管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:
①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,結(jié)構(gòu)簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應(yīng)力。
②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動,完全消除了熱應(yīng)力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,造價較高。
③ U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū),借助于管箱內(nèi)的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
④填料函式換熱器 填料函式換熱器其結(jié)構(gòu)特點是管板只有一端與殼體固定連接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸縮,不會產(chǎn)生因殼壁與管壁溫差而引起的溫差應(yīng)力。填料函式換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡單,立式空預(yù)器,制造方便,山東空預(yù)器,耗材少,造價低;管束可從殼體內(nèi)抽出,熱管式空預(yù)器,管內(nèi)、管間均能進行清洗,維修方便。其缺點是填料函耐壓不高,一般小于4.0MPa;殼程介質(zhì)可能通過填料函外漏,對有毒和貴重的介質(zhì)不適用。填料函式換熱器適用于管、殼壁溫差較大或介質(zhì)易結(jié)垢,需經(jīng)常清理且壓力不高的場合。
⑤釜式換熱器 釜式換熱器結(jié)構(gòu)特點是在殼體上部設(shè)置適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)空間,同時兼有蒸汽室的作用。管束可以為固定管板式、浮頭式或U 型管式。釜式換熱器清洗維修方便,可處理不清潔、易結(jié)垢的介質(zhì),并能承受高溫、高壓。它適用于液-汽式換熱,可作為最簡結(jié)構(gòu)的廢熱鍋爐。
1、流速的選擇
流速是換熱器設(shè)計的重要變量,提高流速則提高傳熱系數(shù),同時壓力降與功耗也會隨之增加,如果采用泵送流體,應(yīng)考慮將壓力降盡量消耗在換熱器上而不是調(diào)節(jié)閥上,這樣可依靠提高流速來提高傳熱效果。
采用較高的流速有兩個好處:一是提高總傳熱系數(shù),從而減小換熱面積;二是減少在管子表面生成污垢的可能性。但是也相應(yīng)的增加了阻力和動力的消耗,所以需要進行經(jīng)濟比較才能最后確定適宜的流速。
2、允許壓力降的選擇
選擇較大的壓力降可以提高流速,從而增強傳熱效果減少換熱面積。但是較大的壓力降也使得泵的操作費用增加。合適的壓力降值需要以換熱器年總費用為目標(biāo),反復(fù)調(diào)整設(shè)備尺寸,進行優(yōu)化計算而得出。
主要根據(jù)流體的操作壓力和溫度、可以利用的壓力降、結(jié)構(gòu)和腐蝕特性,以及所需設(shè)備材料的選擇等方面,考慮流體適宜走哪一程。下面的因素可供選擇時考慮:
適于走管程的流體有水和水蒸氣或強腐蝕性流體;有毒性流體;容易結(jié)構(gòu)的流體;高溫或高壓操作的流體等。
換熱終溫一般由工藝過程的需要確定。當(dāng)換熱終溫可以選擇時,其數(shù)值對換熱器是否經(jīng)濟合理有很大的影響。在熱流體出口溫度與冷流體出口溫度相等的情況下,熱量利用效率較高,但是有效傳熱溫差較小,換熱面積較大。
對于一定的工藝條件,首先應(yīng)確定設(shè)備的形式,例如選擇固定管板形式還是浮頭形式等。
換熱器按換熱器的用途分類
(1)加熱器:加熱器用于把流體加熱到所需的溫度,被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變。
(2)預(yù)熱器:預(yù)熱器用于流體的預(yù)熱,以提高整套工藝裝置的效率。
(3)過熱器:過熱器用于加熱飽和蒸汽,空預(yù)器管,使其達到過熱狀態(tài)。
(4)蒸發(fā)器:蒸發(fā)器用于加熱液體,使之蒸發(fā)汽化。
(5)再沸器:再沸器是蒸餾過程的專用設(shè)備,用于加熱已冷凝的液體,使之再受熱汽化。
(6)冷卻器:冷卻器用于冷卻流體,使之達到所需要的溫度。
(7)冷凝器:冷凝器用于冷凝飽和蒸汽,使之放出潛熱而凝結(jié)液化。
重慶市商順換熱設(shè)備有限公司是在1991年成立的重慶大學(xué)三維節(jié)能技術(shù)開發(fā)公司基礎(chǔ)上發(fā)展起來的節(jié)能、環(huán)保型高科技企業(yè),注冊資本2000萬元。二十多年來,公司以節(jié)能新技術(shù)為驅(qū)動力,為企業(yè)量身定做能源綜合利用的系統(tǒng)優(yōu)化方案,并提供高效換熱器和技術(shù)服務(wù)。公司開發(fā)和生產(chǎn)的三維內(nèi)外肋片管和三維薄液膜凝結(jié)管是新一代管內(nèi)外強化換熱原件,熱力性能優(yōu)于H型翅片管、螺旋翅片管、螺旋槽管、扭曲管,二維內(nèi)肋管以及波紋管等。獨特的管內(nèi)強化換熱技術(shù),真正解決了氣-氣換熱等相近介質(zhì)的化熱強化問題,其他技術(shù)難以企及。公司以重慶大學(xué)為技術(shù)依托,與東方鍋爐股份有限公司、西安熱工研究院有限公司、國家電投遠達環(huán)保等大型企業(yè)合作,致力于于系統(tǒng)優(yōu)化和高效化熱器的設(shè)計、研發(fā)和生產(chǎn),服務(wù)于電力、石油、化工、冶金、船舶、機械、暖通空調(diào)、食品、制藥、航空、環(huán)保、城市供熱及其他工業(yè)領(lǐng)域。公司以建設(shè)節(jié)能環(huán)保型社會契機,不斷優(yōu)化高效節(jié)能技術(shù),把先進的化熱器技術(shù)應(yīng)用到各行各業(yè),努力成為節(jié)能環(huán)保事業(yè)的實踐者。