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《管殼式換熱器技術(shù)進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、·12·化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)2000年第21卷第4期管殼式換熱器技術(shù)進(jìn)展12趙國(guó)輝,隋軍(1-大慶石化總廠,黑龍江大慶163711;2-大連理工大學(xué),遼寧大連116012)[摘要]介紹了管殼式換熱器在多個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)展情況:管子的強(qiáng)化,折流板及支撐物,管內(nèi)插件技術(shù)。認(rèn)為提高傳熱系數(shù),降低流體壓降,增加傳熱面積等,是管殼式換熱器的技術(shù)發(fā)展方向。[關(guān)鍵詞]管殼式換熱器;技術(shù)進(jìn)展[中圖分類號(hào)]TQ051.5[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1006-7906(2000)04-0012-031引言熱系數(shù)而采用單
2、純加大流體流速的手段同樣會(huì)不盡換熱設(shè)備在化工過程中起著至關(guān)重要的作用,人意,因?yàn)樵黾恿黧w流速而引起的傳熱系數(shù)的增加其投資費(fèi)用一般占全部設(shè)備投資的40%左右,而率,往往會(huì)低于克服摩擦阻力的功耗增加率。因此,且,它的行為也關(guān)系著全廠的正常運(yùn)行和操作費(fèi)用。管子的強(qiáng)化工作主要集中在異型管的開發(fā)方面,表舊廠改造的許多工作是圍繞換熱設(shè)備的優(yōu)化進(jìn)行1給出了一些異型管及其結(jié)構(gòu)。此外,還可采用在的,一方面,過程系統(tǒng)工程致力于換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化綜管內(nèi)、管外安裝翅片等手段對(duì)傳熱管進(jìn)行強(qiáng)化。合;另一方面,機(jī)械工程師們?cè)趯ふ?/p>
3、換熱器強(qiáng)化傳熱表1常用強(qiáng)化管及其結(jié)構(gòu)技術(shù)的具體手段。管型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)雖然樣式繁多的換熱器很大程度上拓寬了人們螺旋槽紋管管壁擠壓出單頭或多頭螺旋槽的選擇范圍,但管殼式這一傳統(tǒng)的換熱設(shè)備在化工橫紋槽管管壁滾壓出與軸線成直角的環(huán)狀槽紋生產(chǎn)中仍占據(jù)著主要地位,在高溫高壓或有腐蝕性由依次交替的收縮段和擴(kuò)張段組成的波介質(zhì)的作業(yè)中更能顯示其優(yōu)勢(shì)?？s放管形管道管殼式換熱器由一些直徑較小的圓管加上管板在薄壁無縫管管壁上滾壓出與管軸線成組成管束,外套一個(gè)外殼而構(gòu)成。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)波節(jié)管直角的環(huán)形槽,管壁內(nèi)側(cè)形成一圈圈突
4、出單,易于加工、清洗,選材及應(yīng)用范圍廣,處理量大。的圓環(huán)以上優(yōu)點(diǎn)使其成為傳統(tǒng)換熱器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。但在追管壁處存在能夠誘導(dǎo)流體進(jìn)行貼壁旋流旋流管的螺旋狀槽紋和凸肋求高效傳熱的今天,傳統(tǒng)的管殼式換熱器單位體積的傳熱面積較低,傳熱系數(shù)不高,難以滿足生產(chǎn)要利用機(jī)械加工、燒結(jié)、電化學(xué)腐蝕及表面粗糙表面管鍍層等手段,增加表面粗糙度或形成雙層求,因而,換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)的研究越來越得到重表面視。所謂換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)就是使換熱器在單位由圓管軋制或橢圓管扭曲成具有一定導(dǎo)時(shí)間、單位傳熱面積傳遞的熱量盡可能多。長(zhǎng)期以
5、螺旋扁管程的螺旋扁管,管間靠相鄰管長(zhǎng)軸處的點(diǎn)接觸支撐管子,省掉折流板來,國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了大量研究。2管子的強(qiáng)化為了提高管殼式換熱器換熱性能,一方面要提表1所列強(qiáng)化管在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了許多成功的高單位體積的傳熱面積,另一方面要提高綜合傳熱開發(fā)和應(yīng)用實(shí)例。例如,上海溶劑廠甲醛蒸汽余熱系數(shù),即進(jìn)行強(qiáng)化傳熱。為提高單位體積的傳熱面鍋爐急冷塔中采用了螺旋槽紋管,使總傳熱系數(shù)提[1]積,采用減小管徑,增加管數(shù)的辦法是不可取的,一高60%,相同壓降條件下,傳熱面積減小了30%;般認(rèn)為,大型換熱器管徑不會(huì)小于6m
6、m。為提高傳益陽煉油廠、茂名煉油廠等單位采用橫紋槽管換熱器,總傳熱系數(shù)較光管提高了85%,同等傳熱量,可[收稿日期]2000-01-12節(jié)省46%的傳熱面積[2];縮放管換熱器在大慶石趙國(guó)輝等管殼式換熱器技術(shù)進(jìn)展·13·化、金陵石化等單位投入使用,以益陽氮肥廠變換鍋華南理工大學(xué)和大慶石化總廠合作開發(fā)的,用于丁爐軟水加熱器為例,采用縮放管后,換熱面積減少了辛醇裝置凈化系統(tǒng)的折流桿螺旋槽管再沸器,其換[2]69%;波節(jié)管換熱器在國(guó)內(nèi)也有較廣泛的應(yīng)熱能力比一般光管高1.4倍左右,且抗振性能也有[3][
7、4,5]用;北京化工設(shè)計(jì)院和大連理工大學(xué)分別制造出較大改進(jìn)。燒結(jié)型和腐蝕型粗糙表面多孔管,用于強(qiáng)化沸騰傳新型折流板和支撐物有兩個(gè)共同的特點(diǎn);一是熱,均取得了較好的效果。殼程內(nèi)流體流動(dòng)由橫向流動(dòng)變?yōu)槠叫杏诠茏拥目v向綜觀各種不同形狀的強(qiáng)化管,可以看出它們有流動(dòng),使流體壓降減小,傳熱面積得到充分利用,避一些共同的特點(diǎn)。各種強(qiáng)化管在兼顧壓降的同時(shí),免了殼程流體對(duì)管子的垂直沖擊,減少了流體對(duì)傳傳熱面積都有不同程度的增加,并通過兩種機(jī)理對(duì)熱管誘導(dǎo)振動(dòng)的隱患;二是折流板形式向著流阻低,傳熱系數(shù)進(jìn)行強(qiáng)化。傳熱邊
8、界層是限制傳熱系數(shù)提堅(jiān)固,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,節(jié)省投資等方向發(fā)展。高的最主要因素,它產(chǎn)生于靠近管壁的層流底層,并可以預(yù)言,隨著技術(shù)的進(jìn)步,折流板和支撐物將不再有一個(gè)逐漸增厚的過程。管壁的粗糙,以及規(guī)則出需要,換熱器依靠異型管,如螺旋扁管之間的點(diǎn)接觸現(xiàn)的溝槽、凸肋,會(huì)破壞貼壁層流狀態(tài),抑制邊界層互相支撐,并形成殼程通道。的發(fā)展。同時(shí),溝槽和凸肋對(duì)流體的限流作用有助4管內(nèi)插件技術(shù)于邊界層的減薄,而擾流作用使流體產(chǎn)生軸向漩渦,管內(nèi)插件技術(shù)是增強(qiáng)管殼式換熱器性能的重要可導(dǎo)致邊界層分離,流體主體徑向溫度梯
