一、设计换热器
换热器的设计使用年限一般为10-15年。
用户在使用容积式换热器以后,一般会有使用不标准、水质不标准、持续使用、维护检修不及时、保养不完备、泵房使用环境等。
二、换热设备
背压式汽轮机的最后一级排除来的蒸汽称之为乏汽,其压力为负压、温度也比较低,为了将这一部分蒸汽回收再利用,所以就需要将这部分蒸汽的显热带走,也就有了冷凝器,冷凝器中循环的冷却水带走这部分乏汽中的热量将蒸汽冷凝成水,然后冷却水在冷却塔中将冷却水中的热量与空气对流换热,冷却水温度降下来后再回到冷凝器中带走乏汽中的热量。
三、换热器原理与设计
都知道性质决定用途,所以弄懂换热器的工作原理就知道其设计方式了,换热器的不同类型及其工作原理:
1、间壁式换热器 间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。间壁式换热器是目前应用最为广泛的换热器。
2、蓄热式换热器 蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
3、流体连接间接式换热器 流体连接间接式换热器,是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
4、直接接触式换热器 又被称为混合式换热器,这种换热器是两种流体直接接触,彼此混合进行换热的设备,例如,冷水塔、气体冷凝器等。
5、复式换热器 兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。同汽水面式间接换热相比,具有更高的换热效率;同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。 使用注意事项 1、保持管网的清洁。无论是在工作前还是工作完成后,都必须对管网进行清洁处理,这样做的目的是为了避免发生换热器堵塞的现象。还要注意及时对除污器以及过滤器的清洗,让整个工作顺利完成。 2、严重把关软化水。对于水质把关是相当重要的,在进行对软化水水质处理的前提下,首先要认真检查系统中的水和软化罐水质问题,确定合格后方可进行注入处理。 3、新系统检验。对于一些新系统来说,不能马上与换热器进行交替使用,首先需把新的系统在指定的时间段运行,让它有了一个运行模式后,此时方可以把换热器并入系统中使用,这样做的目的完全是为了避免管网中的杂质破坏换热器设备。 换热器的行业状况 换热器在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。换热器既可是一种单元设备,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,如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备,根据统计,热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%,其重要性可想而知。
四、管壳式换热器
倘若没有特殊要求的话,通常为4个接管口: 冷媒进、出口; 热媒进、出口。 对于管壳式换热器,在壳程通常还会有排污口接管口,个别有特殊要求时壳程还会有排气口。 其中这些不包括温度、压力等仪表检测接口。
五、新型换热器
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装 而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形 通道,通过半片进行 热量交换。板式换热器是液—液、 液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、 热损失小、结构紧凑轻巧、占 地面积小、安装清洗方 便、应用广泛、使用寿命长等特点。
这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数。为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管。夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。
这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状,并沉浸在容器内的液体中。蛇管换热器的优点是结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低,管外给热系数小。为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。
这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多。另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用。因此,和沉浸式相比喷淋式换热器的传热效果大有改善。
套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管,并由U形弯头连接而成。在这种换热器中一种流体走管内,另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大。另外,在套管换热器中两种流体可为纯逆流,对数平均推动力较大。套管换热器结构简单,能承受高压应用亦方便(可根据需要增减管段数目)。特别是由于套管换热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点,在超高压生产过程(例如操作压力为3000大气压的高压聚乙烯生产过程)中所用的换热器几乎全部是套管式。
管壳式(又称列管式)换热器是最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。 管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。
六、板式换热器设备
设计原理
板式换热器由外部框架和换热板片两部分组成,其中核心部件是换热板片,该板片通常由金属薄片压制而成,板身具有规律的波纹形状。
通过叠装,橡胶垫片压紧、螺栓固定等工序,将若干个换热板片按照一定的间隔进行交替排列,再用橡胶进行周边密封,就构成了一套完整的板式换热器。
工作原理
在工作时,各个换热板片之间会形成薄矩形的流体通道,冷热两种换热介质会通过板件四角上的孔洞交错进入这些狭长、曲折的流道,板片上的波纹会增强板的刚度,也会增强流体的湍流程度。两种介质在板片阻隔之间形成并流或者逆流,并通过中间隔层板片进行换热,以达到使用目的。