
• Crecimiento biológico:Las fuentes de contaminación biológica incluyen bacterias, nematodos y protozoos".

La limpieza de los tubos debe realizarse periódicamente para garantizar la eficiencia de la unidad. Dependiendo de los líquidos que se utilicen en el intercambiador de calor de carcasa y tubos, la frecuencia de esta limpieza puede cambiar.

Si hay acumulación de limo o algas, usar agua a alta presión para eliminarlos puede ser la solución (también conocido como hidrochorro). Para depósitos más grandes de lodo y acumulaciones más difíciles, puede ser necesario utilizar un método mecánico de limpieza.

Se trata de cepillos de alambre o el uso de raspadores. Puede considerar "rodear" como forma de limpieza en intercambiadores de calor más pequeños. Cuando utilice un método de limpieza mecánico, debe tener cuidado de no dañar ninguno de los tubos con una fuerza excesiva.

Finalmente, si los depósitos son rebeldes, utilice detergentes o limpiadores químicos. Cuando utilice productos químicos, es importante recordar asegurarse de que el producto químico sea compatible con los tubos que está limpiando.

Después de limpiar los tubos, inspeccione visualmente si hay signos de fugas, grietas o corrosión en el sistema. Usar un tinte es una forma común de detectar fugas en el sistema. También puede detectar fugas presurizando el lado de la carcasa del sistema. Esto empujará el aire a través de los tubos donde haya fugas.

Si se utilizan ánodos de sacrificio, asegúrese de inspeccionar también estas placas durante la inspección visual. Una buena regla general es que si más del 50% del plato está comido, debes reemplazarlo.

Las fugas pueden ocurrir por varias razones y pueden causar contaminación cruzada de fluidos. La fatiga térmica es a menudo una causa y un resultado cuando hay una diferencia de temperatura extrema en la carcasa y los tubos. A continuación se muestran algunas formas en que podemos reparar las fugas en los intercambiadores de calor de carcasa y tubos.

Reparación de tubos y láminas tubulares

Cuando el sello del tubo con la placa del tubo se haya soltado, puedes comenzar intentando volver a enrollar el tubo. Si esa no es una opción debido a los límites de expansión, es posible que sea necesario rebordear o soldar. Si se encuentran fugas en la propia placa del tubo, generalmente es necesario soldar para solucionar el problema.

Taponamiento de tubos

Al tapar un tubo, puede evitar que las fugas afecten al resto del sistema. Sin embargo, esto cambia el caudal general y disminuye la eficiencia del sistema. Esta puede ser una buena solución temporal, pero siempre debes intentar limitar el uso de enchufes en tu sistema.

Re-tubo

A medida que las trompas envejecen, puede tener sentido quitar las trompas viejas y reemplazarlas por otras nuevas. Sin embargo, esto requerirá que la unidad esté inactiva durante un período de tiempo prolongado.

• Despresurizar la unidad
• Limpiar los cabezales y raspar las láminas de los tubos.
• Limpie los tubos de cualquier obstrucción (esto también puede implicar el uso de ácidos, agua a alta presión, varillas de perforación, raspadores, limpiadores de calcita o removedores de incrustaciones)
• Verifique visualmente si hay fugas
• Reemplazar juntas
• Verificar la precisión del manómetro y del termómetro.
• Revise y limpie los coladores si los hay.
• Comprobar dispositivos de seguridad de funcionamiento
• Limpie las superficies exteriores según sea necesario
• Verificar el funcionamiento del tanque de sumidero
• Apriete todas las conexiones mecánicas a los pares recomendados.

Ventajas

• Barato en comparación con los intercambiadores de calor de placas.
• Diseño relativamente simple y fácil de mantener.
• Adecuado para presiones y temperaturas más altas en comparación con los intercambiadores de calor de placas.
• La caída de presión (delta P/ΔP) es menor que la de un intercambiador de calor de placas.
• Fácil de encontrar y aislar tubos con fugas.
• Los tubos pueden tener "doble pared" para reducir la probabilidad de que el fluido del lado de la carcasa se filtre al fluido del lado del tubo (o viceversa).
• Ánodos de sacrificio fáciles de instalar.
• No se ensucian tan fácilmente como los intercambiadores de calor de placas.

Desventajas

• Menos eficiente que los intercambiadores de calor de placas.
• Requiere más espacio para abrir y retirar tubos.
• La capacidad de refrigeración no se puede aumentar, pero sí la de un intercambiador de calor de placas.

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