動(dòng)態(tài)展示

產(chǎn)品簡(jiǎn)介
殼管式(或管殼式)換熱器是應(yīng)用廣泛的傳統(tǒng)的換熱器。其最基本的構(gòu)造是在圓形的殼體內(nèi)加許多熱交換用的小管，當(dāng)加熱的熱媒為蒸汽時(shí)稱(chēng)為殼管汽一水換熱器；加熱的熱媒為高溫水時(shí)稱(chēng)為殼管水一水換熱器，水一水換熱器由于熱交換小管內(nèi)外都是水，因?yàn)樾」軆蓚?cè)水流速接近，圓形外殼直徑不能太大，當(dāng)加熱面積要求較大時(shí)，常幾段連起來(lái)，故又稱(chēng)分段式水一水換熱器。它們的具體構(gòu)造見(jiàn)后。該類(lèi)換熱器常用于熱水供暖系統(tǒng)，低溫水空調(diào)系統(tǒng)及某些連續(xù)性用熱水的生產(chǎn)工藝用水。作為生活熱水供應(yīng)，則需配備貯水罐。

工藝條件的選擇

換熱器的設(shè)計(jì)溫度應(yīng)高于最大使用溫度，一般高15℃。

壓力降

增加工藝物流流體的流速，可增加對(duì)流換熱系數(shù)，從而提高總傳熱系數(shù)，使換熱器的結(jié)構(gòu)緊湊，但增加流速將增加換熱器的壓力降，從而使得換熱器的磨蝕和振動(dòng)破壞加劇等。同時(shí)，壓力降增加使得換熱器在運(yùn)行過(guò)程的動(dòng)力消耗增大，因此，最大允許的壓力降范圍一般限制如表所示。

工藝物流的壓力(MPa)	允許壓力降 (MPa)
真空 0．1～0．7 >0.17	0．01 0．004～0．034 ≥0．034

流體空間的選擇

要使換熱器正常而有效地操作，就必須慎重地選擇流動(dòng)空間。

(1)溫度。高溫流體一般走管程，因?yàn)楦邷貢?huì)降低材料的許用應(yīng)力，所以高溫流體走管程可節(jié)省保溫層并減少殼體厚度，有時(shí)為了便于高溫流體的散熱，也可使高溫流體走殼程，但為了保證操作人員的安全，需設(shè)置保溫層。

(2)壓力。較高壓力的流體走管程，可減少殼體厚度。

(3)黏度。

(4)腐蝕性。腐蝕性較強(qiáng)的流體應(yīng)走管程，以節(jié)省耐腐蝕材料。

(5)壓力降。

(6)清潔性。較臟和易結(jié)垢的流體應(yīng)走管程，以便于清洗和控制結(jié)垢。如必須走殼程，則應(yīng)采取正方形排列，并采用可拆式(浮頭式、填料函式、U型管式)換熱器。

(7)流速。

(8)對(duì)流換熱系數(shù)。
結(jié)構(gòu)

換熱管

換熱管可采用光管、螺紋管、螺旋槽管等。在換熱管選擇中，應(yīng)考慮下列幾個(gè)因素。

(1)管徑。管徑愈小的換熱器愈緊湊、愈便宜，且可以獲得較好的對(duì)流換熱系數(shù)與阻力系數(shù)的比值。但是，管徑愈小的換熱器的壓降將愈大，在滿(mǎn)足允許壓力降的情況下，一般推薦選用19管子。對(duì)于易結(jié)垢的流體，為方便清洗，采用外徑為25管子。對(duì)于有氣一液兩相流的工藝流體，一般選用較大的管徑。例如再沸器、鍋爐，換熱管多采用32、51的管徑。

(2)管長(zhǎng)。無(wú)相變換熱時(shí)，管子較長(zhǎng)則傳熱系數(shù)也增加。在相同的傳熱面積情況下，采用長(zhǎng)管則流動(dòng)截面積小，流速大，管程數(shù)少，從而可減少流體在換熱器中的回彎次數(shù)，因而壓力降也較小；而且采用長(zhǎng)管時(shí)，每平方米傳熱面的比價(jià)也低。但是，管子過(guò)長(zhǎng)會(huì)給制造帶來(lái)困難。因此，一般選用管長(zhǎng)為4～6m。對(duì)于傳熱面積大或無(wú)相變的換熱器可選用8～9m的管長(zhǎng)。

(3)管子的排列和管心距。管子在管板上的排列形式主要有正方形排列和三角形排列

兩種形式。三角形排列有利于殼程流體達(dá)到湍流且排管數(shù)也多。正方形排列有利于殼程的清洗。為了彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，就產(chǎn)生了轉(zhuǎn)過(guò)一定角度的正方形排列(即轉(zhuǎn)置正方形排列)和留有清洗通道的三角形排列。管間距是兩相鄰管子中心的距離。管間距愈小則設(shè)備愈緊湊，但將引起管板增厚、清潔不便、殼程壓降增大。為此，一般選用范圍為(1．25～1．5)(為管外徑)。

管程數(shù)和殼程形式

管程數(shù)有1～8程幾種，常用的為1、2或4管程。管程數(shù)增加，管內(nèi)流速增大，對(duì)流換熱系數(shù)也增加。但管內(nèi)流速要受到管程壓力降等的限制，在工業(yè)生產(chǎn)中常用的流速為：水和相類(lèi)似的流體流速一般取1～2．5m/s。對(duì)大型冷凝器的冷卻水流速可增加到3m/s。氣體和蒸汽的流速可在8～30m/s的范圍內(nèi)選取。

殼程大致可分為如下幾種形式：

(1)單殼程換熱器，可在殼程內(nèi)放入各種形式的折流板，主要是增大流體的流速，強(qiáng)化傳熱。這是最常用的一種換熱器，在單組分冷凝的真空操作時(shí)可將接管移到殼體的中心。

(2)放入縱向隔板的雙殼程換熱器，可以提高殼程流速，改善熱的效應(yīng)，比兩個(gè)換熱器串聯(lián)要便宜。

(3)分流式換熱器，它適用于大流量且壓降要求低的情況，當(dāng)中的隔板在作為冷凝器時(shí)可采用有孔板。

(4)雙分流式換熱器，它適用于低壓降且當(dāng)一種流體比另一種流體溫度變化很小的情況，以及適用于溫差很大或者管程對(duì)流換熱系數(shù)很大的情況。

殼程折流板

除非考慮壓降、管子振動(dòng)或管子支撐和強(qiáng)化傳熱問(wèn)題，要求采用弓形折流板、盤(pán)環(huán)形折流板、折流桿或是弓形缺口處無(wú)管子的結(jié)構(gòu)外，一般都采用圓缺形折流板(又稱(chēng)弓形折流板)。

折流板可以改變殼程流體的方向，使其垂直于管束流動(dòng)，并提高流速，從而增加流體流動(dòng)的湍流程度，獲得較好的傳熱效果。

當(dāng)殼程進(jìn)行蒸發(fā)、冷凝操作或者管程對(duì)流換熱系數(shù)很低時(shí)，殼程折流板的效果就不很明顯，主要起管子支承作用，有時(shí)可以不要折流板；對(duì)于帶有不凝性氣體的冷凝操作，采用不等距的折流板可改善傳熱效果。

1．折流板的形式

折流板的形式可分為圓缺形(弓形)折流板、盤(pán)環(huán)形折流板、孔式折流板和折流圈(又稱(chēng)折流桿)。

圓缺形折流板；圓缺形折流板可分為橫缺形、豎缺形和阻液形三種。

橫缺形折流板適用于無(wú)相變的對(duì)流傳熱，防止殼程流體平行于管束流動(dòng)，減少殼程底部液體的沉積。當(dāng)殼程用于冷凝操作時(shí)，橫缺形折流板的底部應(yīng)開(kāi)排液孔，孔的大小決定于液量的多少。但住往由于排液孑L的不適當(dāng)而產(chǎn)生液泛和氣相旁流，因此在殼程進(jìn)行冷凝操作時(shí)，一般采用豎缺形折流板。阻液式折流板由于下部有一個(gè)液封區(qū)，因此可以用于帶有冷卻的冷凝操作。

圓缺形折流板的缺口高度可為直徑的10%～40%，通用的高度為直徑的25%。實(shí)際上在相同的壓力降下，圓缺高度為直徑的20%的折流板將獲得最好的傳熱效率。換熱器流量很大時(shí)，為了得到較好的錯(cuò)流并避免流體誘發(fā)振動(dòng)，常常取掉缺口處的管子，稱(chēng)為弓形區(qū)不布管。

盤(pán)環(huán)形折流板：盤(pán)環(huán)形折流板允許通過(guò)的流量大，壓降小，但傳熱效率不如圓缺形折流板，因此這種折流板多用于要求壓降小的情況。

孔式折流板：孔式折流板使流體穿過(guò)折流板孔和管子之間的縫隙流動(dòng)，以增加傳熱效率。這種折流板的壓力降大，僅適用于較清潔的流體。

折流圈(又稱(chēng)折流桿)：折流圈是一種桿式折流結(jié)構(gòu)。它使流體縱向穿過(guò)折流桿與換熱管之問(wèn)的縫隙。這種換熱器要求流量大，壓力降小且傳熱效果好，無(wú)相變和有相變的場(chǎng)合均適用。

2．折流板間距

折流板的間距影響到殼程流體的流向和流速，從而影響到傳熱效率。最小的折流板間

距為殼體直徑的1/3～1/2，且不應(yīng)小于5mm。由于折流板有支撐管子的作用，因此鋼管無(wú)支撐板的最大折流板問(wèn)距為(為管外徑，單位為mm)。如果必須增大折流板間距，則應(yīng)另設(shè)支撐板。若管材是銅、鋁或者它們的合金材料時(shí)，無(wú)支撐的最大間距應(yīng)為。