技術特點
管殼式換熱器于1997年4月通過了省委的鑒定,鑒定委員會一致認為:雙紋管汽一水、水一水換熱器設計合理,各項技術經(jīng)濟指標,產(chǎn)品空白,其主要技術性能指標居水平。
管殼式換熱器(模塊換熱器)是一種新型的強化傳熱節(jié)能高效換熱機組設備,它是吸收技術的基礎上,根據(jù)導熱管材強化傳熱理論研制而成的。由于采用了特殊的成型方式,在管子的內(nèi)外表面增加了傳熱面積,增加了管子外表面熱媒的紊流傳熱效果。
另外,由于采用了不銹鋼材質(zhì),熱媒在管子表面形成珠狀凝結(改變以往熱媒在管子表面凝結形成水膜熱阻的弊端),為后續(xù)的熱媒強制對流換熱器騰出了直接接觸的換熱表面。因而,在同等管式換熱器中,我廠生產(chǎn)的管殼式換熱器具有換熱效率高、占地面積小、使用材料少,費用低等特點。
管殼式換熱器適用于城市供熱、電廠、石油化工行業(yè)的汽一水和水一水換熱場合,與其它換熱器相比有以下優(yōu)點:
1、傳熱系數(shù)高
雙紋管是用銅或不銹鋼制成的高效換熱管。紫銅、黃銅雙紋管其內(nèi)部有多頭細螺紋,外部有單頭粗螺紋;不銹鋼雙紋管為三頭(120度)向里凹的螺旋槽管,并波及到內(nèi)壁,管外往里凹的地方是管內(nèi)凸起的。管殼式換熱器的機理是對汽和水都進行強化換熱,而被加熱水強化程度要大于汽側。汽水換熱時主要熱阻在水側,只有提高水側的給熱系數(shù)才能保證較高的總的傳熱系數(shù)。
水側:在流體邊界層理論指導下采取兩種措施強化管內(nèi)傳熱效果,在較低流速下形成非常強烈的湍流:
一、管內(nèi)被加熱水受螺旋槽的引導靠近管壁沿軸向來復線旋轉,形成強烈的螺旋狀渦流湍動狀態(tài),有利于破壞邊界層,減少邊界層的厚度;
二、螺旋槽向里的凸起使水流通道不斷變化,對流體產(chǎn)生周期性擾動,促進流體內(nèi)部質(zhì)點相互傳熱,強化管內(nèi)水側的吸熱。經(jīng)測試,當雷諾系數(shù)小于700時,雙紋管管內(nèi)傳熱膜系數(shù)為光管的5—7倍,波節(jié)管的2—3倍。當雷諾系數(shù)大于700時,雙紋管管內(nèi)傳熱膜系數(shù)為光管的8.3倍,波節(jié)管的4倍。
汽側:強化冷凝。管子表面的三頭凹槽是冷凝液排出的通道,在表面張力和重力的作用下可使換熱管表面的冷凝液沿凹槽旋轉,并迅速脫離換熱管表面,變原有的膜狀凝結為強烈滴狀凝結,使管外傳熱膜系數(shù)大大提高,測試結果表明,蒸汽在雙紋管管外的凝結放熱系數(shù)試驗值比蒸汽在光管外放熱系數(shù)高60%,比波節(jié)管高40%。
2、不易結垢
被加熱水在管內(nèi)形成旋渦狀紊流狀態(tài),形成不了與軸線平行的流股,使管內(nèi)流體的溫度、密度、雜質(zhì)含量沿換熱管徑向分布是均勻的,同時在旋轉離心力的作用力下流體對管壁有較強的沖刷效果,且換熱管內(nèi)表面光滑,因此從水中析出的生垢離子和其它雜質(zhì)均沒有沉淀形成結垢的條件,防垢防堵效果較好。
3、適合過熱蒸汽場合,承壓能力高,過載能力強
耐高溫、承壓能力高是管殼式換熱器的固定特點,由管殼式換熱器的結構形成所決定的,是板式換熱器、螺旋板式換熱器等其它類型的換熱器的,管殼式換熱器的設計壓力可達幾百個大氣壓,多按法定壓力容器進行設計,考慮了較高的安全系數(shù),因而過載能力強。雙紋管是用無切削方法加工成的,沒有破壞金屬晶格結構,它具有管殼式換熱器承壓能力高、過載能力強的特點。
4、水側阻力小,節(jié)省循環(huán)動力消耗。
被加熱水在較低流速下便可達到傳統(tǒng)意義上的湍流狀態(tài),且流體不易在管壁產(chǎn)生沉淀和結垢,流道總是暢通的,且換熱器管程多采用單管程或兩管程,很少采用四管程,加之換熱管選型較短,縮短了流體在換熱器中回轉流動路程。因此壓降小,一般小于50Kpa,節(jié)省循環(huán)泵運行費用。
5、不易泄漏
管殼式換熱器密封周長短,全換熱器僅有兩個不大的密封墊:換熱器熱流體在外,冷流體在內(nèi),而換熱管的熱膨脹系數(shù)大于殼體,有一定的補償能力,熱應力小,換熱管的粗螺紋類似膨脹節(jié),能減小熱應力;管殼式換熱器是不易泄露的。
6、維修量小,維護費用低
由于上面三條,管殼式換熱器的維修量小,維護費用低。板式換熱器每年都需大量的維護費用。
7、占地面積小
管殼式換熱器單位體積傳熱面積大(約為光管換熱器的1.4倍、螺旋板換熱器的1.5倍、波紋管換熱器的1.7倍、浮動盤管換熱器的3.5倍、和板式換熱器相當),總傳熱系數(shù)高,再加上有三種結構形式(臥式、耳式支座立式、腿式支座立式),便于在不同位置安裝,因此占地面積大大小于光管換熱器、螺旋板換熱器、波紋管換熱器和浮動盤管換熱器,其立式換熱器的占地面積小于板式換熱器。
操作規(guī)程及注意事項
首先打開進水閥和出水閥,使整個殼程充滿水,然后關閉出水閥至最?。ǖ3炙h(huán)),這時緩慢開啟進汽閥或高溫水閥至打開,檢查各儀表是否有異?,F(xiàn)象,同時檢查疏水閥是否疏水正常,隨著回水溫度的逐漸升高,出水閥也不斷增大,至回水溫度達到圖紙規(guī)定要求時,出水閥開至,檢查各儀表工作正常,此時設備處于正常工作狀態(tài)。
換熱器嚴禁超溫超壓運行,內(nèi)部有壓力時,不得進行任何修理,安全閥在使用過程中應加強維護和定期檢驗,經(jīng)常保持安全附件齊全、靈敏、可靠。