換熱器
換熱器概念:
換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備,又稱熱交換器。因換熱器類型繁多,性能不一,根據(jù)換熱設(shè)備用途不同,可歸結(jié)為管殼式和板式結(jié)構(gòu)兩大類。
換熱器工作原理:
換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備。即在一個(gè)大的密閉容器內(nèi)裝上水或其他介質(zhì),而在容器內(nèi)有管道穿過。讓熱水從管道內(nèi)流過,由于管道內(nèi)熱水和容器內(nèi)冷熱水的溫差,會形成熱交換,也就是熱平衡。高溫物體的熱量總是向低溫物體傳遞,這樣就把管道里水的熱量交還給容器內(nèi)的冷水,換熱器又稱熱交換器。
機(jī)械結(jié)構(gòu)形式:
換熱器的分類良多,可以按傳熱原理、結(jié)構(gòu)和用途等進(jìn)行分類,按其結(jié)構(gòu)主要有管殼式和板式兩種。根據(jù)冷熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分為三大類:間壁式、混合式和蓄熱式。
管殼式換熱器
管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單,操作可靠,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應(yīng)用*廣的類型。
根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施,管殼式換熱器可分為固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、U型管式換熱器、填料函式換熱器等四種類型。
固定管板式換熱器
固定管板式換熱器是管殼式換熱器的一種。固定管板式換熱器兩端的管板采用焊接的方式與殼體連接,主要由外殼、管板、管束、頂蓋(封頭)等部件構(gòu)成。
固定管板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 結(jié)構(gòu)簡單;
2. 在相同的殼體直徑內(nèi),排管數(shù)*多,旁路*少;
3. 每根換熱管都可以進(jìn)行更換,且管內(nèi)清洗方便。
4. 固定管板式換熱器的缺點(diǎn)是:
5. 殼程不能進(jìn)行機(jī)械清洗;
6. 當(dāng)換熱管與殼體的溫差較大(大于50℃)時(shí)會產(chǎn)生溫差應(yīng)力,解決措施是在殼體上設(shè)置膨脹節(jié),因而殼程壓力受膨脹節(jié)強(qiáng)度的限制不能太高;
7. 只適用于流體清潔且不易結(jié)垢,兩流體溫差不大或溫差較大但殼程壓力不高的工作場合。
浮頭式換熱器
浮頭換熱器是管殼式換熱器的一種,它有一端管板不與外殼相連,可以沿軸向進(jìn)行自由浮動(dòng),也稱為浮頭。浮頭由浮動(dòng)管板、鉤圈和浮頭端蓋組成,是可拆連接,管束可從殼體內(nèi)抽出。
浮頭式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 若換熱管與殼體有溫差存在,即殼體或換熱管膨脹時(shí),不會產(chǎn)生溫差應(yīng)力;
2. 管束可從殼體內(nèi)抽出,便于管內(nèi)和管間的清洗。
3. 浮頭式換熱器的缺點(diǎn)是:
4. 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,用材量大,造價(jià)高;
5. 如果浮頭蓋與浮動(dòng)管板之間密封不嚴(yán),會發(fā)生內(nèi)漏,造成兩種介質(zhì)的混合。
U型管式換熱器
U形管式換熱器是管殼式換熱器的一種,它由管板、殼體、管束等零部件組成。U型管式換熱器的每根管子都彎成U型,進(jìn)出口分別安裝在同一管板的兩側(cè),封頭用隔板分成兩室,由此,每根管子都可以自由伸縮,而與其他管子和殼體無關(guān)。
U型管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 管束可以自由浮動(dòng),無須考慮溫差應(yīng)力,可用于大溫差場合;
2. 它只有一塊管板,法蘭數(shù)量少,泄露點(diǎn)少、結(jié)構(gòu)簡單;
3. U型管式換熱器運(yùn)行可靠,造價(jià)低。
4. U型管式換熱器的缺點(diǎn)是:
5. 管內(nèi)清洗比較困難。由于管子需要有一定的彎曲半徑,管板的利用率較低;
6. 管束*內(nèi)層的管間距大,殼程易短路。當(dāng)管內(nèi)流速太高時(shí),將會對U形彎管段產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕,影響其使用壽命;
7. 內(nèi)層管若損壞就不能更換,因而報(bào)廢率較高。
換熱器使用注意事項(xiàng):
保持管網(wǎng)清潔。無論是在工作前還是工作完成后,都必須清洗管網(wǎng),避免發(fā)生換熱器堵塞的現(xiàn)象。此外,要注意對除污器和過濾器的清洗,讓整個(gè)換熱工作順利完成。
嚴(yán)格把關(guān)軟化水。在進(jìn)行供熱介質(zhì)處理前,要檢查系統(tǒng)中和軟化罐中的水質(zhì)問題,確定水質(zhì)合格后可注入。
檢驗(yàn)新系統(tǒng)。對于新近的系統(tǒng),不能立刻使之與換熱器進(jìn)行交替使用,而要使新系統(tǒng)在**的時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行,在完成運(yùn)行檢驗(yàn)后,才能把換熱器并入系統(tǒng)中。這樣做的目的是避免管網(wǎng)中的雜質(zhì)破壞換熱器的內(nèi)部設(shè)備。
套管式換熱器
套管式換熱器是管式換熱器的一種,是由兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接而成的同心圓套管,外面的叫殼程,內(nèi)部的叫管程。兩種不同介質(zhì)可在殼程和管程內(nèi)逆向流動(dòng)(或同向)以達(dá)到換熱的效果。套管式換熱器通常由殼體(包括內(nèi)殼和外殼)、U型肘管、填料函等組成。
套管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 結(jié)構(gòu)簡單,能耐高壓;
2. 傳熱面積可根據(jù)需要增減,應(yīng)用方便。
3. 套管式換熱器的缺點(diǎn)是:
4. 管間接頭多,易泄露;
5. 占地面積較大,單位傳熱面消耗金屬量大。
板式換熱器
螺旋板式換熱器
螺旋板換熱器屬于板式換熱器的一種,是由兩張平行的金屬板卷制而成,在其內(nèi)部形成兩個(gè)同心的螺旋形通道。換熱器中央設(shè)置隔板,將螺旋形通道隔開,兩板之間焊有定距柱以維持通道間距。
螺旋板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是:
1. 傳熱系數(shù)高;
2. 不易結(jié)垢和堵塞;
3. 能利用溫度較低的熱源;
4. 結(jié)構(gòu)緊湊。
螺旋板式換熱器的缺點(diǎn)是:
1. 操作壓強(qiáng)和溫度不宜太高;
2. 不易檢修。
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