Tubo con aletas incorporado con aletas de Cu-T2 para enfriadores de gas de proceso

Tubo con aletas incorporado con aletas de Cu-T2 para enfriadores de gas de proceso

Se trata de un tubo de intercambio de calor de alto rendimiento que consiste en un tubo de base de acero al carbono diseñado para alta presión y temperatura, con aletas de cobre unidas mecánicamente a su superficie exterior.El propósito de las aletas es aumentar drásticamente el área de la superficie para una transferencia de calor altamente eficiente, típicamente de un gas caliente a un líquido (como el agua) dentro del tubo.

Desglose detallado

1. ASTM A106 Gr.B (el tubo de base)

(1) Composición química

La composición química es fundamental para garantizar la soldabilidad del acero, la resistencia a la corrosión y el rendimiento a altas temperaturas.a menos que se especifique un intervalo.

(2) Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas definen la resistencia y la ductilidad del tubo, que se determinan mediante pruebas estandarizadas de tracción y dureza.

Propiedades clave: El tubo base es fuerte, duradero y puede soportar altas presiones y temperaturas internas (normalmente hasta ~ 450 ° C / 850 ° F).

2. Tubo con aletas incrustadas (La tecnología)

Embedded (o G-Finned): Esto describe el proceso de unión mecánica específico:

• En la pared exterior del tubo de base de acero se mecaniza una ranura.
• Se introduce una tira de material de aleta (en este caso, cobre) en una máquina.
• La máquina envuelve la banda de aleta firmemente alrededor del tubo.
• Mientras se envuelve, una herramienta especial "incorpora" o dobla el borde interno de la aleta en el surco previamente cortado, creando un cierre mecánico apretado.

Ventaja de la incorporación:Esto crea un enlace muy fuerte con un excelente contacto térmico, es mucho más robusto que simplemente soldar aletas y es muy resistente al ciclo térmico y a las vibraciones.que podrían aflojar otros tipos de bonos.

3. Las aletas Cu-T2 (Material de las aletas)

Cu: símbolo químico para el cobre.

T2 (C11000): Este es un grado específico de cobre según el estándar ASTM B152. También se le conoce como cobre de "pija dura electrolítica" (ETP). Tiene una pureza muy alta (99.95% Cu) y es la forma más común y estándar de cobre utilizada en aplicaciones industriales..

Composición primaria

¿Por qué Copper?

• Excelente conductividad térmica:El cobre es uno de los mejores conductores de calor disponibles comercialmente (~ 400 W/m·K). Esto permite que el calor del gas se transfiera rápidamente a través de la aleta al tubo base.
• Formabilidad:Es fácil de formar y envolver firmemente alrededor del tubo base durante el proceso de inserción.
• Resistencia a la corrosión:Resiste la corrosión de la atmósfera y muchos gases de combustión.

La aplicación de un tubo con aletas incorporado ASTM A106 Gr.B con aletas Cu-T2 es altamente especializada y gira en torno a un principio básico:Recuperación eficiente del calor residual de los gases de alta temperatura para calentar un líquido a presión.A continuación se presentan las principales áreas de aplicación:

1Generadores de vapor de recuperación de calor (HRSG)

• Función:Las HRSG son calderas masivas que se encuentran detrás de las turbinas de gas en las centrales eléctricas de ciclo combinado.
• El papel del tubo de aletas: Estos tubos se utilizan en las secciones de economizador y evaporador del HRSG.
  • El gas de escape caliente fluye a través de los tubos con aletas externas.
  • El agua a presión fluye dentro del tubo base A106 Gr.B.
  • Las aletas de cobre absorben eficientemente el calor del gas, transfiriéndolo a través de la pared de acero para calentar el agua y generar vapor.
• Por qué se usa:La combinación permite al HRSG extraer la máxima energía del escape de la turbina, aumentando significativamente la eficiencia general de la planta.

2. Economizadores de calderas

• Función:Un economizador es un complemento estándar para casi cualquier caldera industrial (por ejemplo, en plantas químicas, refinerías, fábricas de papel).
• Función del tubo de aletas:El economizador está situado en el camino de los gases de combustión de la caldera.
  • El agua de alimentación relativamente fría (por ejemplo, 100-150 °C / 212-302 °F) entra en los tubos.
  • El gas de combustión caliente (250-400 ° C / 480-750 ° F), que de otro modo se desperdiciaría en la pila, fluye sobre el exterior con aletas
  • El calor se transfiere, precalentando el agua y ahorrando combustible significativo, ya que la caldera no tiene que trabajar tan duro para convertir el agua en vapor.
• Por qué se usa:La ganancia de eficiencia de un economizador reduce directamente el consumo de combustible y los costos de operación.

3. Refrigeradores y calentadores de gas de proceso

• Función:En la petroquímica, la refinación y el procesamiento químico, numerosos flujos de gases de proceso deben enfriarse o calentarse en varias etapas.
• Función del tubo de aletas:Estos tubos están agrupados en intercambiadores de calor (a menudo llamados "bundles de tubos con aletas" o "unidades de recuperación de calor residual").
  • Ejemplo (enfriamiento): enfriamiento de un flujo de gas de síntesis caliente mediante la transferencia de su calor para generar agua de alimentación de la caldera.
  • Ejemplo (calentamiento): Precalentamiento del aire de combustión para un horno (un "precalentador de aire") utilizando gas de combustión caliente, lo que mejora la eficiencia de la combustión.
• Por qué se usa:Las aletas de cobre permiten el diseño de un intercambiador de calor compacto. Para lograr la misma velocidad de transferencia de calor con tubos desnudos se requeriría una unidad mucho más grande, costosa y voluminosa.