管式換熱器|U形管式換熱器|套管換熱器|板式換熱器
換熱器是化工中通用的典型設(shè)備之一。一般地說(shuō),換熱器的占化工裝置設(shè)備總重的30~40%,在化工廠建設(shè)中,換熱器約占總投資的11%,在煉油廠一些裝置中,換熱器要占到總投資20%。換熱器是石油化工生產(chǎn)裝置中極其重要的組成部分,也是食品、染料、醫(yī)藥、動(dòng)力、紡織等工業(yè)中廣泛應(yīng)用的通用設(shè)備。換熱器又稱為熱交換器,是指兩種流體通過(guò)分隔兩流體的固體壁面進(jìn)行熱量傳遞的設(shè)備。間壁式換熱器是石油化工中使用最多的換熱設(shè)備,因?yàn)閮闪黧w不相混,不會(huì)影響熱流體或冷流體的濃度。
一、結(jié)構(gòu)分類
根據(jù)使用的場(chǎng)合不同,間壁式換熱器分別稱作加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器或再沸器。
按傳熱面型式可分為管式和板式換熱器。
(一)管式換熱器
管式換熱器是換熱壁面為管子的一類換熱器,分管殼式、套管式、螺旋管式、蛇管式、夾管式等多種型式。
1.管殼式換熱器
又稱作列管式換熱器,它是石油化工中應(yīng)用泛的一種間壁式換熱器,具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、適應(yīng)性大、材料廣等優(yōu)點(diǎn),按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可有下面幾種型式:
①管式換熱器 10.?mo?h?pt-size: 11.0pt;font-family:Calibri;mso-fareast-font-family:宋體;mso-bidi-font-family: "Times New Roman";mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language: ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA'>管式換熱器固定管板式換熱器
固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1,不同溫度的兩種流體分別從管外、管內(nèi)流過(guò),通過(guò)間壁進(jìn)行熱交換。
這類換熱器的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,制造較方便,造價(jià)較低,從而得到廣泛采用。在傳熱面大的情況下,管外管間的截面很大,當(dāng)流體流量較小時(shí),為了提高載熱體的流速及攪動(dòng)性以改善給熱條件,可在殼程中裝折流擋板。
為提高管內(nèi)流體的流速,可將管程分成多程,在流體進(jìn)口管箱的封頭中裝一塊隔板,流體每次只流經(jīng)一半管子,這樣管程就分成了雙程,見(jiàn)圖2。
若兩個(gè)室中都裝置隔板,可以把管程分成4程、6程等。
②浮頭式換熱器
浮頭式換熱器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3,它的一端管板固定,另一端板可在殼體內(nèi)移動(dòng),與殼體不相連的部分稱為浮頭。
浮頭式換熱器的管束可以拉出,便于清洗。也可整體清洗。
③管式換熱器 US ?Vl=?hPhe:12.0pt;font-family:宋體;mso-ascii-font-family:"Microsoft Yahei"; mso-hansi-font-family:"Microsoft Yahei";mso-bidi-font-family:宋體;color:#993300; mso-bidi-font-weight:bold'>攪拌器大全U形管式換熱器
U形管式換熱器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。
這種換熱器只有一塊管板,彎成U形的管子兩端都固定在此管板上, 管程至少有兩程,板上管束可因冷熱變化而自由伸縮,而不會(huì)造成溫差應(yīng)力。能承受較高的溫度和壓力,管束可以抽出,管外壁清洗方便。管內(nèi)一般通過(guò)干凈或不需要機(jī)械方法清洗的介質(zhì)。
圖1 固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
1—管板;2—換熱管;3—折流板)或支承板);4—簡(jiǎn)體;5—封頭
圖2 雙程固定管板換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
1—封頭;2—法蘭;3—排氣口;4—筒體;5—換熱管;6—波形膨脹節(jié);7—折流板(或支承板);
8—防沖板;9—?dú)こ探庸埽?span>10—管板;11—管程接管;12—隔板;13—封頭;14—管箱;
15—排液口;16—定距管;17—拉桿;18—支座;19—墊片;20、21—螺栓、螺母
圖3 浮頭式換熱器示意圖
1—浮頭;2—筒體
圖4 U形管式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
1—外殼;2—U形管
2.套管式換熱器
其結(jié)構(gòu)為將兩種直徑大小不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接成同心套管,然后將管內(nèi)和管間分別串聯(lián)而成,見(jiàn)圖5。每一段套管稱為一程。一般程數(shù)較多時(shí),作上排列,固定于管架上。
兩種不同溫度的流體分別從內(nèi)管和套管間隙流過(guò),并多作以逆流方式進(jìn)行換熱。
圖5 套管式換熱器示意圖
1—內(nèi)管;2—外管;3—U形肘管
3.蛇管換熱器
蛇管換熱器又分為沉浸式及噴淋式兩種。
①沉浸式蛇管換熱器
它的結(jié)構(gòu)可由肘管連接直管組成或由盤成蛇旋形的彎管組成,見(jiàn)圖6。除安裝成排外,蛇管可構(gòu)成一個(gè)平面,水平地安裝在容器底部。根據(jù)容器的形狀不同而彎成有利于操作的形狀。圖7為各種不同的蛇管的形狀,將蛇管浸沒(méi)在盛液體的容器中,在蛇道中通入熱流體,用于液體加熱、蒸發(fā)或在蛇管中通入冷流體用于液體冷卻、冷凝。該型式換熱器,是石油化工廠中常用作冷凝蒸汽或冷卻石油產(chǎn)品的設(shè)備。
②噴淋式蛇管換熱器
該換熱器常用作冷卻器,是一種效率高的設(shè)備,其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8。蛇管結(jié)構(gòu)做成平板式,固定在管架上。被冷卻的液體在蛇管內(nèi)流動(dòng),冷卻水由最上面的噴淋裝置中均勻地淋下。因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單故便于檢修和清洗。
圖6 蛇管式換熱器 圖7 蛇管的形狀
圖8 噴淋式蛇管換熱器示意圖
1—水槽;2—管子;3—肘管;4—檐板;5—底盤
4.夾套式換熱器
它常用于反應(yīng)器的加熱和冷卻,如圖9。容器中間放料液。蒸汽加熱時(shí)蒸汽由連接管3進(jìn)入夾套2,冷凝水則由夾套下部連接5流出,連接管4一般作放空夾套內(nèi)空氣之用。冷卻時(shí),冷卻水由下部連接管5進(jìn)入,而后從夾套上部連接管3流出。
(二)板式換熱器
板式換熱器是換熱壁面為一類換熱器,分板式、螺旋板式、蜂螺、型傘板式、板翅式、板殼式等多種型式。
1. 板式換熱器
是以波紋板為換熱面的一種緊湊型熱換器,冷熱流體交替地在板片兩側(cè)流過(guò),通過(guò)板片進(jìn)行熱交換。其工作原理見(jiàn)圖10。
產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn):與其他換熱器比較,板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊??凼侥z墊采用掛式,不用膠粘, 易于拆裝。由于不用膠粘可以延長(zhǎng)使用壽命,應(yīng)用在食品工業(yè)中,使用消毒更,沒(méi)有死區(qū)。 雙人字形波板,可以使介質(zhì)在很低的流速度下發(fā)生湍流,使板的有效熱值更高,傳熱效果更好。
可以滿足食品、飲料、酒類、化工、醫(yī)療、治金、供熱等生產(chǎn)需要。
U型管換熱器還具有下列重要特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)緊湊,體形小,節(jié)省站房用地面積和建筑高度(占地面積為一般管殼式換熱器的1/2左右,高度可降30~40%)。節(jié)省建筑投資,便于設(shè)計(jì)布置,同時(shí)運(yùn)行操作方便。
2、換熱性能好,熱媒出口溫度低,熱能利用率高,節(jié)能效果好。
3、傳熱系數(shù)高,節(jié)省換熱面積汽水換熱器的傳熱系數(shù)(K值)比板式汽水換熱器的實(shí)際使用傳熱系數(shù)大一倍左右,換熱面積可減少40~60%。
4、水力特性好,熱媒和被加熱水的流動(dòng)阻力小,節(jié)能效果好。
5、U型管汽水換熱器排出的凝結(jié)水溫度低,既無(wú)漏汽損失,也不需要裝疏水器,管道系統(tǒng)簡(jiǎn)單,散熱損失小。
6、U型管汽水換熱器的管間間距比一般管殼式換熱器的管間間距大,每個(gè)換熱單元的尺寸和重量較小,便于維護(hù)清洗。
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盤管式換熱器
套管式換熱器由內(nèi)外兩段管子同時(shí)盤卷加工而成。緊湊的結(jié)構(gòu)防止熱疲勞,增加傳熱效率并減少外型尺寸。尤其適合于高溫高壓及低流速的應(yīng)用。
主要特點(diǎn):
- 管程及殼程液體間無(wú)任何交錯(cuò)污染
- 小體積大傳熱面積
- 316L不銹鋼材質(zhì),哈氏合金或鎳鉻合金等
- 傳熱速率29KW
- 液體流速38 l/min.
- 工作壓力310bars