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換熱設備的詳細介紹

發(fā)布時間:2014-08-26 發(fā)布人:新壬環(huán)保

        使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設備稱為換熱設備。換熱設備廣泛應用于煉油、化工、輕工、制藥、機械、食品加工、動力以及原子能工業(yè)部門當中。通常,在某些化工廠的設備投資中,換熱器占總投資的30%;在現(xiàn)代煉油廠中,換熱器約占全部工藝設備投資的40%以上;在海水淡化工業(yè)生產(chǎn)當中,幾乎全部設備都是由換熱器組成的。換熱器的先進性、合理性和運轉(zhuǎn)的可靠性直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和成本。

  根據(jù)不同的使用目的,換熱器可以分為四類:加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、冷凝器。按照傳熱原理和實現(xiàn)熱交換的形式不同可以分為間壁式換熱器、混合式換熱器、蓄熱式換熱器(冷熱流體直接接觸)、有液態(tài)載熱體的間接式換熱器四種。

  衡量一臺換熱器好壞的標準是傳熱效率高,流體阻力小,強度足夠,結(jié)構合理,安全可靠,節(jié)省材料,成本低,制造、安裝、檢修方便。

  在石油、化工生產(chǎn)中間壁式換熱器應用的最為廣泛。

  間壁式換熱器

  一、列管式換熱器的類型

  列管式換熱器是目前石油、化工生產(chǎn)中應用最多的一種間壁式換熱器,根據(jù)它有無熱補償裝置可分為:固定管板式、帶膨脹節(jié)式、浮頭式、填料函式、U形管式換熱器等。

  1.固定管板式列管換熱器

  固定管板式列管換熱器主要由外殼、管板、管束、頂蓋(又稱封頭)等零部件構成。管外(管間)走一種流體,管內(nèi)走另一種流體,通過管壁進行傳熱。

  2.U形管式換熱器

  U形管式換熱器它的管束彎曲成U形,兩管口一端固定在管板上,U形管一端不固定,可以自由伸縮,所以沒有溫差力。并且結(jié)構簡單,只有一個管板,節(jié)省材料。但這種換熱器管內(nèi)流體為雙程,管束中心有一部分空隙。殼程流體容易走高溫、高壓、腐蝕性較大,但不易結(jié)垢的流體。管外可以走易結(jié)垢的流體。

  二、列管式換熱器的主要部件和結(jié)構

  列管式換熱器是由管子、管板、折流板、殼體、端蓋(管箱)等組成。其設計制造質(zhì)量的好壞直接影響換熱器的使用期限和生產(chǎn)的連續(xù)性。列管式換熱器最容易出現(xiàn)的故障就是管子和管板連接部分泄露。所以必須注意它們的連接方法和質(zhì)量。

  板面式換熱器

  1.螺旋板式換熱器

  它是由兩塊金屬薄板按著一定距離卷焊而成,中心有一塊分隔擋板,在兩金屬板中形成兩條螺旋通道,上下兩端用端蓋密封。冷熱兩種流體分別各走一條螺旋通道,通過螺旋板進行熱交換。

  2.板式換熱器

  它是一種新型高效換熱器,由許多薄金屬板片平行排列而成。

  每個金屬板都沖壓稱凸凹不平的規(guī)則波紋,相鄰兩塊板之間的周邊裝有墊片,組合時板的周邊與墊片被壓緊貼在一起,密封了板間間隙。采用不同厚度的墊片可以調(diào)節(jié)兩板面間的距離,改變通道橫截面大小。每塊板的四角上各開一孔道,其中兩個孔道用墊片與板面流道隔開,另兩個孔道與板面流到相通,兩種流體通過的孔道在相鄰的兩板上是錯開的,冷熱流體分別在同一板片的兩側(cè)流過,除兩端的板外,每一塊板的板面都是傳熱面。

  其他類型換熱器

  1.夾套式換熱器

  它主要應用于反應器中,裝在反應器外部形成一個封閉的夾層,使流體進入夾層內(nèi),通過器壁與反應器內(nèi)物料進行熱交換。它的結(jié)構比較簡單,能在物料反應的同時進行換熱,省去了另設換熱設備的麻煩。其缺點是由于夾套的傳熱面不大,夾套間隙比較狹窄,流體流動速度不大,傳熱系數(shù)不高。主要應用于用蒸氣加熱或用冷水冷卻控制反應器內(nèi)反應溫度和壓力的場合。因夾套內(nèi)無法清洗,故不適于容易生垢和帶有污物的介質(zhì)進入夾套。

  2.蛇管式換熱器

  蛇管式換熱器是把管子煨彎成螺旋彈簧狀或平面螺旋狀。主要應用于反應器內(nèi)液體進行熱交換,蛇管也可用于室外噴淋式換熱器。因為這種換熱器結(jié)構簡單,易于制造。對需要換熱面不大的場合比較適用,同時因管子能承受高壓而不易泄露,常被高壓流體的加熱或冷卻。

  混合式換熱器

  混合式換熱器是指冷熱兩種流體直接接觸混合而進行的傳熱過程。這種傳熱過程同時伴隨著傳質(zhì)過程,它主要應用在低壓蒸汽的冷凝和氣體的洗滌和凈化。

  氣體洗滌器

  石油化工生產(chǎn)過程中常遇到含塵氣體,采用旋風分離器只能除掉粒子較大的粉塵。就是把含塵氣體通入洗滌器。使氣體與水滴充分接觸后,固體粒子被水粘附,一同由底部流出,氣體從而得到了凈化。采用這種方法除塵效率較高,但耗水量大,氣體濕度增大,溫度降低,污水的處理量大。只有在水源充足、污水處理方便的條件下才能采用。

  混合式冷凝器具有結(jié)構簡單,傳熱效率高等優(yōu)點,腐蝕性問題也比較容易解決。

   

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