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    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上應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 ，可分別采用普通碳鋼
    、紫銅
    、或不銹鋼制作。在進行換熱時
    ，一種流體由封頭的連結管處進入
    ，在管流動，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
    列管式換熱器的結構比較簡單、緊湊
    、造價便宜
    ，但管外不能機械清洗
    。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出口接管
    。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的
    ，而管內管外是兩種不同溫度的流體
    。因此，當管壁與殼壁溫差較大時，由于兩者的熱膨脹不同
    ，產生了很大的溫差應力
    ，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器
    。
    為了克服溫差應力必須有溫差補償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時
    ，為安全起見
    ，換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強不高的情況
    。一般殼程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚
    ，難以伸縮，失去溫差補償的作用
    ，就應考慮其他結構。
    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可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個頂蓋
    ，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
    ，因而當兩種換熱器介質的溫差大時
    ，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產生溫差應力。其缺點為結構復雜
    ，造價高。
    填料函式
    這類換熱器管束一端可以自由膨脹
    ，結構比浮頭式簡單
    ，造價也比浮頭式低。但殼程內介質有外漏的可能
    ，殼程中不應處理易揮發(fā)
    、易燃、易爆和有毒的介質
    。
    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
    ，從而解決熱補償問題
    。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗
    ，管子可以自由膨脹
    。其缺點是管子內壁清洗困難，管子更換困難
    ，管板上排列的管子少。優(yōu)點是結構簡單
    ，質量輕
    ，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
    ，通過改變流體運動狀態(tài)來增加傳熱效果
    ，當介質經過渦流管表面時，強力沖刷管子表面
    ，從而提高換熱效率
    。至高可達10000W/m2℃。同時這種結構實現了耐腐蝕
    、耐高溫
    、耐高壓、防結垢功能
    。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，對流換熱系數降低
    。
    據【換熱設備推廣中心】的資料顯示
    ，渦流熱膜換熱器的至大特點在于經濟性和安全性統(tǒng)一。由于考慮了換熱管之間
    ，換熱管和殼體之間流動關系
    ，不再使用折流板強行阻擋的方式逼出湍流，而是靠換熱管之間自然誘導形成交替漩渦流
    ，并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應有的顫動力度
    。換熱管的剛性和柔性配置良好，不會彼此碰撞
    ，既克服了浮動盤管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問題
    ，又避免了普通管殼式換熱器易結垢的問題
    。
    渦流熱膜換熱器性能特點：
    1.高效節(jié)能，該換熱器傳熱系數為6000-8000W/m2.0C；
    2.全不銹鋼制作
    ，使用壽命長
    ，可達20年以上,十年內出現換熱器質量問題免費更換；
    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.結構緊湊，占地面積小
    ，重量輕
    ，安裝方便，節(jié)約土建投資
    ；
    6.設計靈活，規(guī)格齊全
    ，實用針對性強
    ，節(jié)約資金；
    7.應用條件廣泛
    ，適用較大的壓力
    、溫度范圍和多種介質熱交換；
    8.維護費用低
    ，易操作
    ，清垢周期長，清洗方便
    。
    9.采用納米熱膜技術
    ，顯著增大傳熱系數。
    10.應用領域廣闊
    ，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
    、機械輕工等領域。
    渦流熱膜換熱器性能對比：
    對比項目
    浮動盤管換熱器
    螺紋管換熱器
    渦流熱膜換熱器
    適用介質種類
    蒸汽
    、水
    蒸汽
    、水
    弱腐蝕性化工原料、蒸汽
      、水
    介質的參數范圍
    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
    自動除垢
    人工除垢
    具有防垢功能
    耐震
      、噪音
    振動較大，噪音大
    振動較小
      ，噪音小
    振動微弱，噪音小
    試用壽命
    7年左右
    10年左右
    20年左右
    維修
    停機維修
      ，更換管束
    停機維修
      ，拔管再脹管
    無需維修
    折流擋板
    為提高殼程流體流速，往往在殼體內安裝一定數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)定路徑多次錯流通過管束
    ，使湍動程度大為增加
    。常用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種，前者更為常用
    。
    多殼程
    列管式換熱器必須從結構上考慮熱膨脹的影響，采取各種補償的辦法
    ，消除或減小熱應力
    ，根據所采取的溫差補償措施。
    技術參數
    公稱直徑
    管程數
    管子數量
    換熱面積 公稱值/計算值
    管程通道截面積 管程通道流速為0.5m/sec時的流量m/hr
    公稱壓力
     
     
     
     
     
    管子長度（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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