換熱器形式和優(yōu)缺點

換熱器的形式與優(yōu)缺點一．換熱器的概念換熱器是將熱流體的局部熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器是化工,石油,動力,食品及其它很多工業(yè)部門的通用設(shè)備,在生產(chǎn)中占有重要地位.在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等,應(yīng)用更和板式構(gòu)造兩大類。二．換熱器的工作原理換熱器是將熱流體的局部熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，即在一個大的密閉容器換熱器又稱熱交換器。三.機械構(gòu)造形式類主要有管殼式和板式兩種。式和蓄熱式。1、間壁式換熱器的類型夾套式換熱器這種換熱器是在容器外壁安裝夾套制成,構(gòu)造簡潔;但其加熱面受容器壁面限制,傳熱系數(shù)也不高.為提高傳熱系數(shù)且使釜內(nèi)液體受熱均勻,可在釜板或其它增加湍動的措施,以提高夾套一側(cè)的給熱系數(shù).為補充傳熱面的缺乏,也可在釜內(nèi)部安裝蛇管.夾套式換熱器廣泛用于反響過程的加熱和冷卻。沉醉式蛇管換熱器這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的外形,材料制造;其缺點是容器內(nèi)液體湍動程度低,管外給熱系數(shù)小.為提高傳熱系數(shù),容器內(nèi)可安裝攪拌器。噴淋式換熱器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)流淌一層湍動程度較高的液膜,管外給熱系數(shù)較沉醉式增大很多.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)亦帶走一局部熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用.因此,和沉醉式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。U較高的流速,故傳熱系數(shù)較大.另外,在套管換熱器中,兩種流體可為純逆流,對數(shù)平均推動力較大。套管換熱器構(gòu)造簡潔,能承受高壓,應(yīng)用亦便利(可依據(jù)需要增減管3000程)中所用的換熱器幾乎全部是套管式。業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史,而且至今仍在全部換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等局部組成,殼體多呈圓形,內(nèi)為傳熱面。為提高管外流體給熱系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝肯定數(shù)量的橫向折流檔組。這樣,流體可每次只通過局部管子而來回管束屢次,稱為多管程。同樣,為提高換熱器內(nèi),由于管內(nèi)外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。如兩者溫差很大,換熱器內(nèi)部將消滅很大的熱應(yīng)力,可能使管子彎曲,斷裂或從管板上松脫。因此,當(dāng)50℃時,應(yīng)實行適當(dāng)?shù)臏夭钛a償措施,消退或減小熱應(yīng)力。2、混合式換熱器混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進(jìn)展傳熱的，這種傳熱方式避開滌與冷卻、循環(huán)水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應(yīng)用普及化工和冶金企業(yè)、動力工程、空氣調(diào)整工程以及其它很多生產(chǎn)部門中。依據(jù)用途的不同，可將混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型：冷卻塔(或稱冷水塔)在這種設(shè)備中，用自然通風(fēng)或機械通風(fēng)的方法，將生產(chǎn)中已經(jīng)提高了溫度的法在實際工程中得到了廣泛的使用。氣體洗滌塔(或稱洗滌塔)在工業(yè)上用這種設(shè)備來洗滌氣體有各種目的，例如用液體吸取氣體混合物中調(diào)整濕度為主要目的的紡織廠、卷煙廠等仍大量使用!噴射式熱交換器在這種設(shè)備中，使壓力較高的流體由噴管噴出，形成很高的速度，低壓流體同一壓力和溫度后送給用戶。混合式冷凝器3.蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器用于進(jìn)展蓄熱式換熱的設(shè)備。內(nèi)裝固體填充物，用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子〔有時用金屬波形帶等〕。換熱分兩個階段進(jìn)展。個蓄熱器交替使用，即當(dāng)熱氣體進(jìn)入一器時，冷氣體進(jìn)入另一器。常用于冶金工人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。蓄熱式換熱器一般用于對介質(zhì)混合要求比較低的場合。隨著經(jīng)濟的進(jìn)展，各種不同型式和種類的換熱器進(jìn)展很快，構(gòu)造、材料準(zhǔn)，形成了系列。完善的換熱器在設(shè)計或選型時應(yīng)滿足以下根本要求：合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；構(gòu)造安全牢靠；便于制造、安裝、操作和修理；經(jīng)濟上合理。4.浮頭式換熱器浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自由浮〔也可〕。這樣為檢修、清洗供給了便利。但該換熱器構(gòu)造較簡單，而且浮動端小蓋在操作時無法知道泄露狀況。因此在安裝時要特別留意其密封。浮頭換熱器的浮頭局部構(gòu)造，按不同的要求可設(shè)計成各種形式，除必需考慮DoDi，一般推舉b1=3~5mm。這樣，當(dāng)浮頭出的鉤圈撤除后，即可將管以在設(shè)計中應(yīng)考慮保證浮頭蓋在裝配時的必要空間。鉤圈對保證浮頭端的密封、防止介質(zhì)間的串漏起著重要作用。隨著幞頭式換得到了不段的改進(jìn)和完善。裝便利。浮頭式換熱器以其高度的牢靠性和廣泛的適應(yīng)性，在長期使用過程中積存了了自身的進(jìn)展。故迄今為止在各種換熱器中扔占主導(dǎo)地位。管子構(gòu)成換熱器的傳熱面，管子尺寸和外形對傳熱有很大影響。承受小直徑屬消耗量少，傳熱系數(shù)也較高。但制造麻煩，管子易結(jié)垢，不易清洗。管子材料的選擇應(yīng)依據(jù)介質(zhì)的壓力、溫度及腐蝕性來確定。換熱器的管子在管板上的排列不單考慮設(shè)備的緊湊性，還要考慮到流體的性三角形和轉(zhuǎn)角正三角形排列，適用與殼程介質(zhì)清潔，且不需要進(jìn)展機械清洗的場進(jìn)展清洗，一般用于管束可抽出管間清洗的場合。形排列，而各程之間則常常承受正方形排列，這樣便于安排隔板位置。當(dāng)換熱器直徑較大，管子較多時，都必需在管束四周的弓形空間內(nèi)盡量配置路而給傳熱帶來不利影響。管板上換熱管中心距的選擇既要考慮構(gòu)造的緊湊性，傳熱效果，又要考慮管1.25當(dāng)換熱器多需的換熱面積較大，而管子又不能做的太長時，就得增大殼體直使流體依次流過各程管束。為了把換熱器做成多管程，可在一端或兩端的管箱中分別安置肯定數(shù)量的隔板。浮頭式換熱器的優(yōu)缺點優(yōu)點：管束可以抽出，以便利清洗管、殼程；介質(zhì)間溫差不受限制；4506.4兆帕；可用于結(jié)垢比較嚴(yán)峻的場合；可用于管程易腐蝕場合。缺點：小浮頭易發(fā)生內(nèi)漏；金屬材料耗量大，本錢高20%；構(gòu)造簡單1后，對鋼板進(jìn)展矯形，方法包括手工矯形，機械矯形及火焰矯形。備料－－劃線－－切割－－邊緣加工〔探傷〕－－成型－－組對－－焊接－2檢查。質(zhì)量檢驗內(nèi)容和方法內(nèi)容如下：原材料和設(shè)備零件尺寸和幾何外形的檢驗；稱為破壞試驗；檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測等；設(shè)備試壓，包括：水壓試驗、介質(zhì)試驗、氣密試驗等。耐壓試驗和氣密性試驗：制造完工的換熱器應(yīng)對換熱器管板的連接接頭，管程和殼程進(jìn)展耐壓試驗或氣壓試驗。增加氣密性試驗。換熱器壓力試驗的挨次如下：管程試壓；〕及填料函式換熱器先用試驗壓環(huán)進(jìn)展殼程試壓，同時檢查接頭，然后進(jìn)展管程試壓；浮頭式換熱器、釜式重沸器〔浮頭式管束〕先用試驗壓環(huán)和浮頭專用工具進(jìn)展進(jìn)展殼程試壓；壓應(yīng)在重疊組裝后進(jìn)展。安裝方法安裝換熱器的根底必需滿足以使換熱器不發(fā)生下沉，或使管道把過大的變形的連接起來。在安裝換熱器之前應(yīng)嚴(yán)格的進(jìn)展根底質(zhì)量的檢查和驗收工作，主要工程如置墊鐵的根底外表是否平坦等。根底驗收完畢后，在安裝換熱器之前在根底上放墊鐵，安放墊鐵處的根底外表使用。地腳螺栓兩側(cè)均應(yīng)有墊鐵，墊鐵的安裝不應(yīng)阻礙換熱器的熱膨脹。換熱器就位后需用水平儀對換熱器找平，這樣可使各接收都能在不受力的狀況下連接收道。找平后，斜墊鐵可與芝座焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊上，以避開損傷換熱管。依據(jù)換熱器的形式，應(yīng)在換熱器的兩端留有足夠的空間來滿足條件〔操作〕抽出管束，外頭蓋端必需也留出一米以上的位置以便裝拆外頭蓋和浮頭蓋。固定管板式換熱器的兩端應(yīng)留出足夠的空間以便能抽出和更換管子。并且，用機械法清洗管內(nèi)時。兩端都可以對管子進(jìn)展刷洗操作。U卸殼體。換熱器不得在超過銘牌規(guī)定的條件下運行。應(yīng)常常對管，殼程介質(zhì)的溫度及腐蝕介質(zhì)接觸的外表積就顯得格外大，發(fā)生腐蝕穿孔結(jié)合處松弛泄漏的危急性很蒸汽來加熱或用水來冷卻時，水中的溶解物在加熱后，大局部溶解度都會有所提周期等狀況定期進(jìn)展檢查，修理及清洗。換熱器的應(yīng)用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機裝置中的凝汽也是提高能源利用率的主要設(shè)備之一。工藝設(shè)備的組成局部，如氨合成塔內(nèi)的熱交換器。由于制造工藝和科學(xué)水平的限制，早期的換熱器只能承受簡潔的構(gòu)造，而且長期以來在工業(yè)生產(chǎn)中成為一種典型的換熱器。進(jìn)展歷史20器，構(gòu)造緊湊，傳熱效果好，因此間續(xù)進(jìn)展為多種形式。30熱器，用于飛機發(fā)動機的散熱。30成的換熱器開頭留意。6060得到了進(jìn)一步的進(jìn)展。70又創(chuàng)制出熱管式換熱器。換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類?；旌鲜綋Q熱器是通過冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)展熱量交換的換熱器，液兩流體之間的換熱。例如，化工廠和發(fā)電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴得以準(zhǔn)時分別。蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體(填料)外表，從分別裝置中。熱器，因此又稱外表式換熱器，這類換熱器應(yīng)用最廣。間壁式換熱器依據(jù)傳熱面的構(gòu)造不同可分為管式、板面式和其他型式。管式計的換熱器，如刮面式換熱器、轉(zhuǎn)盤式換熱器和空氣冷卻器等。換熱器中流體的相對流向一般有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的無相變時，以逆流的平均溫差最大順流最小。在完成同樣傳熱量的條件下，承受逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面節(jié)約設(shè)備費，后者可節(jié)約操作費，故在設(shè)計或生產(chǎn)使用中應(yīng)盡量承受逆流換熱。當(dāng)冷、熱流體兩者或其中一種有物相變化(沸騰或冷凝)時，由于相變時只放和折流等流向。在傳熱過程中，降低間壁式換熱器中的熱阻，以提高傳熱系數(shù)是一個重要的器使用中在壁兩側(cè)形成的污垢層，金屬壁的熱阻相對較小。流體流速會使能量消耗增加，故設(shè)計時應(yīng)在減小熱阻和降低能耗之間作合理的協(xié)調(diào)。為了降低污垢的熱阻，可設(shè)法延緩污垢的形成，并定期清洗傳熱