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                        换热站的学习资料

                        2021-01-28  来自: 甘肃远大暖通科技有限公司 浏览次数:133

                        换热器的应用广泛,日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等,都是换热器。广泛应用于化工、石油、动力、原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用率的主要设备之一。

                        换热器既可是一种单独的设备,如加热器、冷却器和凝汽器等;也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的热交换器。

                        普通热交换器由金属材料制成,其中,碳素钢和低合金钢主要用于制造中低压热交换器;不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外,也可用作耐高、低温的材料;铜、铝及其合金主要用于制造低温热交换器;镍合金主要用于高温条件下的热交换器;非金属材料除了用于制造衬垫部件外,也已开始用于非金属材料的耐蚀热交换器,例如石墨热交换器,氟塑料热交换器,玻璃热交换器等。

                        换热器的分类:

                        1、按照传统方式的不同,换热设备可分为三类:

                        (1).混合式换热器

                        利用冷、热流体直接能与混合的作用进行热量的交换这类交换器的结构简单、但价便宜、常做成塔状。

                        两种容许完全混合且不同温度的介质,在直接接触的过程中完成其热量的传递。

                        例如:冷水塔(凉水塔)、造粒塔、气流干燥装置、流化床等。

                        (2).蓄热式换热器

                        在这类换热器中,能量传递是通过格子砖或填料等蓄热体来完成的。首先让热流体通过,把热量积蓄在蓄热体中,然后再让冷流体通过,把热量带走。由于两种流体交变转换输入,因此不可避免的存在着一小部分流体相互掺和的现象,造成流体的“污染”。

                        蓄热式换热器结构紧凑、价格便宜、单位体积传热面大,故较适用于气——气热交换的场合。主要用于石油化工生产中的原料气转化和空气余热。回转蓄热式换热器的结构特点是实现连续操作,换热器中的蓄热体一般采用成型板片或金属丝网组装的扇形柜内,其外部由金属壳体密封,并以每分1~4转得慢速转动进行连续换热

                        (3)、间壁式换热器

                        所谓间壁式换热器,是指两种不同温度的流体在固定的壁面(称为传热面)相隔的空间里流动,通过璧面得导热和壁表面的对流换热进行热量的传递。参加换热的流体不会混合,传递过程连续而稳定地进行。间壁式换热器的传热面大多采用导热性能良好的金属制造。在某些场合由于防腐的需要,也有用非金属(如石墨,聚四乙烯等)制造的。这是工业制造广泛应用的一类换热器。冷、热流体被一固体壁面隔开通过璧面进行传热。

                        2.按照传热面的形状与结构特点它可分为:

                        (1)管式换热器:如套管式、螺旋管式、管壳式、热管式等。

                        (2)板面式换热器:如板式、螺旋板式,、板壳式等。

                        (3)扩展表面式换热器:如板翅式、管翅式、强化的传热管等。

                        3、按作用原理或传热方式分类

                        (1).直接接触式换热器(混合式换热器)

                        利用冷、热流体直接接触与混合的作用进行热量的交换。如:冷却塔等。

                        (2).蓄热式换热器(回热式换热器)

                        借助于固体构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触,把热量从热流体传递给冷流体的换热器。两种流体有少量混合。如:回转式空气预热器等。

                        (3).间壁式换热器(表面式换热器)

                        利用间壁(固体表面)将进行热交换的冷、热两种流体隔开互不接触。热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。如:管壳式换热器等。

                        (4).中间载热体式换热器

                        把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器。载热体在高温流体和低温流体之间循环。如:热管式换热器等。

                        其中间壁式换热器分类:

                        a.管式换热器:通过管子壁面进行传热的换热器。

                        优点:结构坚固、可靠性高、适应性广、易于制造,能承受较高的温度和压力。

                        缺点:传热效率、结构紧凑性及金属的消耗量等均不如紧凑式换热器。

                        b.板面式换热器:通过板面进行传热的换热器。

                        优点:传热性比管式换热器优越,流体在较低流速下即可达到湍流,强化了传热。制造成本低,结构紧凑、使用灵活、清洗和维修方便、能精确控制换热温度等。

                        缺点:

                        (a).密封周边太长,不易密封,渗漏的可能性大;

                        (b).承压能力低,耐压性差;

                        (c).使用温度受密封垫片材料耐温性能的限制不宜过高;

                        一、目前普遍使用的换热器--管壳式换热器作介绍:

                        管壳式换热器由壳体、管束、管箱等结构组成,根据其结构特点的不同可分为两大类:一类时刚性结构,如不带膨胀节的固定管板式换热器;另一类是具有温差补偿结构的管壳式换热器,如带膨胀节的固定管板式换热器、浮头式、U型管式换热器等。

                        (1)、固定管板式换热器

                        优点:a.结构简单紧凑,制造成本低

                        b.与其它类型换热器相比,在相同壳体直径下,排管数目多

                        c.管内便于清洗

                        缺点:a.壳程不能用机械方法清洗,应走清洁流体

                        b.不设膨胀节时,管、壳程可能产生较大的温差应力

                        (2)、浮头式换热器

                        优点:a.壳体和管束热变形自由,不产生热应力

                        b.管束可从壳体中抽出,便于壳程的检修和清洗

                        缺点:a.结构复杂,造价高。

                        b.为使一端管板浮动,需增加一个浮头盖及相关连接件以保证壳程密封,操作时,如果浮头盖连接处泄漏将无法发现,所以应严格保证其密封性能

                        c.为使浮头管板和管束检修时能够一起抽出,在管束外缘与壳壁之间形成宽度为16~22mm的环隙,这样不仅减少了排管数目,而且增加了旁路流路,降低了换热器的热效率。

                        (3)、填料函式换热器

                        优点:a.结构比浮头式换热器简单,壳体和管束热变形自由,不产生热应力。

                        b.管束可从壳体中抽出,壳程的检修和清洗方便。

                        缺点:填料函处形成动密封,壳程介质易泄漏,要求壳程介质温度和压力不能过高,且非易燃和易爆

                        (4)、U形管式换热器

                        优点:a.结构简单,省去一块管板和一个管箱,造价低

                        b.管束和壳体分离,热膨胀时互不约束,消除热应力

                        c.管束可以从壳体中抽出,管外清洗方便

                        缺点:a.弯管必须保持曲率半径,管束会存在较大的空隙,流体易走短路,对传热不利

                        b.管内不能用机械方法清洗,易走清洁流体

                        当管道泄漏损坏时,只有外面的管道才能被替换,而其它的管道只能被堵塞,从而减少了传热面积。

                        二、波纹管式换热器

                        特点:

                        (1).传热效率高。

                        采用特殊设计制造的变截面波纹管取代传统列管换热器中主要传热元件光管,使流体在管内外形成充分湍流。同时,增加了换热面积,即使在流速较低的情况下,流体在管内外均可形成较强的扰动,从而大大提高了传热系数。

                        (2).不易结垢,不堵塞,耐腐蚀。

                        采用不锈钢制成的波纹管,由于波纹管为热补偿元件。在热胀冷缩过程中产生轴向蠕动,使管内外的附垢自行脱落,同时管路通道大,压力小,不易堵塞,如有腐蚀度高的工况可选用特殊不锈钢材料。

                        (3).热应力小、使用寿命长。由于换热管为波纹管,轴向补偿量大,即使管壳程温差大的情况下,都能自行补偿。管与管板的热应力很小,不易裂坏,大大提高了使用寿命。

                        (4).传热效率高,降低投资成本。传热效率是正常换热器的2~3倍,从而降低了设备制造成本,为用户节省投资成本。

                        换热站的工艺流程叙述:

                        (1)换热站采暖系统工艺流程:

                        换热站内采暖系统使用0.46MPa(g),200℃过热蒸汽将由集水器从各单元用户收集的的70℃供热回水通过热水循环泵送到换热器加热到95℃,经过循环泵加压后再由分水器送到各单元用户,散热后再返回换热站循环加热。

                        为了保证水量的持续稳定,换热站内设置有补水定压系统。补充。


                        甘肃远大暖通科技有限公司主要承接兰州中央空调安装、净化空调安装、通风防排烟系统工程、各类冷库系统等,业务覆盖:兰州,白银,定西,平凉,张掖,嘉峪关,庆阳,天水,陇南,武威,甘南等地,专注为客户提供综合节能设计施工方案与制冷、采暖设备的销售、咨询、设计、安装、维护于一体的创新型企业。


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