气动喷涂
俄罗斯提出了一种先进方法,即气动喷涂法,来提高翅片化表面的性能。其实质是采用高速的冷的或稍微加温的含微粒的流体给翅片表面喷镀粉末粒子。用该方法不仅可喷涂金属还能喷涂合金和陶瓷(金属陶瓷混合物),从而得到各种不同性能的表面。通常在实践中翅片底面的接触阻力是限制管子加装翅片的因素之一。为了评估翅片管换热器元件进行了试验研究。试验是采用在翅片表面喷涂ac-铝,并添加了24a白色电炉氧化铝。将试验所得数据加以整理,便可评估翅片底面的接触阻力。将研究的翅片的效率与计算数据进行比较,得出的结论是:气动喷涂翅片的底面的接触阻力对效率无实质性影响。为了证实这一点,又对基部(管子)与表面(翅片)的过渡区进行了金相结构分析。对过渡区试片的分析表明,连接边界的整个长度上无不严密性的微裂纹。所以,气动喷涂法促进表面与基本相互作用的分支边界的形成,能促进粉末粒子向基体的渗透,这就说明了附着强度高,有物理接触和金属链形成。因而气动喷涂法不但可用于成型,还可用来将按普通方法制造的翅片固定在换热器管子的表面上,也可用来对普通翅片的底面进行补充加固。可以预计,气动喷涂法在紧凑高效换热器的生产中,将会得到广泛应用。
螺旋折流
在管壳式换热器中,壳程通常是一个薄弱环节。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系统(z字形流道),这样会导致较大的死角和相对高的返混。而这些死角又能造成壳程结垢加剧,对传热效率不利。返混也能使平均温差失真和缩小。其后果是,与活塞流相比,弓形折流板会降低净传热。优越弓形折流板管壳式换热器很难满足高热效率的要求,故常为其他型式的换热器所取代(如紧凑型板式换热器)。对普通折流板几何形状的改进,是发展壳程的第一步。虽然引进了密封条和附加诸如偏转折流板及采取其他措施来改进换热器的性能,但普通折流板设计的主要缺点依然存在。为此,美国提出了一种新方案,即建议采用螺旋状折流板。这种设计的先进性已为流体动力学研究和传热试验结果所证实,此设计已获得专利权。此种结构克服了普通折流板的主要缺点。螺旋折流板的设计原理很简单:将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中,每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一,其倾角朝向换热器的轴线,即与换热器轴线保持一倾斜度。相邻折流板的周边相接,与外圆处成连续螺旋状。折流板的轴向重叠,如欲缩小支持管子的跨度,也可得到双螺旋设计。螺旋折流板结构可满足相对宽的工艺条件。此种设计具有很大的灵活性,可针对不同操作条件,选取佳的螺旋角;可分别情况选用重叠折流板或是双螺旋折流板结构。
麻花管
瑞典alares公司开发了一种扁管换热器,通常称为麻花管换热器。美国休斯顿的布朗公司做了改进。螺旋扁管的制造过程包括了“压扁”与“热扭”两个工序。改进后的麻花管换热器同传统的管壳式换热器一样简单,但有许多激动人心的进步,它获得了如下的技术经济效益:改进了传热,减少了结垢,真正的逆流,降低了成本,无振动,节省了空间,无折流元件。由于管子结构独特使管程与壳程同时处于螺旋运动,促进了湍流程度。该换热器总传热系数较常规换热器高40%,而压力降几乎相等。组装换热器时也可采用螺旋扁管与光管混合方式。该换热器严格按照asme标准制造。凡是用管壳式换热器和传统装置之处均可用此种换热器取代。它能获得普通管壳式换热器和板框式传热设备所获得的佳值。估计在化工、石油化工行业中具有广阔的应用前景。
螺旋管式
在管子上缠绕金属丝作为筋条(翅片)的螺旋管式换热器(ta),一般都是采用焊接方法将金属丝固定在管子上。但这种方法对整个设备的质量有一系列的影响,因为钎焊法必将从换热中“扣除”很大一部分管子和金属丝的表面。更重要的是,由于焊料迅速老化和破碎会造成机器和设备堵塞,随之提前报损。
变声速压
变声速增压热交换器即两相流喷射式热交换器,广泛适用于汽—水换热的各个领域。由中国洛阳蓝海实业有限公司自主研发。它以蒸汽为动力,通过汽水压缩混合,使水温瞬时升高,利用压力激波技术达到无外力增压的效果,显着的节能和增压特点大大降低了用户使用成本,可取代传统的热交换器。变声速增压热交换器是一种混合型汽—水换热设备,蒸汽经过绝热膨胀技术处理以射流态引入混合腔与经过膜化处理的被加热水在蒸汽冲击力作用下均匀混合,形成具有一定计算容积比的汽水压缩混合物,当其瞬间压缩密度达到一定值时便形成了两相流体场现象。在场态的激化下,该混合物的声速值出现突破声障临界的过渡性转变,同时爆发大量压力激波,压力激波单向传导特性使瞬间达到设计温度的热水在不变截面管道中出现压力升高却不回流现象。变声速增压热交换技术是以两相流体场的有序激化强制完成“瞬时换热+无外力增压”双效应。 [1]
腐蚀防护
换热器在炼油工业中的应用是十分广泛的,其重要性也是显而宜见的,换热设备利用率的高低直接影响到炼油工艺的效率以及成本的费用问题。据统计换热器在化工建设中约占投资的1/5,因此,换热器的利用率及寿命是值得研究的重要问题。由换热器的损坏原因来看,腐蚀是一个十分重要的原因,而且换热器的腐蚀是大量的普遍存在的,能够解决好腐蚀问题,就等于解决了换热器损坏的根本。要想防止换热器的腐蚀,就得弄清楚腐蚀的根源,现就换热器的腐蚀的原因从以下几方面进行讨论。
腐蚀
1·换热器的用材的选择 使用何种材料的决定因素是其经济性,管子材料有不锈钢,铜镍合金,镍基合金,钛和等,除了工业上不能使用焊接管的情况以外都使用了焊接管,耐蚀材料仅用于管程,壳程材料是碳钢。 2·换热器的金属腐蚀2.1 金属腐蚀的原理 金属腐蚀是指在周围介质的化学或电化学的作用下,并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏,也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。2.2 换热器几种常见的腐蚀破坏类型2.2.1 均匀腐蚀 在整个暴露于介质的表面上,或者在较大的面积上产生的,宏观上均匀的腐蚀破坏叫均匀腐蚀。 2.2.2 接触腐蚀 两种电位不同的金属或合金互相接触,并浸于电解质溶解质溶液中,它们之间就有电流通过,电位正的金属腐蚀速度降低,电位负的金属腐蚀速度增加。2.2.3 选择性腐蚀 合金中某一元素由于腐蚀,优先进入介质的现象称为选择性腐蚀。2.2.4 孔蚀 集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称为孔蚀,或称小孔腐蚀、点蚀。2.2.5 缝隙腐蚀 在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蚀。2.2.6 冲刷腐蚀 冲刷腐蚀是由于介质和金属表面之间的相对运动而使腐蚀过程加速的一种腐蚀。2.2.7 晶间腐蚀 晶间腐蚀是优先腐蚀金属或合金的晶界和晶界附近区域,而晶粒本身腐蚀比较小的一种腐蚀。 2.2.8 应力腐蚀破裂(SCC)和腐蚀疲劳SCC是在一定的金属一介质体系内,由于腐蚀和拉应力的共同作用造成的材料断裂。2.2.9 破坏 金属在电解质溶液中,由于腐蚀、酸洗、阴极保护或电镀,可以产生因渗而引起的破坏。3·冷却介质对金属腐蚀的影响 工业上使用多的冷却介质是各种天然水。影响金属腐蚀的因素很多,主要的几个因素及其对几种常用金属的影响:3.1 溶解氧 水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂,因此它一般促进腐蚀。当水中氧的浓度不均匀时,将形成氧的浓差电池,造成局部腐蚀。对碳钢、低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言,熔解氧是影响它们在水中腐蚀行为的重要因素。3.2 其他溶解气体 在水中无氧时CO2将导致铜和钢的腐蚀,但不促进铝的腐蚀。微量的氨腐蚀铜合金,但对铝和钢没有影响。H2S促进铜和钢的腐蚀,但对铝无影响。SO2降低了水的pH值,增加了水对金属的腐蚀性。3.3 硬度 一般说来,淡水的硬度增高对铜、锌、铅和钢等金属的腐蚀减小。非常软的水腐蚀性很强,在这种水中,不宜用铜、铅、锌。相反,铅在软水中耐蚀,在硬度高的水中产生孔蚀。3.4 pH值 钢在pH>11的水中腐蚀较小,pH<7时腐蚀增大。3.5 离子的影响 氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面,诱发孔蚀或SCC。3.6 垢的影响 淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢层对传热不利,但是有利于防止腐蚀。4·传热过程对腐蚀的影响 金属在有传热和没有传热的条件下,腐蚀行为是不相同的。一般说来,传热使金属的腐蚀加剧,特别是在有沸腾、汽化或过热的条件下更明显。在不同介质中,或对不同的金属,传热的影响也不相同。5·防腐方法 知道了换热器各种腐蚀的原因,合理的选择防腐措施,才能达到高效利用设备的目的。 [1]
防护
针对以上讨论的有关腐蚀情况,提出以下防腐方法:这里主要介绍缓蚀剂,电化学保护。①缓蚀剂 以铬酸盐为主要成分的缓蚀剂是冷却水系统常用的,铬酸根离子是一种阳极(过程)抑制剂,当它与合适的阴极抑制剂组合时,能得到令人满意而又经济的防腐蚀效果。 铬酸盐-锌--聚盐:聚盐的使用是由于它是具有清洁金属表面的作用,有缓蚀能力,聚盐可以部分转成盐,它们也可以同钙生成大的胶体阳离子,抑制阴极过程。 铬酸盐-锌--盐:这种方法用代替聚盐外与上一种方法相似,氨基甲叉盐也可以用于比为聚盐所规定的pH值要高的场合。氨基甲叉盐可以防止水垢,即使pH值为9也能控制钙盐的沉淀。 铬酸盐-锌--水解的聚酰胺:由于阳离子型共聚物水解的聚酰胺的分散作用,能够防止或抑制水垢成污垢的产生。 ②电化学保护 采用阴极保护和阳极保护。阴极保护是利用外加直流电源,使金属表面变为阴极而达到保护,此法耗电量大,费用高。阳极保护是把保护的换热器接以外加电源的阳极,使金属表面生成钝化膜,从而得到保护。
清洗
长期以来传统的清洗方式如机械方法(刮、刷)、高压水、
BRQ板式换热器
中文名 BRQ板式换热器 板间距 4.0mm 单片换热面积 0.02-1.4㎡ 大组装面积 2-1000㎡
目录
1 概述
2 结构
3 参数
4 结构设计
5 工作原理
概述
BRQ板式换热器适用于化工、化肥、医药、冶金、机械、动力、矿山、印染、城镇供暖等部门,用以满足加热、冷凝、冷却及热回收等各种工艺要求。常见的板片材质有SUS304、321、316L等,厚度在1.2-0.8mm之间。
结构
BRQ板式换热器主要由板片、端板、进出口管箱和封头等组成。
板片束由相邻两板片以180度交角交替排列并对合焊接组成流道。流体通过进出口法兰以逆流形式在板片中流动,由于板片上的曲折波纹,使流体在流道中不断地转向,形成湍流,提高了传热效率。
板式换热器的结构图
板式换热器的结构图
参数
大水处理量 5-2500m3/h
工作压力 3.0Mpa
工作温度 300℃
流道截面积 0.00036-0.00261㎡
管径 20-600mm
结构设计
(1)根据高工作温度和大工作压力,以及热设计和阻力计算结果,确定各部分的材料和尺寸,保证其稳定运行时的性能;
(2)根据工作温度、压力以及流体性质,选择焊接方法及密封材料;
(3)以保证流体分配的均匀性为目标,进行封头、联箱、接管及隔板等得设计;
(4)为满足热力和阻力性能的结构设计,对主要零部件须进行强度校核,以避免在极限工作状态下因强度不够,导致破坏或选型过厚而造成浪费;
(5)要考虑维修(包括清洁、维修以及保养等)和运输的要求。
工作原理
板式换热器是由许多波纹形的传热板片,按一定的间隔,通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时,两组交替排列,板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好,其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道,换热板片压成各种波纹形,以增加换热板片面积和刚性,并能使流体在低流速成下形成湍流,以达到强化传热的效果。板上的四个角孔,形成了流体的分配管和泄集管,两种换热介质分别流入各自流道,形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。
直接换热器
直接换热器是指加热介质与被加热介质不是通过受热面进行热交换,而是通过直接接触进行热交换的换热器。这种换热器避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率。与通过受热面进行热交换的间接换热器相比,一般具有节约制造设备材料、换热效率高等特点。
中文名 直接换热器 外文名 direct heat exchanger 基本释义 冷、热两种流体直接接触的换热器 分 类 热力学 领 域 能源 学 科 物理化学
目录
1 基本要求
2 分类
? 按用途分类
? 按状态分类
? 按传热面分类
? 按工艺分类
3 特点
4 相关专利
基本要求
直接接触式换热器的基本要求:热量能有效地从一种流体传递到另一种流体,即传热效率高,单位传热面上能传递的热量多;换热器的结构能适应所规定的工艺操作条件,运转安全可靠,密封性好,清洗、检修方便,流体阻力小;价格便宜,维护容易,使用时间长。
直接接触式换热器的日常维护:日常操作应特别注意防止温度、压力的波动,首先应保证压力稳定,绝不允许超压运行。
直接接触式换热器的选型应考虑的因素:流体的性质、换热介质的流量、操作温度、压力。
分类
允许流体相互混合的场合,都可以采用直接换热器,例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。
按用途分类
按照用途的不同,可将直接换热器分成以下几种不同的类型 :
1.冷却塔(或称冷水塔)
在这种设备中,用自然通风或机械通风的方法,将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用,以提高系统的经济效益。例如热力发电厂或核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等,经过水冷却塔降温之后再循环使用,这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。
2.气体洗涤塔(或称洗涤塔)
在工业上用这种设备来洗涤气体有各种目的,例如用液体吸收气体混合物中的某些组分,除净气体中的灰尘,气体的增湿或干燥等。但其广泛的用途是冷却气体,而冷却所用的液体以水居多。空调工程中广泛使用的喷淋室,可以认为是它的一种特殊形式。喷淋室不但可以像气体洗涤塔一样对空气进行冷却,而且还可对其进行加热处理。但是,它也有对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等缺点,所以,在一般建筑中,喷淋室已不常使用或仅作为加湿设备使用。但是,在以调节湿度为主要目的的纺织厂、卷烟厂等仍大量使用。
3.喷射式热交换器
在这种设备中,使压力较高的流体由喷管喷出,形成很高的速度,低压流体被引入混合室与射流直接接触进行传热,并一同进入扩散管,在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。
4.混合式冷凝器
这种设备一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝。
按状态分类
按两种介质的状态分:
1.液-液直接接触式换热器:两种介质均为液体。
2.气-液直接接触式换热器:两种介质,一种为液体,一种为气体。
3.混合气体直接接触式换热器:两种介质,一种为液体,一种为混合气体。
按传热面分类
1.液注型直接接触式换热器:一种流体呈柱状留下,与另一种液体进行热交换。
2.液膜型直接接触式换热器:在换热器中,一种流体通过一定装置以液膜形式与另一种液体进行热交换。
3.填充型直接接触式换热器:在换热器中填充一些填料,在两种流体通过填料间的空隙时进行热交换。
4.喷射型直接接触式换热器:由喷嘴将流体喷成雾状,再与另一种流体进行热交换。
5.喷洒型直接接触式换热器:在换热器中,一种流体以液滴形式与另一种流体进行热交换。
按工艺分类
1.直接接触冷凝器:利用蒸汽与冷却水直接接触使蒸汽释放出潜热而被冷凝。这种冷凝方式仅适用于没有回收价值的蒸汽的冷凝,或者对冷凝液的纯净度要求不高的场合。
2.冷却塔:广泛应用于工业过程中排出废热,特别是排除大量热水中的热量。来自大气的空气被抽入塔中,西热后再以较高的温度返回大气。
3.闪蒸器:将工艺流体输入到压力比流体的饱和蒸气压低得多的环境中,通过一部分流体的瞬间蒸发使液体冷却再达到饱和,在结晶和污液处理等场合中应用。
4.直接蒸气加热:在一些应用中,可以直接使用蒸汽来加热,以这种方式利用的蒸汽,没有冷凝液回收。
5.风力干燥:利用热空气来干燥固体无聊。
6.浸没燃烧蒸发:将火焰及其热气体与所要加热的流体之间直接接触,并使流体蒸发。
特点
由于直接接触式换热器是通过流体直接接触进行传热,因而与通过器壁进行间壁式传热的换热器相比,有以下优点:
1.传热效率高,且反应灵敏。
2.单位容积的传热面大,因而设备紧凑。
3.不存在传热带来的热阻、过热、结垢和腐蚀等问题。
4.结构简单、材料消耗少、制造容易和维修方便。
缺点:不允许混合与混合后不易分离的两种介质及其参数相差很大或因物性会产生不良的工艺过程均不适用。
由于直接接触式换热器具有以上优点,因而被广泛的应用于发电、化工、冶金等工业部门。
相关专利
实用新型专利 [3] 涉及一种直接接触式沸腾换热器,属能源与环境技术领域。本实用新型包括换热器罐体、导热油、气液分离器、液位计、有机工质入口、有机工质蒸汽出口、导热油入口、导热油出口、喷头、保温材料;换热器罐体外部包裹有保温材料,换热器罐体内部装有导热油,导热油入口和导热油出口分别位于换热器罐体的1/2高度处和换热器罐体底部,换热器罐体上设有液位计和有机工质入口,工质管路从换热器罐体下部的有机工质入口伸入所述直接接触式沸腾换热器内,工质管路上设有喷头,换热器罐体上方设有机工质蒸汽出口。本实用新型投资和维护费用少、具有优良的换热性能、内部结构简单、阻力较小,运行过程中工质泵更加省电。
发明专利 [4] 提供一种逆流气-固直接接触换热器,包括用于进行气固换热的垂直通道,气体进口设置于垂直通道下方或底部,固体颗粒进口设置于垂直通道上方或顶部,气体出口设置于垂直通道上方侧壁,固体颗粒通过包括至少一个布料元件的颗粒分布器进入垂直通道内,一个布料元件承担0.1-0.3m2垂直通道横截面面积;布料元件的颗粒流量可通过充气量调节。该逆流气-固直接接触换热器保证了气固之间的均匀接触,且设备体积较小,适于工业生产中推广应用。
全焊式板式换热器
全焊式板式换热器的换热板片,是由特种不锈钢,以特制模具压制而成。
中文名 全焊式板式换热器 流量范围 1-2000 m3/h 工作压力 真空-8.2MPa 使用温度 -195-538°C
目录
1 概述
2 优点
3 设计参数
4 应用领域
概述
表面光滑不易结垢。其独特的波纹设计使流体在较低的流速下也能产生湍流,传热效率高,整个板片束全部采用本体材料由氩弧焊焊接而成。不采用任何非金属密封材料,因而有较高的耐温、耐压性能。可适用于工作温度300℃,压力3.0Mpa的极端工况条件。
优点
具有类似板式换热器的波纹板结构,同时采用更为先进的全焊接工艺密封,无垫片设计,加上多种金属及合金材料的选择,确保MAX全焊式换热器适用于温度从-195℃至538℃、工作压力从真空至8.2MPa的几乎所有换热工艺场合。且其紧凑的结构设计,高效的传热性能及使用的方便灵活,决定了天生就具有完全取代传统管壳式换热器的优越性能。
设计参数
流量范围:1-2000 m3/h
工作压力:真空-8.2MPa
使用温度:-195-538°C
接口尺寸:1"-DN300 焊接、法兰、螺纹等连接形式
耐腐蚀性能:无橡胶垫片的焊接密封,多种金属及合金材质的选择,超强的耐腐蚀性能,更长的使用寿命。
应用领域
原油、天然气净化处理和化工产品;化学工业;制药和特定的化学制品;喷射控制系统;
暖通制冷、区域供热、热电厂;食品工艺;冷却塔热的回收
梁山鑫泰二手设备购销部出售【兼回收】化工,制,饲料。食品设备调剂。 经营化工设备包括,分离。干燥,储存,过滤,反应。等整套生产线。 【二手分离机】,碟片分离机,二手管式分离机,二手淀粉分离机。 二手酵母分离机。乳品分离机。重油分离机,等国产进口分离设备。 【二手离心机】,二手卧式离心机,二手卧式螺旋沉降卸料离心机, 二手三足下卸料离心机,二手平板下卸料离心机,二手单机活塞推料离心机, 二手双级活塞推料离心机,二手吊袋离心机,二手上旋离心机,二手卧式螺旋过滤离心机。 【二手干燥机】二手闪蒸干燥机,二手真空回转双锥干燥机,二手震动流化床干燥机, 二手真空耙式干燥机,滚筒刮板干燥机,二手热风炉,二手制真空冷冻干燥剂。 【二手压滤机】二手板框压滤机,二手箱式压滤机,二手隔膜压滤机,二手余涂过滤机 二手叶片过滤机等。 【二手反应釜】二手搪瓷反应釜。不锈钢反应釜、 【储罐】,不锈钢储罐,不锈钢搅拌罐,加工定制不锈钢罐。 【二手饲料设备】二手饲料单机,整套鸡鸭鱼、水产饲料生产线、 【二手制设备】医中间体,针剂设备。 【二手锅炉】二手蒸汽锅炉