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管式换热器
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一、管式换热器概述:
        
管式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢;但传热系数低、占地面积大。可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。
二、管式换热器类型:
         管式换热器有固定管板式汽/水换热器、带膨胀节管壳式汽/水换热器、浮头式汽/水换热器、U形管壳式汽/水换热器、波节型管壳式汽/水换热器、分段式水/水换热器等几种类型。管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。
三、管式换热器组成:
        
管式换热器由壳体、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。图示为最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。
四、
管式换热器性能特点:
         A、高效节能,该换热器传热系数为6000-8000W/m2.0C。
         B、全不锈钢制作,使用寿命长,可达20年以上。
         C、改层流为湍流,提高了换热效率,降低了热阻。
         D、换热速度快,耐高温(400℃),耐高压(2.5Mpa)。
         E、结构紧凑,占地面积小,重量轻,安装方便,节约土建投资。
         F、设计灵活,规格齐全,实用针对性强,节约资金。
         G、应用条件广泛,适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换。
         H、维护费用低,易操作,清垢周期长,清洗方便。
         I、采用纳米热膜技术,显著增大传热系数。
         J、应用领域广阔,可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
         K、传热管采用外表面轧制翅片的铜管,导热系数高,换热面积大。
         L、导流板引导壳程流体在换热器内呈折线形连续流动,导流板间距可根据最佳流速进行调节,结构坚固,能满足大流量甚至超大流量、脉动频率高的壳程流体换热。
         M、当壳程流体为油液时,适用于粘度低和较清洁的油液换热。
五、
管式换热器安装要点:
         1)热交换器应以最大工作压力的1.5倍做水压试验,蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加0.3MPa;热水部分应不低于0.4MPa。在试验压力下,保持10min压力不降。
         2)管式换热器前端应留有抽卸管束的空间,即其封头于墙壁或屋顶的距离不得小于换热器的长度,设备运行操作通道净宽不宜小于0.8m。
         3)各类阀门和仪表的安装高度应便于操作和观察。
         4)加热器上部附件(一般指安全阀)的最高点至建筑结构最低点的垂直净距应满足安装检测的要求,并不得小于0.2m。
六、管式换热器主要类型应用:
         管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,管式换热器可分为以下几种主要类型:
         ①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。
         ②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。
         ③ U型管式换热器 每根换热管皆弯成U形,两端分别固定在同一管板上下两区,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力,结构比浮头式简单,但管程不易清洗。
         ④涡流热膜换热器涡流热膜换热器采用最新的涡流热膜传热技术,通过改变流体运动状态来增加传热效果,当介质经过涡流管表面时,强力冲刷管子表面,从而提高换热效率。最高可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式,在换热管表面形成绕流,对流换热系数降低。