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    塔器設(shè)備

    列管式換熱器

    2018-04-08

    列管式換熱器(tubular exchanger)是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用至廣的一種換熱器

    。它主要由殼體
    、管板、換熱管
    、封頭
    、折流擋板等組成
    。所需材質(zhì) ,可分別采用普通碳鋼
    、紫銅、或不銹鋼制作
    。在進(jìn)行換熱時(shí)
    ,一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入,在管流動(dòng)
    ,從封頭另一端的出口管流出
    ,這稱之管程;另一種流體由殼體的接管進(jìn)入
    ,從殼體上的另一接管處流出,這稱為殼程列管式換熱器

    種類

    固定管板式

    列管式換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單

    、緊湊、造價(jià)便宜
    ,但管外不能機(jī)械清洗
    。此種換熱器管束連接在管板上,管板分別焊在外殼兩端
    ,并在其上連接有頂蓋,頂蓋和殼體裝有流體進(jìn)出口接管
    。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時(shí)管子和管板與外殼的連接都是剛性的
    ,而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體
    。因此,當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時(shí)
    ,由于兩者的熱膨脹不同
    ,產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力,以至管子扭彎或使管子從管板上松脫
    ,甚至毀壞換熱器

    為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置

    ,一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)
    ,為安全起見(jiàn),換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置
    。但補(bǔ)償裝置(膨脹節(jié))只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況
    。一般殼程壓強(qiáng)超過(guò)0.6Mpa時(shí)由于補(bǔ)償圈過(guò)厚
    ,難以伸縮
    ,失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔茫蛻?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)

    浮頭式

    換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接

    ,另一塊管板不與外殼連接,以使管子受熱或冷卻時(shí)可以自由伸縮
    ,但在這塊管板上連接一個(gè)頂蓋,稱之為“浮頭”
    ,所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器
    。其優(yōu)點(diǎn)是:管束可以拉出
    ,以便清洗
    ;管束的膨脹不變殼體約束,因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時(shí)
    ,不會(huì)因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜
    ,造價(jià)高。

    填料函式

    這類換熱器管束一端可以自由膨脹

    ,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單
    ,造價(jià)也比浮頭式低
    。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能
    ,殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)
    、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)

    U型管式

    U形管式換熱器

    ,每根管子都彎成U形,兩端固定在同一塊管板上
    ,每根管子皆可自由伸縮,從而解決熱補(bǔ)償問(wèn)題
    。管程至少為兩程
    ,管束可以抽出清洗
    ,管子可以自由膨脹
    。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難,管子更換困難
    ,管板上排列的管子少
    。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,質(zhì)量輕
    ,適用于高溫高壓條件

    渦流熱膜

    渦流熱膜換熱器采用至新的渦流熱膜傳熱技術(shù),通過(guò)改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果

    ,當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)渦流管表面時(shí)
    ,強(qiáng)力沖刷管子表面,從而提高換熱效率。至高可達(dá)10000W/m2℃
    。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕
    、耐高溫
    、耐高壓、防結(jié)垢功能
    。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式
    ,在換熱管表面形成繞流
    ,對(duì)流換熱系數(shù)降低。

    據(jù)【換熱設(shè)備推廣中心】的資料顯示

    ,渦流熱膜換熱器的至大特點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)性和安全性統(tǒng)一
    。由于考慮了換熱管之間,換熱管和殼體之間流動(dòng)關(guān)系
    ,不再使用折流板強(qiáng)行阻擋的方式逼出湍流
    ,而是靠換熱管之間自然誘導(dǎo)形成交替漩渦流
    ,并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應(yīng)有的顫動(dòng)力度
    。換熱管的剛性和柔性配置良好,不會(huì)彼此碰撞
    ,既克服了浮動(dòng)盤(pán)管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問(wèn)題
    ,又避免了普通管殼式換熱器易結(jié)垢的問(wèn)題。

    渦流熱膜換熱器性能特點(diǎn):

    1.高效節(jié)能

    ,該換熱器傳熱系數(shù)為6000-8000W/m2.0C

    2.全不銹鋼制作,使用壽命長(zhǎng)

    ,可達(dá)20年以上,十年內(nèi)出現(xiàn)換熱器質(zhì)量問(wèn)題免費(fèi)更換

    3.改層流為湍流,提高了換熱效率

    ,降低了熱阻;

    4.換熱速度快

    ,耐高溫(400℃),耐高壓(2.5Mpa);

    5.結(jié)構(gòu)緊湊

    ,占地面積小
    ,重量輕,安裝方便
    ,節(jié)約土建投資;

    6.設(shè)計(jì)靈活

    ,規(guī)格齊全
    ,實(shí)用針對(duì)性強(qiáng),節(jié)約資金

    7.應(yīng)用條件廣泛

    ,適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換

    8.維護(hù)費(fèi)用低,易操作

    ,清垢周期長(zhǎng),清洗方便

    9.采用納米熱膜技術(shù)

    ,顯著增大傳熱系數(shù)。

    10.應(yīng)用領(lǐng)域廣闊

    ,可廣泛用于熱電
    、廠礦
    、石油化工
    、城市集中供熱
    、食品醫(yī)藥、能源電子
    、機(jī)械輕工等領(lǐng)域

    渦流熱膜換熱器性能對(duì)比:

    對(duì)比項(xiàng)目

    浮動(dòng)盤(pán)管換熱器

    螺紋管換熱器

    渦流熱膜換熱器

    適用介質(zhì)種類

    蒸汽

    、水

    蒸汽、水

    弱腐蝕性化工原料

    、蒸汽
    、水

    介質(zhì)的參數(shù)范圍

    溫度:0-150度
         壓力:0-1.0MPa

    溫度:0-150度
         壓力:0-1.6MPa

    溫度:-40-400度
         壓力:0-10.0MPa

    熱效率

    熱效率=92%

    熱效率=93%

    熱效率=96%

    防垢性能

    自動(dòng)除垢

    人工除垢

    具有防垢功能

    耐震、噪音

    振動(dòng)較大

    ,噪音大

    振動(dòng)較小,噪音小

    振動(dòng)微弱,噪音小

    試用壽命

    7年左右

    10年左右

    20年左右

    維修

    停機(jī)維修

    ,更換管束

    停機(jī)維修,拔管再脹管

    無(wú)需維修

    折流擋板

    為提高殼程流體流速

    ,往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路
    、增加流體流速
    ,還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯(cuò)流通過(guò)管束,使湍動(dòng)程度大為增加
    。常用的折流擋板有圓缺形和圓盤(pán)形兩種,前者更為常用

    多殼程

    列管式換熱器必須從結(jié)構(gòu)上考慮熱膨脹的影響

    ,采取各種補(bǔ)償?shù)霓k法
    ,消除或減小熱應(yīng)力
    ,根據(jù)所采取的溫差補(bǔ)償措施

    技術(shù)參數(shù)

    公稱直徑

    管程數(shù)

    管子數(shù)量

    換熱面積 公稱值/計(jì)算值

    管程通道截面積 管程通道流速為0.5m/sec時(shí)的流量m/hr

    公稱壓力

     

     

     

     

     

    管子長(zhǎng)度(m)

    φ25×2.5

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    1500

    2000

    3000

    4000

    6000

    φ25×2

     

     

     

     

     

    159

    1

    14

    1.51.62

    22.17

    33.27

     

     

    0.0044/
         0.0049

    7.92/
         8.82

     

    219

    1

    26

    3/3.00

    4/4.02

    6/6.06

    8/8.1

     

    0.0082/
         0.0090

    14.76/
         16.20

     

     

    2

    26

    3/3.00

    4/4.02

    6/6.06

    8/8.81

     

    0.0041/
         0.0045

    7.38/
         8.01

     

    273

    1

    44

    5/5.08

    7/5.18

    10/10.26

    14/13.72

    21/20.63

    0.0138/
         0.0152

    24.84/
         27.36

     

     

    2

    40

    5/4.62

    6/6.19

    9/9.33

    12/12.47

    19/18.76

    0.0063/
         0.0069

    11.24/
         12.42

     

    325

    1

    60

    7/6.93

    9/9.28

    14/14.00

    19/18.71

    28/28.13

    0.0188/
         0.0208

    33.84/
         37.44

     

     

    2

    56

    6/6.47

    9/8.66

    13/13.05

    17/17.46

    36/26.26

    0.0088/
         0.0097

    15.84/
         17.46

     

    400

    1

    119

    14/13.47

    18/18.41

    28/27.76

    37/37.10

    55/55.8

    0.0374/
         0.0412

    67.32/
         74.16

     

     

    2

    110

    13/12.70

    17/17.02

    26/25.66

    34/34.20

    50/51.58

    0.0173/
         0.0190

    31.14/
         34.20

     

    500

    1

    185

     

     

    45/4.15

    55/57.68

    85/86.74

    0.0581/
         0.0641

    104.58/
         115.38

     

     

    2

    180

     

     

    40/41.99

    55/57.68

    85/86.74

    0.0283/
         0.0312

    50.94/
         56.16

     

    600

    1

    269

     

     

    60/62.7

    85/83.88

    125/126.13

    0.0845/
         0.0932

    152.10/
         167.76

     

     

    2

    266

     

     

    60/32.05

    80/82.94

    125/14.72

    0.0418/
         0.0461

    75.24/
         83.98

     

    700

    1

    379

     

     

    90/88.41

    120/118.17

    175/177.71

    0.0091/
         0.1313

    214.38/
         236.34

     

     

    2

    358

     

     

    85/83.51

    110/111.62

    165/167.85

    0.0562/
         0.0620

    101.16/
         111.60

     

    800

    1

    511

     

     

    120/119.20

    160/159.16

    240/239.60

    0.1605/
         0.1770

    288.90/
         318.60

     

     

    2

    488

     

     

    115/113.83

    150/152.16

    230/228.81

    0.0767/
         0.0845

    138.06/
         152.10

     

    900

    1

    649

     

     

    150/151.39

    200/202.36

    305/304.3

    0.2039/
         0.2248

    367.02/
         404.46

     

     

    2

    630

     

     

    145/146.96

    195/196.44

    295/295.40

    0.0990/
         0.1091

    178.20/
         196.38

     

    1000

    1

    805

     

     

    185/187.78

    250/251.00

    375/377.45

    0.2529/
         0.2788

    455.22/
         501.74

     

     

    2

    792

     

     

    185/184.75

    245/246.95

    370/371.36

    0.1244/
         0.1374

    223.92/
         246.96



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