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      參考材料

      相關多種換熱站換熱器理論知識和內容(二)

      時間:2020-1-7 10:30:33   作者:曼能節能   來源:注冊   評論:0
      內容摘要:換熱器內部的流體流速一般較高,由于流體的脈沖和流動都會造成換熱管的振動,或者整個設備振動,但最危險的是工藝開車過程中,提壓或加負荷較快,很容易引起換熱管振動,特別是在隔板處,管子振動的頻率較高..

      一、目前普遍使用的換熱器--管殼式換熱器作介紹:

      管殼式換熱器由殼體、管束、管箱等結構組成,根據其結構特點的不同可分為兩大類:一類時剛性結構,如不帶膨脹節的固定管板式換熱器;另一類是具有溫差補償結構的管殼式換熱器,如帶膨脹節的固定管板式換熱器、浮頭式、U型管式換熱器等。

      (1)、固定管板式換熱器

      優點:a.結構簡單緊湊,制造成本低

      b.與其它類型換熱器相比,在相同殼體直徑下,排管數目最多

      c.管內便于清洗

      缺點:a.殼程不能用機械方法清洗,應走清潔流體

      b.不設膨脹節時,管、殼程可能產生較大的溫差應力


      (2)、浮頭式換熱器

      優點:a.殼體和管束熱變形自由,不產生熱應力

      b. 管束可從殼體中抽出,便于殼程的檢修和清洗

      缺點:a.結構復雜,造價高。

      b. 為使一端管板浮動,需增加一個浮頭蓋及相關連接件以保證殼程密封,操作時,如果浮頭蓋連接處泄漏將無法發現,所以應嚴格保證其密封性能

      c.為使浮頭管板和管束檢修時能夠一起抽出,在管束外緣與殼壁之間形成寬度為16~22mm的環隙,這樣不僅減少了排管數目,而且增加了旁路流路,降低了換熱器的熱效率。


      (3)、填料函式換熱器

      優點:a. 結構比浮頭式換熱器簡單,殼體和管束熱變形自由,不產生熱應力。

      b.管束可從殼體中抽出,殼程的檢修和清洗方便。

      缺點: 填料函處形成動密封,殼程介質易泄漏,要求殼程介質溫度和壓力不能過高,且無毒、非易燃和易爆


      (4)、U形管式換熱器

      優點:a.結構簡單,省去一塊管板和一個管箱,造價低

      b.管束和殼體分離,熱膨脹時互不約束,消除熱應力

      c.管束可以從殼體中抽出,管外清洗方便

      缺點:a.彎管必須保持一定曲率半徑,管束中央會存在較大的空隙,流體易走短路,對傳熱不利

      b.管內不能用機械方法清洗,易走清潔流體

      c.管子泄漏損壞時,只有最外層管子可以更換,其他管子只能堵死,會減小換熱面積。


      二、波紋管式換熱器

      特點:

      (1).傳熱效率高。

      采用特殊設計制造的變截面波紋管取代傳統列管換熱器中主要傳熱元件 光管,使流體在管內外形成充分湍流。同時,增加了換熱面積,即使在流速較低的情況下,流體在管內外均可形成較強的擾動,從而大大提高了傳熱系數。

      (2).不易結垢,不堵塞,耐腐蝕。

      采用不銹鋼制成的波紋管,由于波紋管為熱補償元件。在熱脹冷縮過程中產生軸向蠕動,使管內外的附垢自行脫落,同時管路通道大,壓力小,不易堵塞,如有腐蝕度高的工況可選用特殊不銹鋼材料。

      (3).熱應力小、使用壽命長。 由于換熱管為波紋管,軸向補償量大,即使管殼程溫差大的情況下,都能自行補償。管與管板的熱應力很小,不易裂壞,大大提高了使用壽命。

      (4).傳熱效率高,降低投資成本。傳熱效率是正常換熱器的2~3倍,從而降低了設備制造成本,為用戶節省投資成本。


      換熱站的工藝流程敘述:


      (1)換熱站采暖系統工藝流程:

      換熱站內采暖系統使用0.46MPa(g),200℃過熱蒸汽將由集水器從各單元用戶收集的的70℃供熱回水通過熱水循環泵送到換熱器加熱到95℃,經過循環泵加壓后再由分水器送到各單元用戶,散熱后再返回換熱站循環加熱。

      為了保證水量的持續穩定,換熱站內設置有補水定壓系統。補水定壓系統由補水箱、穩壓罐以及補水泵組成。當補水箱的液位過低時,通過液位傳感器控制自動調節閥進行補水操作,補水源來自于廠區外管網。水量通過補水泵送至熱水循環泵進換熱器,當補水泵或穩壓罐產生壓差變化時,將通過壓力傳感器來控制自動調節閥開啟,使一部分水回流到補水箱中。正常情況補水泵一開一備,事故狀態補水泵可以同時開啟。

      經各換熱站換熱后的蒸汽冷凝水采用凝水加壓回收機組回收至室外管網。閉式凝水回收裝置由除污裝置,調壓裝置,汽蝕消除裝置,吸氣定壓裝置,閉式凝結水箱,液位傳感器,耐高溫電機泵,自控配電系統等組成。供熱信息網了解到閉式凝水回收機組采用連續運行方式,三臺水泵互為備用,最大水量時兩臺泵同時運行,根據凝結水量自動切換運行,并調節運行泵的臺數。

      (2)換熱站伴熱系統工藝流程:

      由于工藝伴熱系統的換熱量不大,故換熱系統的設備選用成套的換熱機組,即將換熱器,循環泵,補水定壓裝置及管路連接等組合在一個模塊上。

      換熱站內伴熱系統使用0.46MPa(g),200℃過熱蒸汽將由集水器從各單元用戶收集的75℃供熱回水通過熱水循環泵送到換熱器加熱到95℃,經過循環泵加壓后再由分水器送到各單元裝置,散熱后再返回換熱站循環加熱。

      為了保證水量的持續穩定,換熱站內設置有補水定壓系統。補水定壓系統由補水箱、穩壓罐以及補水泵組成。當補水箱的液位過低時,通過液位傳感器控制自動調節閥進行補水操作,補水源來自于廠區外管網。水量通過補水泵送至熱水循環泵進換熱器,當補水泵或穩壓罐產生壓差變化時,將通過壓力傳感器來控制自動調節閥開啟,使一部分水回流到補水箱中。正常情況補水泵一開一備,事故狀態補水泵可以同時開啟。

      由于換熱量不大,經各換熱站換熱后的蒸汽冷凝水并入采暖系統的凝結水回收裝置通過凝結水泵送入外管網。換熱器技術問答:

      1.換熱器是如何傳熱的?

      答:在最普遍的間壁式換熱器中,主要是傳導和對流兩種傳熱方式。熱流體先用對流給熱的方式將熱量傳給管壁的一側,再以傳導的方式將熱量從管壁一側傳過另一側,最后管壁另一側又以對流給熱方式將熱量傳給了冷流體,從而完成了換熱器的傳熱過程。

      相關多種換熱站換熱器理論知識和內容(二)

      2.介質流速對換熱效果有何影響?

      答:介質在換熱器內的流速越大,其傳熱系數也越大。因此提高介質在換熱器內的流速可以大大提高換熱效果,但增加流速帶來的負面影響是增大了通過換熱器的壓力降,增加了泵的能量消耗,所以要有一定的適宜范圍。


      3.換熱管表面結構對換熱效果有何影響?

      答:采用特殊設計的換熱管表面結構,如翅片管,釘頭管,螺紋管等,一方面增大了傳熱面積,另一方面特殊表面的擾流作用大大增加了管外流體的湍流程度,兩方面都能提高換熱器的整體換熱效果,所以這些表面結構要比光管表面的性能優異.


      4.換熱管表面除垢目前常用有那些方法?

      答:換熱管表面除垢常用方法有:鋼釬人工清垢、機械除垢、壓力水清垢、化學除垢。


      5.換熱設備強化傳熱有那些常用方法?

      答:換熱設備強化傳熱的主要方法:一是采用增大傳熱表面的結構,如:

      (1) 采用翅片管,釘頭管,螺紋管,波紋管等,螺環管

      (2) 管表面進行機械加工,螺旋槽管,螺紋管等

      (3) 采用小管徑管子,可增加相同管板面積上的布管數,增大傳熱面積

      二是增加流體在換熱器內的流速,可以大大提高其傳熱系數,如:

      (1) 增設擾流子,如在管中插入螺旋帶,管外設置折流板,假管等。

      (2) 增加管程或殼程數目。

      另外,采用導熱性能良好的材料來制造換熱器,做好換熱器防腐防垢措施,及時清垢等都是提高傳熱效果的手段。


      6.冷卻水換熱器為什么會產生水垢?

      答:水垢是由水中的溶解鹽類結晶析出,附著于換熱器管壁上而形成的,它的特點是密實堅硬,附著牢固,清除困難。水中大量存在的懸浮粒子可以成為晶種,其它雜質離子,細菌,粗糙的金屬表面等都對結晶過程有強烈的催化作用,大大降低了結晶析出所需的過飽和度,因此冷卻水換熱器很容易產生水垢。


      7.換熱器管為什么會結垢?如何除垢?

      答: 因為換熱器大多是以水為載熱體的換熱系統,由于某些鹽類在溫度升高時從水中結晶析出,附著于換熱管表面,形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑,當水的PH值較高時,也可導致水垢析出。初期形成的水垢比較松軟,但隨著垢層的生成,傳熱條件惡化,水垢中的結晶水逐漸失去,垢層即變硬,并牢固地附著于換熱管表面上。

      此外,如同水垢一樣,當換熱器的工作條件適合溶液析出晶體時,換熱管表面上即可積附由物料結晶形成的垢層;當流體所含的機械雜質有機物較多、而流體的流速又較小時,部分機械雜質或有機物也會在換熱器內沉積,形成疏松、多孔或膠狀污垢。

      換熱器管束除垢的方法主要有下列三種:


      (1)、手工或機械方法

      當管束有輕微堵塞和積垢時,借助于鏟削、鋼絲刷等手工或機械方法來進行清理,并用壓縮空氣,高壓水和蒸汽等配合吹洗。供熱信息網了解到當管子結垢比較嚴重或全部堵死時,可用管式沖水鉆(又稱為捅管機)進行清理。


      (2)、沖洗法

      沖洗法有兩種。第一種是逆流沖洗,一般是在運動過程中,或短時間停車時采用,可以不拆開裝置,但在設備上要預先設置逆流副線,

      中國供熱信息網 http://www.www.translation-company.net.cn/
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