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管殼式換熱器


1.管殼式換熱器

    管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作爲傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡單,操作可靠,可用各種結構材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應用最廣的類型。

    目前国内外在化工生产中所用換熱設備,管殼式換熱器仍占主导地位。虽然它在换热效率、结构紧凑性和金属材料消耗等方面,不如其它新型換熱設備,但它具有结构坚固、操作弹性大、适应性强、可靠程度高、选材范围广、处理能力大、能承受高温和高压等特点,所以在工程中仍得到广泛应用。

2.管殼式換熱器结构
    由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。 

    流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。图示为最简单的单壳程单管程换热器,简称为1-1型换热器。为提高管内流体速度,可在两端管箱内设置隔板,将全部管子均分成若干组。这样流体每次只通过部分管子,因而在管束中往返多次,这称为多管程。同样,为提高管外流速,也可在壳体内安装纵向挡板,迫使流体多次通过壳体空间,称为多壳程。多管程与多壳程可配合应用。

3.管殼式換熱器类型
由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,管殼式換熱器可分为以下几种主要类型: 

① 固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯成一體,結構簡單,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,以減小熱應力。

    ② 浮頭式換熱器 管束一端的管板可自由浮动,完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮頭式換熱器的应用较广,但结构比较复杂,造价较高。
③ U型管换热器 每根换热管皆弯成U形,两端分别固定在同一管板上下两区,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力,结构比浮头式简单,但管程不易清洗。

非金屬材料換熱器 化工生产中强腐蚀性流体的换热,需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金属材料制作管殼式換熱器。这类换热器的换热性能较差,只用于压力低、振动小、温度较低的场合。

管殼式換熱器流道的选择 进行换热的冷热两流体,按以下原则选择流道:①不洁净和易结垢流体宜走管程,因管内清洗较方便;②腐蚀性流体宜走管程,以免管束与壳体同时受腐蚀;③压力高的流体宜走管程,以免壳体承受压力;④饱和蒸汽宜走壳程,因蒸汽冷凝传热分系数与流速无关,且冷凝液容易排出;⑤若两流体温度差较大,选用固定管板式換熱器时,宜使传热分系数大的流体走壳程,以减小热应力。

操作強化 當管壁兩側傳熱分系數相差很大時(如粘度小的液體與氣體間的換熱),應設法減小傳熱分系數低的一側的熱阻。如果管外傳熱分系數小,可采用外螺紋管(低翅片管),以增大管外一側的傳熱面積和流體湍動,減小熱阻。如果管內傳熱分系數小,可在管內設置麻花鐵,螺旋圈等添加物,以增強管內擾動,強化換熱,當然這時流體的流動阻力也將增大。

4.管殼式換熱器主要控制参数

管殼式換熱器的主要控制参数为加热面积、热水流量、换热量、热媒参数等。
2、選用要點
1)、根據已知冷、熱流體的流量,初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計換熱面積,一般先假定傳熱系數,確定換熱器構造,再校核傳熱系數K值。
2)、选用换热器时应注意压力等级,使用温度,接口的连接条件。在压力降,安装条件允许的前提下,管殼式換熱器以选用直径小的加长型,有利于提高换热量。
3)、換熱器的壓力降不宜過大,一般控制在0.01~0.05MPa之間;
4)、流速大小應考慮流體黏度,黏度大的流速應小于0.5~1.0m/s;一般流體管內的流速宜取0.4~1.0m/s;易結垢的流體宜取0.8~1.2m/s。
5)、高溫水進入換熱器前宜設過濾器。
6)、熱交換站中熱交換器的單台處理和配置台數組合結果應滿足熱交換站的總供熱負荷及調節的要求。在滿足用戶熱負荷調節要求的前提下,同一個供熱系數中的換熱器台數不宜少于2台,不宜多于5台。

5.管殼式換熱器施工、安装要点

1)、熱交換器應以最大工作壓力的1.5倍做水壓試驗,蒸汽部分應不低于蒸汽供汽壓力加0.3MPa;熱水部分應不低于0.4MPa。在試驗壓力下,保持10min壓力不降。
2)、管殼式換熱器前端应留有抽卸管束的空间,即其封头于墙壁或屋顶的距离不得小于换热器的长度,设备运行操作通道净宽不宜小于0.8m。
3)、各類閥門和儀表的安裝高度應便于操作和觀察。
4)、加熱器上部附件(一般指安全閥)的最高點至建築結構最低點的垂直淨距應滿足安裝檢測的要求,並不得小于0.2m。

6.管殼式換熱器执行标准
  1)、産品標准
《管殼式換熱器》GB151-1999
《导流型容积式水加热器和半容积式水加热器(U型管束)》CJ/T 163-2002
2)、工程標准
《建築給水排水及采暖工程施工質量驗收規範》GB50242-2002
3)、管殼式換熱器相关标准图
05R103 热交换站工程设计施工图集
01S122-1~10水加熱器選用及安裝

7.管殼式換熱器生产厂家介绍
冷卻器廠家:凯发K8APP下载換熱設備有限公司,板式換熱器的专业生产厂家.公司位于江苏中部姜堰市。公司是生产“冷威”牌板式換熱器,冷卻器的厂家。主要产品:板式換熱器冷卻器冷凝器分集水器換熱機組蒸發式冷凝器管殼式換熱器波紋管式換熱器容積式換熱器。“冷威”商标为江苏知名商标。“冷威”牌冷卻器已通过ISO9001国际质量体系认证,严格执行JB/T7356-94《列管式油冷卻器》及GB16409-96《板式換熱器》标准.凯发K8APP下载冷卻器质量可靠,应用广泛。凯发K8APP下载換熱設備公司,打造最大板式換熱器和冷卻器的专业生产厂家和供应商! 地 址: 江苏省姜堰市娄庄镇先进工业区   电  话:0523-88691628、88699968   传  真:0523-88696288     网  址:

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