Heat Exchanger [EP.1] : ประเภทของ “เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน” แบบ Shell & TUBE

สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมอุปกรณ์ที่เห็นบ่อยมากๆที่สุดอีกตัวนั้นคือ “เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน” หรือ Heat Exchanger ซึ่งมีหน้าที่ในการถ่ายเทความร้อน (Heat Transfer) ในกระบวนการผลิต ในการแลกเปลี่ยนระหว่างสารที่มีอุณหภูมิสูง และอุณหภูมิต่ำ

โดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นมีมากมายหลายชนิด แต่ทว่าที่นิยมใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรมหนักๆ โดยเฉพราะกลุ่มโรงไฟฟ้า และกลุ่มปิโตรเคมี จะเป็นแบบ “เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อ หรือ Shell and Tube heat exchanger”

ซึ่งมีความสำคัญในทั้งในแง่ผลิตภัณฑ์ (Productivity) และการจัดการพลังงาน (Energy Management) ครับ ซึ่งวันนี้ของแชร์ชนิดของ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger แบบ Shell & Tube กันนะครับ.

ซึ่งแบ่งได้ 3 แบบหลักๆคือ

1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นท่อยึดอยู่กับที่ (Stationary fixed tube)
2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อรูปตัวยู (U-tube)
3. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดหัวลอย (Floating head)

1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นท่อยึดอยู่กับที่ (Stationary fixed tube)

คุณลักษณะ (Specification)

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ราคาถูกเนื่องจากการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย
• แต่ความสามารถในการรับอุณหภูมิที่แตกต่างระหว่าง shell และ tube ได้ไม่สูงมาก (ไม่ควรเกิน 30 องศาในกรณีที่ไม่มี flexible joint หรือ shell แบบ expansion loop)
• ข้อเสีย คือ ท่อจะล้างยากมาก เนื่องจากตัว tube จะติดอยู่กับ shell เลย
• ในกรณีที่ของไหล อันตรายมากๆ ซึ่งบอมให้รั่วออกมาไม่ได้เลย จะใช้ชนิดของ double tube bundle

2. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อตัวยู (U-tube)

คุณลักษณะ (Specification)

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ในส่วนของฝั่ง Tube side ฝั่งด้านหนึ่งจะอยู่กับที่ ส่วนปลายตัว U จะปล่อยอิสระเมื่อเจอความร้อนจะขยายตัวได้
• ดังนั้นสามารถรับความร้อนที่แตกต่างระหว่าง Shell และ Tube ได้
• เหมาะกับการใช้กับความดันสูงๆได้ดี (> 50 barg)
• ด้วยการออกแบบการเรียงตัวของท่อแบบ triangular ซะส่วนใหญ่ จะทำให้ทำควาสะอาดแบบ mechanical cleaning หรือ hydro-jet ได้ยาก

3. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอย (Floating head)

คุณลักษณะ (Specification)

• เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Heat Exchanger ในส่วนของฝั่ง Tube side ฝั่งด้านหนึ่งจะอยู่กับที่ ส่วนจะมีหัวลอย หรือ floating head จะปล่อยอิสระเมื่อเจอความร้อนจะขยายตัวได้ดีมากๆ แต่จะมีข้อเสียคือ เพิ่มจุดรั่วอีกจุดหนึ่งในระบบ
• ดังนั้นสามารถรับความร้อนที่แตกต่างระหว่าง Shell และ Tube ได้ดีมาก
• เหมาะกับการใช้กับความดันสูงๆได้ แล้วแต่ประเภทของหัวลอย (floating head)
• โดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหัวลอบยังแบ่งประเภทได้อีก 3 แบบย่อยๆคือ
  1. Floating head with backing decive
  2. Packed floating head
  3. Pull through floating head

โดยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่กล่าวมาจะอ้างอิงมาตราฐานของ TEMA (Tubular Exchanger Manufacturer Association ) นะครับ

Reference : https://www.plantengineering.com/articles/heat-exchanger-basics/

แล้วพบกับสาระความรู้ดีๆ เกี่ยวกับงานช่าง และงานวิศวกรรม กับเพจนายช่างมาแชร์นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare

#นายช่างมาแชร์ #HeatExchanger #Shell&Tube