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管殼式/列管換熱器



 

 

 

 

 

 
概述
       管殼式/列管換熱器又稱為列管式換熱器,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。這種換熱器可用各種結構材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,結構簡單、造價低、流通截面較寬、易于清洗水垢。
       管殼式/列管換熱器有固定管板式汽-水換熱器、帶膨脹節管殼式汽-水換熱器、浮頭式汽-水換熱器、U形管殼式汽-水換熱器、波節型管殼式汽-水換熱器、分段式水-水換熱器等幾種類型。主要控制參數為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數等。

結構
       管殼式/列管換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數,通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規定路程多次橫向通過管束,增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,傳熱分系數大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結垢的流體。
       流體每通過管束一次稱為一個管程;每通過殼體一次稱為一個殼程。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設置隔板,將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子,因而在管束中往返多次,這稱為多管程。同樣,為提高管外流速,也可在殼體內安裝縱向擋板,迫使流體多次通過殼體空間,稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。

分類
       管殼式換熱器由于管內外流體的溫度不同,換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大,換熱器內將產生很大的熱應力,導致管子彎曲、斷裂,或從管板上拉脫。因此,當管束與殼體溫度差超過50℃時,需采取適當補償措施,以消除或減少熱應力。根據所采用的補償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型:
       1. 固定管板式換熱器
       管束兩端的管板與殼體聯成一體,結構簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時,可在殼體上安裝有彈性的補償圈,以減小熱應力。
       2. 浮頭式換熱器
       管束一端的管板可自由浮動,完全消除熱應力,且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣,但結構比較復雜,造價較高。
       3. U型管式換熱器
       每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區,借助于管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力,結構比浮頭式簡單,但管程不易清洗。
       4. 渦流熱膜換熱器
       渦流熱膜換熱器通過改變流體運動狀態來增加傳熱效果,當介質經過渦流管表面時,強力沖刷管子表面,從而提高換熱效率。高可達10000W/m2℃,同時這種結構實現了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式,在換熱管表面形成繞流,對流換熱系數降低。

特點
       該換熱器傳熱系數為6000-8000W/m2℃;
       全不銹鋼制作,使用壽命長,可達20年以上;
       改層流為湍流,提高了換熱效率,降低了熱阻;
       換熱速度快,耐高溫(400℃),耐高壓(2.5Mpa);
       結構緊湊,占地面積小,重量輕,安裝方便,節約土建投資;
       設計靈活,規格齊全,實用針對性強,節約資金;
       應用條件廣泛,適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質熱交換;
       維護費用低,易操作,清垢周期長,清洗方便;
       采用納米熱膜技術,增大傳熱系數;
       應用領域廣泛,可用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫藥、能源電子、機械輕工等領域;
       傳熱管采用外表面軋制翅片的銅管,導熱系數高,換熱面積大;
       導流板引導殼程流體在換熱器內呈折線形連續流動,導流板間距可根據流速進行調節,結構堅固,能滿足大流量、脈動頻率高的殼程流體換熱;
       當殼程流體為油液時,適用于粘度低和較清潔的油液換熱。

主要技術參數
公稱
直徑
管程
管子
數量
換熱面積
公稱值/計算值
管程通道截面積 管程通道流速為0.5m/sec時的流量m/hr 公稱
壓力
管子長度(m) φ25×2.5
1500 2000 3000 4000 6000 φ25×2
159 14 1.51.62 22.17 33.27     0.0044/ 0.0049 7.92/ 8.82 0.25
219 26 3/3.00 4/4.02 6/6.06 8/8.1   0.0082/ 0.0090 14.76/ 16.20 0.6
  26 3/3.00 4/4.02 6/6.06 8/8.81   0.0041/ 0.0045 7.38/ 8.01 1.0
273 44 5/5.08 7/5.18 10/10.26 14/13.72 21/20.63 0.0138/ 0.0152 24.84/ 27.36 1.6
  40 5/4.62 6/6.19 9/9.33 12/12.47 19/18.76 0.0063/ 0.0069 11.24/ 12.42 2.5
325 60 7/6.93 9/9.28 14/14.00 19/18.71 28/28.13 0.0188/ 0.0208 33.84/ 37.44 0.6
  56 6/6.47 9/8.66 13/13.05 17/17.46 36/26.26 0.0088/ 0.0097 15.84/ 17.46 1.0
400 119 14/13.47 18/18.41 28/27.76 37/37.10 55/55.8 0.0374/ 0.0412 67.32/ 74.16 1.6
  110 13/12.70 17/17.02 26/25.66 34/34.20 50/51.58 0.0173/ 0.0190 31.14/ 34.20 2.5
500 185     45/4.15 55/57.68 85/86.74 0.0581/ 0.0641 104.58/ 115.38  
  180     40/41.99 55/57.68 85/86.74 0.0283/ 0.0312 50.94/ 56.16  
600 269     60/62.7 85/83.88 125/126.13 0.0845/ 0.0932 152.10/ 167.76  
  266     60/32.05 80/82.94 125/14.72 0.0418/ 0.0461 75.24/ 83.98  
700 379     90/88.41 120/118.17 175/177.71 0.0091/ 0.1313 214.38/ 236.34  
  358     85/83.51 110/111.62 165/167.85 0.0562/ 0.0620 101.16/ 111.60  
800 511     120/119.20 160/159.16 240/239.60 0.1605/ 0.1770 288.90/ 318.60  
  488     115/113.83 150/152.16 230/228.81 0.0767/ 0.0845 138.06/ 152.10  
900 649     150/151.39 200/202.36 305/304.3 0.2039/ 0.2248 367.02/ 404.46  
  630     145/146.96 195/196.44 295/295.40 0.0990/ 0.1091 178.20/ 196.38  
1000 805     185/187.78 250/251.00 375/377.45 0.2529/ 0.2788 455.22/ 501.74  
  792     185/184.75 245/246.95 370/371.36 0.1244/ 0.1374 223.92/ 246.96  


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