秦皇島列管式換熱器信譽(yù),管殼式換熱器

管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之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(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過50℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所采用的補(bǔ)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(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。

②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng)，完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)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(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。

④渦流熱膜換熱器渦流熱膜換熱器的渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過渦流管表面時(shí)，強(qiáng)力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。高可達(dá)10000W/m2℃。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)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(duì)流換熱系數(shù)降低。
在石化和化工制藥設(shè)備的換熱器系統(tǒng)中,管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在化工生產(chǎn)和使用中一直占主導(dǎo)地位,被廣泛使用在精餾塔的塔頂冷凝器、冷卻器和塔底再沸器等。在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和使用中,積極考慮強(qiáng)化傳熱的新技術(shù)、新工藝,以提高能源利用率、減少金屬材料的消耗,對(duì)推進(jìn)石油化工制藥行業(yè)的節(jié)能減排工作有著重要意義。
殼程換熱管之間插入螺旋扭片,螺旋扭片的?插入可以有效地改變殼程流體的流動(dòng)形式,使殼?程流體產(chǎn)生多股自螺旋流的復(fù)雜流動(dòng)形態(tài)[3],有?效提高換熱管束壁面的流體速度,實(shí)現(xiàn)不同殼體?半徑處流體的充分混合,從而達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目?的。本文利用FLUENT軟件對(duì)這種新型縱向多?螺旋流管殼式換熱器的殼程湍流流動(dòng)及換熱進(jìn)?行了三維數(shù)值模擬,根據(jù)模擬結(jié)果并對(duì)這種利用?螺旋扭片強(qiáng)化換熱器殼程流體換熱的機(jī)理進(jìn)行?了有益的探討。
從管殼式換熱器殼側(cè)管束支撐方式和強(qiáng)化傳熱的角度,綜述了從弓形折流板換熱器、折流桿式換熱器到螺旋折流板式換熱器的研究進(jìn)展,特別介紹了一種適合正三角形布管的三分螺旋折流板換熱器的新型結(jié)構(gòu),并指出非連續(xù)折流板螺旋換熱器中相鄰折流板形成的三角區(qū)的泄漏是方向指向上游的有益流動(dòng),而目前常用的螺旋折流板軸向搭接方案則開啟了一條指向下游的旁通捷徑,將影響繞行主流正常流動(dòng)和傳熱。
1.不同換熱器管束支撐方案

????管殼式換熱器中的折流板同時(shí)起著支撐管束和?約束殼側(cè)流體介質(zhì)的流動(dòng)通道的作用。初的折流?板形式為弓形,后來(lái)又衍生出其他類型。

????1.?1弓形折流板換熱器

????流體在弓形折流板換熱器殼側(cè)的流動(dòng)是沿反復(fù)曲折通道前行的,流動(dòng)方向的周期性變化可以反復(fù)以橫掠的姿態(tài)沖刷管束,提高流速,增大殼側(cè)的換熱系數(shù)[3]。弓形折流板換熱器殼側(cè)的流動(dòng)狀況如圖1所示。

????由于弓型折流板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造、安裝比較容易,因而應(yīng)用普遍,但也存在一些弊端,如有流動(dòng)?死區(qū),沿程壓降較大,容易積垢。由于在弓形折流板窗口處管束的支撐距離是中部管束的兩倍,該區(qū)域?流體在完成180度轉(zhuǎn)向過程中對(duì)管束產(chǎn)生更多的擾動(dòng)力,在較高的質(zhì)量流速下易誘導(dǎo)換熱管的振動(dòng),從而成為換熱管破壞的主要原因,縮短了換熱器的使用壽命[4]。