换热器是将热流体的部热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。它的主要功能是-工艺过程对介质所要求的特定温度。它可以在不同温度的两种或两种以体间实现物料之间传递热量,使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体,使流体温度达到流程规定的指标,以满足工艺条件的需要,同时换热器也是提高能源利用率的主要设备之一。7、适合椭圆管、方形管、螺旋管、肋片管及从9/16”直径出的弯曲。
管壳式换热器由壳体、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。
管壳式换热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。
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。
管壳式换热器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,管壳式换热器可分为以下几种主要类型:
固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体,结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时,可在壳体上安装有弹性的补偿圈,以减小热应力。
浮头式换热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。浮头式换热器的应用较广,但结构比较复杂,造价较高。
设计温度的确定
换热器的设计温度应符合以下规定
1.热交换器的各程压力室设计温度应按各自苛刻的工作工况分别确定;各部分在工作状态下的金属温度不同时,可分别设定设计温度;壳程设计温度、管程设计温度分别为壳程壳体、管箱壳体的设计温度;
2.设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的-高温;对于0℃以下的金属温度,设计温度不得高于元件金属可能达到的-低温;在任何情况下,元件金属的表面温度不得超过材料的允许使用温度;
3.对于同时受两侧介质温度作用的元件应按其金属温度确定设计温度;
4.元件金属温度方法确定:1传热计算求得;2在已使用的同类换热器上测定;3根据介质温度并结合外部条件确定。
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