在管式換熱器內(nèi)進行換熱的兩種流體,一種在管內(nèi)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系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)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(guī)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(yīng)用更為廣泛.。流體在管內(nèi)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(nèi)流體的速度,可在兩端封頭內(nèi)設(shè)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(nèi)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(nèi),由于管內(nèi)外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。
壓力降
增加工藝物流流體的流速,可增加對流換熱系數(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破壞加劇等。同時,壓力降增加使得換熱器在運行過程的動力消耗增大,因此,大允許的壓力降范圍一般限制如表所示。
在實際應(yīng)用中,殼管式換熱器可以適應(yīng)各種流體,包括水、蒸汽、空氣、油等,因此在不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。例如,它們可用于加熱建筑物、加工化工產(chǎn)品、發(fā)電廠的冷卻以及制冷系統(tǒng)中的熱交換等。
管殼式換熱器又稱列管式換熱器。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。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單,操作可靠,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,能在高溫、高壓下使用,是目前應(yīng)用廣的類型。
按換熱器的用途分類
(1)加熱器:加熱器用于把流體加熱到所需的溫度,被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變?! ?br />
(2)預(yù)熱器:預(yù)熱器用于流體的預(yù)熱,以提高整套工藝裝置的效率?! ?br />
(3)過熱器:過熱器用于加熱飽和蒸汽,使其達到過熱狀態(tài)?! ?br />
(4)蒸發(fā)器:蒸發(fā)器用于加熱液體,使之蒸發(fā)汽化?! ?br />
(5)再沸器:再沸器是蒸餾過程的設(shè)備,用于加熱已冷凝的液體,使之再受熱汽化?! ?br />
(6)冷卻器:冷卻器用于冷卻流體,使之達到所需要的溫度?! ?br />
(7)冷凝器:冷凝器用于冷凝飽和蒸汽,使之放出潛熱而凝結(jié)液化。
板式換熱器和管式換熱器的區(qū)別和優(yōu)缺點
1、結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,同等能力與管式換熱器相比,設(shè)備換熱面積可減少2/3以上,占地面積減少1/4以上,交通和移動極為方便。
2、冷卻水消耗量小,不易結(jié)垢。由于設(shè)備結(jié)構(gòu)的制造特性,流體容易形成湍流,從而提高了兩種介質(zhì)之間的能量傳遞速率。隨著流體、灰塵和雜質(zhì)的運動。原管殼式冷卻器每年都要除垢,冷卻效果不好;而目前的板式換熱器已經(jīng)投入運行,冷卻效果還是相當不錯的,結(jié)垢速度極慢且少,大大減少了冷卻水。在同樣的情況下,一臺泵的開啟次數(shù)少于原來的一臺。
3、無需保溫,熱,兩種介質(zhì)之間可以直接進行能量交換,無需采取保溫措施,傳熱系數(shù)為1 000~3 500 W/(m2·K),即遠管式換熱器的傳熱系數(shù)為120-250W/(m2·K),在減少保溫層的情況下大大提高了傳熱效率。
4. 安裝方便,易于清潔和維護。安裝板式換熱器時,只需將冷熱介質(zhì)管道與設(shè)備進出口通過角對流連接即可;維護和清潔時,直接拆卸進出水口。法蘭,注意不要折板,調(diào)整工藝操作,清洗干凈,降低員工勞動強度。
5、回收低品位熱能,節(jié)能效果顯著。板式換熱器可合理回收低品位熱能,可將溫度從65℃左右降低到38℃左右,大大降低了低品位熱能。