管式換熱器

管式換熱器

管式(又稱管殼式、列管式)換熱器是最典型的間壁式換熱器,它在工業上的應用有著悠久的歷史,而且至今仍在所有換熱器中佔據主導地位。管式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成,殼體多呈圓形,內部裝有平行管束,管束兩端固定於管板上。

基本介紹


在管式換熱器內進行換熱的兩種流體,一種在管內流動,其行程稱為管程;一種在管外流動,其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱係數,通常在殼體內安裝一定數量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路,增加流體速度,還迫使流體按規定路徑多次錯流通過管束,使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種,前者應用更為廣泛.。流體在管內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。為提高管內流體的速度,可在兩端封頭內設置適當隔板,將全部管子平均分隔成若干組。這樣,流體可每次只通過部分管子而往返管束多次,稱為多管程。同樣,為提高管外流速,可在殼體內安裝縱向檔板使流體多次通過殼體空間,稱多殼程。在管式換熱器內,由於管內外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。
換熱器圖冊
換熱器圖冊

常見分類


固定管板式

管式換熱器
管式換熱器
固定管板式換熱器是將兩端管板直接與殼體焊接在一起。主要由外殼、管板、管束、封頭等主要部件組成。殼體中設置有管束,管束兩端採用焊接、脹接或脹焊並有的方法將管子固定在管板上,管板外周圍和封頭法蘭用螺栓緊固。固定管板式換熱器的結構簡單、造價低廉、製造容易、管程清洗檢修方便,但殼程清洗困難,管束製造後有溫差應力存在。當換熱管與殼體有較大溫差時,殼體上還應設有膨脹節。

浮頭式

管式換熱器
管式換熱器
浮頭式換熱器一端管板固定在殼體與管箱之間,另一端管板可以在殼體內自由移動,也就是殼體和管束熱膨脹可自由。故管束和殼體之間沒有溫差應力。一般浮頭可拆卸,管束可以自由地抽出和裝入。浮頭式換熱器的這種結構可以用在管束和殼體有較大溫差的工況。管束和殼體的清洗和檢修較為方便,但它的結構相對比較複雜,對密封的要求也比較高。

U型管式

U形管式換熱器是將換熱管煒成U形,兩端固定在同一管板上。由於殼體和換熱管分開,換熱管束可以自由伸縮,不會由於介質的溫差而產生溫差應力。U形管換熱器只有一塊管板,沒有浮頭,結構比較簡單。管束可以自由的抽出和裝入,方便清洗,具有浮頭式換熱器的優點,但由於換熱管做成半徑不等的U形彎,最外層換熱管損壞后可以更換外,其它管子損壞只能堵管。同時,它與固定管板式換熱器相比,由於換熱管受彎曲半徑的限制它的管束中心部分存在空隙,流體很容易走短路,影響了傳熱效果。

性能對比


對比項目浮動盤管換熱器螺紋管換熱器渦流熱膜換熱器
適用介質種類蒸汽、水蒸汽、水弱腐蝕性化工原料、蒸汽、水
介質的參數範圍
溫度:0-150度
壓力:0-1.0MPa
溫度:0-150度
壓力:0-1.6MPa
溫度:-40-400度
壓力:0-10.0MPa
熱效率熱效率=92%熱效率=93%熱效率=96%
防垢性能自動除垢人工除垢具有防垢功能
耐震、噪音振動較大,噪音大振動較小,噪音小振動微弱,噪音小
使用壽命7年左右10年左右20年左右
維修停機維修,更換管束停機維修,拔管再脹管無需維修

其它相關


渦流熱膜

概述
渦流熱膜換熱器是管式換熱器的一種,採用最新的渦流熱膜傳熱技術,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。最高可達10000W/m2℃。
據【換熱設備推廣中心】介紹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,對流換熱係數降低。
渦流熱膜換熱器的最大特點在於經濟性和安全性統一。由於考慮了換熱管之間,換熱管和殼體之間流動關係,不再使用折流板強行阻擋的方式逼出湍流,而是靠換熱管之間自然誘導形成交替漩渦流,並在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應有的顫動力度。換熱管的剛性和柔性配置良好,不會彼此碰撞,既克服了浮動盤管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問題,又避免了普通管殼式換熱器易結垢的問題。
性能特點
1.高效節能,該換熱器傳熱係數為6000-8000W/m2.0C。
2.全不鏽鋼製作,使用壽命長,可達20年以上。
3.改層流為湍流,提高了換熱效率,降低了熱阻。
4.換熱速度快,耐高溫(400℃),耐高壓(2.5Mpa)。
5.結構緊湊,佔地面積小,重量輕,安裝方便,節約土建投資。
6.設計靈活,規格齊全,實用針對性強,節約資金。
7.應用條件廣泛,適用較大的壓力、溫度範圍和多種介質熱交換。
8.維護費用低,易操作,清垢周期長,清洗方便。
9.採用納米熱膜技術,顯著增大傳熱係數。
10.應用領域廣闊,可廣泛用於熱電、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。

陶瓷換熱器

簡介
21世紀初國內河南省鞏義市研製出了陶瓷換熱器。其生產工藝與窯具的生產工藝基本相同,導熱性與抗氧化性能是材料的主要應用性能。它的原理是把陶瓷換熱器放置在煙道出口較近,溫度較高的地方,不需要摻冷風及高溫保護,當窯爐溫度1250-1450℃時,煙道出口的溫度應是1000-1300 ℃,陶瓷換熱器回收餘熱可達到450-750 ℃,將回收到的的熱空氣送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒,這樣直接降低生產成本,增加經濟效益。
優勢
陶瓷換熱器在金屬換熱器的使用局限下得到了很好的發展,因為它較好地解決了耐腐蝕,耐高溫等課題,成為了回收高溫餘熱的最佳換熱器。經過多年生產實踐,表明陶瓷換熱器效果很好。它的主要優點是:導熱性能好,高溫強度高,抗氧化、抗熱震性能好。壽命長,維修量小,性能可靠穩定,操作簡便。是目前回收高溫煙氣餘熱的最佳裝置。

清洗現狀


管式換熱器因其特殊的管狀構造難以徹底清洗,大多數企業及個人對換熱設備結垢的影響及清除工藝還停留在機械、高壓水、化學酸洗等傳統的“破壞性”工藝和觀念方面;而且簡單地認為設備清洗只有在嚴重影響生產的情況下才會考慮,其不知水垢的生成在不斷影響著企業的能耗,吞噬著企業的利潤。而且,單一為了降低清洗的費用,選擇了對設備有損害和腐蝕的清洗方法,造成設備的報廢和生產的停滯,付出了比清洗劑高几百倍甚至上千倍的代價。比如某水泥集團,採用草酸清洗換熱設備,每次清洗時間都不敢超過2個小時,因清洗的不夠徹底,所以清洗時間由以前的一年一次變為現在的一年三次,增加了兩次的停機停產時間,間接地給企業造成了損失。
目前各國都在全力發展環保清洗技術,以求降低能耗,扼止對環境的過度破壞。國外的1st-TECH清洗技術則在清洗方面走在國際先列.