一、換熱器
1、U形管式換熱器
每根管子都彎成U形,固定在同一側(cè)管板上,每根管可以自由伸縮,也是為了消除熱應(yīng)力。
性能特點:
?。?)優(yōu)點
此類換熱器的特點是管束可以自由伸縮,不會因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力,熱補償性能好;管程為雙管程,流程較長,流速較高,傳熱性能較好;承壓能力強;管束可從殼體內(nèi)抽出,便于檢修和清洗,且結(jié)構(gòu)簡單,造價便宜。
?。?)缺點
是管內(nèi)清洗不便,管束中間部分的管子難以更換,又因最內(nèi)層管子彎曲半徑不能太小,在管板中心部分布管不緊湊,所以管子數(shù)不能太多,且管束中心部分存在間隙,使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。
此外,為了彌補彎管后管壁的減薄,直管部分需用壁較厚的管子。這就影響了它的使用場合,僅宜用于管殼壁溫相差較大,或殼程介質(zhì)易結(jié)垢而管程介質(zhì)清潔及不易結(jié)垢,高溫、高壓、腐蝕性強的情形。
2、沉浸式蛇管換熱器
沉浸式蛇管換熱器以蛇形管作為傳熱元件的換熱器,是間壁式換熱器種類之一。根據(jù)管外流體冷卻方式的不同,蛇管式換熱器又分為沉浸式和噴淋式。
?。?)優(yōu)點
這是一種古老的換熱設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡單,制造、安裝、清洗和維修方便,便于防腐,能承受高壓,價格低廉,又特別適用于高壓流體的冷卻、冷凝,所以現(xiàn)代仍得到廣泛應(yīng)用。
?。?)缺點
由于容器體積比管子的體積大得多、笨重、單位傳熱面積金屬耗量多,因此管外流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)較小。為提高傳熱系數(shù),容器內(nèi)可安裝攪拌器。
3、列管式換熱器
冷流體走管內(nèi),熱流體經(jīng)折流板走管外,冷、熱流體通過間壁換熱。
性能特點:
列管式換熱器的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(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(yīng)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?shù)淖饔?,就?yīng)考慮其它結(jié)構(gòu)。
SPEET無源動力強化換熱系統(tǒng),是由深圳中創(chuàng)鼎新工業(yè)節(jié)能智能化技術(shù)有限公司自主研發(fā)的一項革新性的工業(yè)高效節(jié)能技術(shù),可廣泛應(yīng)用于化工、冶金、石油、制鹽、制糖、造紙、制藥、海水淡化、制冷等行業(yè)的列管式換熱器,有效解決列管式換熱系統(tǒng)因設(shè)計或運行等原因?qū)е碌膿Q熱效率不足的問題,有效提高換熱效率20%以上。
與傳統(tǒng)的換熱器清洗方式相比,SPEET具有無腐蝕、無污染、免拆卸、對設(shè)備無損傷、高可靠性、高效節(jié)能的優(yōu)勢。
SPEET工作原理為,沿著介質(zhì)流向?qū)PEET紐帶插入到每一根換熱管中,當設(shè)備運行時,利用介質(zhì)自身流速驅(qū)動SPEET裝置不停地快速旋轉(zhuǎn),一方面打破管內(nèi)溫度分層,將流體邊界滯留層厚度降低一個數(shù)量級,實現(xiàn)強化換熱;另一方面通過強化擾流和對管壁不規(guī)則刮掃,減少垢的析出,阻止垢的附著,加快垢的剝蝕,防止換熱管壁結(jié)晶或結(jié)疤,從而實現(xiàn)在線除垢防垢。通過這兩方面共同作用,將換熱器的換熱系數(shù)K值提高20%-50%以上,從而達到節(jié)能降耗的目的。
SPEET安裝便捷,無需停工或改動換熱器主體;無需專人維護,節(jié)省化學清洗及人工清洗費用,投資回報周期6到12個月,經(jīng)濟效益十分顯著,大幅提升大工業(yè)用戶能源利用效率,助力工業(yè)企業(yè)低碳綠色發(fā)展。
4、螺旋板式換熱器
由兩塊相互平行的鋼板,卷制成相互隔開的螺旋形流道。螺旋板的兩端焊有蓋板。冷熱流體分別在兩流道內(nèi)流動。
性能特點:
(1)傳熱效率高(性能好)
一般認為螺旋板式換熱器的傳熱效率為列管式換熱器的1~3倍。等截面單通道不存在流動死區(qū),定距柱及螺旋通道對流動的擾動降低了流體的臨界雷諾數(shù),水-水換熱時,螺旋板式換熱器的傳熱系數(shù)最大可達3000W/(㎡·K)。
?。?)有效回收低溫熱能
螺旋板式換熱器由兩張卷制而成,進行余熱回收,充分利用低溫熱能。
?。?)運行可靠性強
不可拆式螺旋板式換熱器螺旋通道的端面采用焊接密封,因而具有較高的密封性,保證兩種工作介質(zhì)不混合。
?。?)阻力小
在殼體上的接管采用切向結(jié)構(gòu)。比較低的壓力損失,處理大容量蒸汽或氣體;有自清刷能力,因其介質(zhì)呈螺旋型流動,污垢不易沉積;清洗容易,可用蒸汽或堿液沖洗,簡單易行,適合安裝清洗裝置;介質(zhì)走單通道,允許流速比其他換熱器高。
(5)可多臺組合使用
單臺設(shè)備不能滿足使用要求時,可以多臺組合使用。但組合時,必須符合下列規(guī)定:并聯(lián)組合、串聯(lián)組合,設(shè)備和通道間距相同?;旌辖M合:一個通道并聯(lián),一個通道串聯(lián)。
5、噴淋式換熱器
熱流體在裸露的管中流過,冷卻水噴淋流過蛇管。
性能特點:
這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上,熱流體在管內(nèi)流動,冷卻水從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器。噴淋式換熱器的管外是一層湍動程度較高的液膜,管外給熱系數(shù)較沉浸式增大很多。
另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發(fā)亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用。因此,和沉浸式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。
6、熱管換熱器
一根密封的金屬管子,管內(nèi)壁覆蓋一層有毛細結(jié)構(gòu)材料作成的芯網(wǎng),其中間是空的。管內(nèi)裝有一定量的熱載體(如液氨、氟利昂等),被氣化,流向冷端,蒸汽在冷端被冷凝,放出汽化潛熱,而加熱了冷流體。冷凝液又流回熱端,如此反復(fù)。
性能特點:
(1)熱管換熱器可以通過換熱器的中隔板使冷熱流體分開,在運行過程中,單根熱管因為磨損、腐蝕、超溫等原因發(fā)生破壞時,基本不影響換熱器運行。熱管換熱器用于易然、易爆、腐蝕性強的流體,換熱場合具有很高的可靠性。
?。?)熱管換熱器的冷、熱流體分開流動,可以比較容易的實現(xiàn)冷、熱流體的逆流換熱。冷熱流體均在管外流動,由于管外流動的換熱系數(shù)遠高于管內(nèi)流動的換熱系數(shù),用于品位較低的熱能回收場合非常經(jīng)濟。
(3)對于含塵量較高的流體,熱管換熱器可以通過結(jié)構(gòu)的變化、擴展受熱面等形式,解決換熱器的磨損和堵灰問題。
?。?)熱管換熱器用于帶有腐蝕性的煙氣余熱回收時,可以通過調(diào)整蒸發(fā)段、冷凝段的傳熱面積來調(diào)整熱管管壁溫度,使熱管盡可能避開最大的腐蝕區(qū)域。
7、套管式換熱器
冷、熱流體分別在內(nèi)管和套管中流動并換熱。
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