技術(shù)特點
管殼式換熱器(模塊換熱器)是一種新型的強化傳熱節(jié)能高效換熱設(shè)備,它是吸收技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)導(dǎo)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。
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(cè)。汽水換熱時主要熱阻在水側(cè),只有提高水側(cè)的給熱系數(shù)才能保證較高的總的傳熱系數(shù)。
水側(cè):在流體邊界層理論指導(dǎo)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(dǎo)靠近管壁沿軸向來復(fù)線旋轉(zhuǎn),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(cè)的吸熱。經(jīng)測試,當(dāng)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(dāng)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(cè):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(zhuǎn),并迅速脫離換熱管表面,變原有的膜狀凝結(jié)為強烈滴狀凝結(jié),使管外傳熱膜系數(shù)大大提高,測試結(jié)果表明,蒸汽在雙紋管管外的凝結(jié)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、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(jié)構(gòu)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(shè)計壓力可達幾百個大氣壓,多按法定壓力容器進行設(shè)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(jié)構(gòu),它具有管殼式換熱器承壓能力高、過載能力強的特點。
3、不易結(jié)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(zhuǎn)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(jié)垢的條件,防垢防堵效果較好。
4、水側(cè)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(jié)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(zhuǎn)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(yīng)力小,換熱管的粗螺紋類似膨脹節(jié),能減小熱應(yīng)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(dāng)),總傳熱系數(shù)高,再加上有三種結(jié)構(gòu)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。
設(shè)備安裝
1、安裝前的檢查:
(a)檢查設(shè)備外形是否符合圖樣要求,是否在運輸中產(chǎn)生碰傷情況。
(b)檢查各零部件密封面是否有生銹、劃傷、破壞等影響密封的情況。
(c)檢查各緊固件是否有松動、銹斑、裂紋及螺紋碰撞等現(xiàn)象。
2、安裝:
(1)基礎(chǔ)安裝:
a.換熱器可參照竣工圖形式安裝,各進、出口閥座上應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)通徑的閥門,再與管路連接,所有閥門、儀表及輔件均用戶自理。
b.若換熱器為立式的,則基礎(chǔ)尺寸與底座尺寸相適應(yīng),基礎(chǔ)可用混凝土澆注,也可采用鋼結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)應(yīng)預(yù)留地腳螺栓孔。若換熱器為臥式的,則支座有長圓孔的是活動支座,活動支座的地腳螺栓采用兩個螺母,個螺母擰緊后倒退一圈,然后用第二個螺母鎖緊,以便鞍式支座在基礎(chǔ)上自由滑動。
(2)設(shè)備的就位安裝:將設(shè)備輕輕放在基礎(chǔ)上,垂直找正,設(shè)備中心線傾斜不得超過5mm,然后緊固地腳螺栓。
(3)安裝壓力表、溫度計、安全閥:安全閥泄水口引至安全泄放處,容器與安全閥之間及安全閥排水管上均不得安裝任何閥門。