节能降耗是当今世界的一种重要社会意识,加强节能管理,采取技术上可行、经济上合理及环境和社会可以承受的措施,从能源生产再到消费的各个环节,降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费,有效、合理地利用能源。世界各国大力寻找新的能源以及在节能减耗上研究新途径,换热设备的研究受到了高度重视。近年来,能源与材料费用的不断增长极大地推动了对高效节能减耗换热器的研究,地下工程空间有限制,高效率的换热器能节约地下工程的使用空间和能源,特别在我国石油化工产业换热器受到普遍的重视。目前换热器已在国民经济的诸多领域(如食品、制药、石油化工、空调、动力、冶金、轻工等)得到广泛的应用,决定了工业换热器换热性能的改善,设计理论的不断创新,企业经济的收益和工业的飞速发展,都具有一定的积极作用,同时换热器水垢清洗,提高换热器的工作效率,也为节能减耗和保护环境有显著的贡献。
1、换热器分类及发展现状
随着科学和生产技术的发展,各种换热器层出不穷,换热器按照其功能可分为冷凝器、蒸发器、再热器、过热器等。按照制造热交换器的材料来分:金属的、陶瓷的、塑料的、石墨的、玻璃的等。按照温度状况来分:温度工况稳定的热交换器,热流大小以及在指定热交换区域内的温度不随时间而变;温度工况不稳定的热交换器,传热面上的热流和温度都随时间改变。按照热流体与冷流体的流动方向来分:顺流式、逆流式、措流式、混流式。按照传送热量的方法来分:问壁式、混合式、蓄热式等。
换热器按换热部件的特点最常见的有:管套式换热器、管壳式换热器、翅片管式换热器、板式换热器(包括板片式换热器和板翅式换热器)等。
1.1 套管式换热器
套管式换热器,将不同直径的两根管子桃城的同心套管作为元件,然后把多个元件加以连接而成的一种换热器,工作室两种流体以纯顺流或纯逆流方式流动。套管式换热器的优点是:结构简单,适用于高温、高压流体,特别是小容量流体的传热。另外,只要做成内管可以抽出的套管,就可清除污垢,所以它也使用于易生污垢的流体,他的主要缺点是流动阻力大,金属消耗量多,管间接头较多,易发生泄漏;而且体积大,占地面积大,多用于传热面积不大的换热器。
1.2 管壳式换热器
管壳式换热器,进行热交换操作的通用工艺设备,是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的问壁式换热器。结构简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中,特别是在石油炼制和化学加工装置中,占有极其重要的地位。
1.3 板式换热器
板式换热器,由高效传热波纹板片及框架组成。板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间,在换热器内部就构成了许多流道,板与板之间用橡胶密封。压紧板上有本设备与外部连接的接管。板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成,四角冲有供介质进出的角孔,上下有挂孔。人字形波纹能增加对流体的扰动,使流体在低速下能达到湍流状态,获得高的传热效果。并采用特殊结构,保证两种流体介质不会串漏。
1.4 热管换热器