换热器行业现状
这种热交换器是通过在容器的外壁上安装夹套制成的,具有简单的结构;但受热面受容器壁面限制,传热系数不高。为了提高传热系数,使釜内液体受热均匀,可以在釜内安装搅拌器。当夹套内通入冷却水或无相变的加热剂时,可在夹套内安装螺旋折流板或其他增加湍流的措施,以提高一侧的传热系数。为了补充传热面,还可以在壶内安装蛇形管。夹套换热器广泛用于反应过程中的加热和冷却。
浸入式盘管热交换器;
这种热交换器是将金属管绕成各种适合容器的形状,浸入容器内的液体中制成的。其缺点是容器内液体湍流度低,管外传热系数低。为了提高传热系数,可以在容器中安装搅拌器。
喷淋热交换器:
这种换热器是将成排的换热管固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上方的喷淋装置均匀滴落,所以也叫喷淋冷却器。喷淋式换热器的外部是高湍流度的液膜,管外传热系数远高于浸没式。另外,这些换热器大多放置在空气流通的地方,冷却水的蒸发也带走了一部分热量,可以降低冷却水的温度,增加传热的驱动力。
双管换热器双管换热器是由不同直径的直管组成的同心管,由U形弯头连接而成。在这种换热器中,一种流体通过管子,另一种流体通过环形间隙,两者都能获得较高的速度,因此传热系数较大。另外,在套管式换热器中,两种流体可以是纯逆流,对数平均驱动力较大。本发明结构简单,耐压高,使用方便(管段数量可根据需要增加或减少),特别是由于本发明具有传热系数大、传热驱动力大、耐压高的优点。
板式热交换器:
最典型的隔板式换热器有着悠久的工业应用历史,至今仍在所有换热器中占据主导地位。主体结构由换热板和板间橡胶条组成。长期主导市场,但体积大,换热效率低,更换胶条昂贵(胶条更换费用约占整个流程的1/3-1/2)。主要用于液-液换热,业内常称为水-水换热,其换热效率为5000 W/m2.k..
为了提高管外流体的传热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向挡板。折流板不仅可以防止流体短路,提高流体速度,还可以迫使流体按指定路径多次穿过管束,大大增加了湍流度。常用的挡板有圆形缺口和圆盘两种,前者应用更广泛。
由于我国新GMP的出台,板式换热器将逐步退出食品、饮料、制药等卫生水平高的行业。
管壳式换热器:
管壳式换热器是一种管壳式换热器,主要由壳体、管束、管板和封头组成。壳体多为圆形,内部为平行管束或螺旋管,管束两端固定在管板上。在管壳式换热器中进行热交换的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程;一种管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面是传热面。管材有不同类型,工艺一般为直径16mm 20mm、20mm或25mm三种,壁厚一般为1mm、1.5mm、2mm、2.5 mm..进口换热器最小直径为8毫米,壁厚仅为0.6毫米..换热效率大大提高,从2012开始在国内市场逐步推广。管壳式换热器和螺旋管束设计可以最大限度地提高湍流效果,提高换热效率。内壳和管层的不对称设计最多可以达到4.6倍。这种非对称设计决定了它在汽水换热领域的广泛应用。最大热交换效率可达14000w/m2.k,大大提高了生产效率,节约了成本。
同时,由于管壳式换热器多为金属结构,随着我国新版GMP的出台,以不锈钢316L为主体的换热器将成为饮料、食品、制药行业的必备。
双管板式换热器也叫P型换热器;
在这种换热器中,管壳式换热器两端都增加了管板,可以有效防止泄漏造成的污染。市场上国产品牌少,价格贵,一般65438+万元以上,进口能达到几十万,符合新版GMP规定。虽然价格贵,但是决定了它的市场广阔。混合式换热器依靠冷热流体的直接接触来传递热量。这种传热方式避免了传热隔墙及其两侧的污垢热阻。只要流体之间接触良好,就会有很大的传热率。因此,在允许流体相互混合的地方,可以采用混合式换热器,如气体洗涤冷却、循环水冷却、蒸汽与水混合加热、蒸汽冷凝等。广泛应用于化工冶金企业、电力工程、空调工程等诸多生产部门。
根据不同的用途,混合式换热器可分为以下不同类型:
(1)冷却塔(或冷水塔)
在该设备中,利用自然通风或机械通风来冷却生产中产生的水,然后进行循环利用,以提高系统的经济效益。例如火电厂或核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等。,经水冷却塔冷却后循环使用。该方法已在实际工程中得到广泛应用。
(2)气体洗涤器(或洗涤器)
工业上用这种设备洗涤气体有多种用途,如用液体吸收气体混合物中的某些成分,清除洁净气体中的粉尘,加湿或干燥气体等。但它最广泛的用途是冷却气体,用于冷却的液体多为水。在空调工程中广泛使用的喷淋室可以认为是它的一种特殊形式。喷淋室不仅可以像气体洗涤器一样冷却空气,还可以加热空气。但它也有一些缺点,如对水质要求高、占地面积大、水泵能耗高等。因此,在一般建筑中,喷淋室不常使用或仅作为加湿设备使用。但在以调节湿度为主要目的的纺织厂和卷烟厂中,仍然广泛使用!
(3)喷射热交换器
在这种设备中,压力较高的流体从喷嘴喷出形成高速,低压流体被引入混合室与射流直接接触进行传热,然后一起进入扩散管,在扩散管出口达到相同的压力和温度后送到用户处。
(4)混合冷凝器
这类设备通常采用水和蒸汽直接接触的方法来冷凝蒸汽。蓄热式换热器是一种用于蓄热式换热的装置。内置固体填充物用于储存热量。一般用耐火砖砌火栅(有时用金属波纹条)。热交换分两个阶段进行。在第一阶段,热气体穿过火栅并将热量传递到火栅进行储存。在第二阶段,冷气体穿过火栅并接收储存在火栅中的热量以被加热。这两个阶段交替进行。通常两个蓄热器交替使用,即热气进一个,冷气进另一个。它常用于冶金行业,如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业,如煤气炉的空气预热器或燃烧室,人造石油厂的再生裂解炉。
蓄热式换热器一般用于对介质混合要求不高的场合。陶瓷换热器是一种新型的管式高温热能回收装置,其主要成分是碳化硅。可广泛应用于冶金、机械、建材、化工等行业,直接回收各种工业窑炉850-1400℃高温烟气余热,获得高温助燃空气或工艺气体。
该装置的换热元件材料是一种新型碳化硅工程陶瓷,具有耐高温和抗热震的优良性能。从1000℃空冷至室温,重复50次以上无裂纹。导热系数与不锈钢相当;在氧化和酸性介质中具有良好的耐腐蚀性。成功地解决了热补偿问题,在结构上很好地解决了气体密封问题。该装置传热效率高,节能效果显著。在某些过程中用于预热助燃空气或加热工艺气体时,可节约一次能源,节油率可达30%-55%。还可以强化工艺,显著提高产能。
陶瓷换热器的生产工艺与窑具基本相同,导热性能和抗氧化性能是材料的主要应用性能。它的原理是将陶瓷换热器放置在温度较高的烟道出口附近,不掺入冷空气和高温保护。当窑炉温度为1250-1450℃时,烟道出口温度应为1000-1300℃,陶瓷换热器回收的余热可达450-750℃。
陶瓷换热器在金属换热器的限制下得到了很好的发展,因为它解决了耐腐蚀和耐高温的问题。其主要优点是:导热性好,高温强度高,抗氧化性和抗热震性好。使用寿命长,维护量小,性能可靠稳定,操作简单。