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管壳式换热器
  • 发布日期:2019-10-05      浏览次数:281
    • 随着我国改革开放程度的不断加深,社会经济的发展同时也促进了我国工业的发展,在目前我国工业生产中,比如在石化、冶金、造纸、纺织等工业领域里利用换热设备很多,在目前经常使用的就是管壳式换热器,此外还有时板式换热器,本文将主要分析管壳式换热器,因此对于时板式换热器笔者这里不在过多分析。管壳式换热器因具有机构紧凑、换热效果明显等优点,因此在工业生产中广泛引用,但同时,管壳式换热式还存在着承载能力比较小,流动阻力大的缺点,但这并不影响管壳式换热器的应用。

      一、管壳式换热器简介

      管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,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,是目前应用广的类型。管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。

      二、管壳式换热器的类型

      1、固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体,结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时,可在壳体上安装有弹性的补偿圈,以减小热应力。

      2、浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动,完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广,但结构比较复杂,造价较高。

      3、U 型管式换热器 每根换热管皆弯成U 形,两端分别固定在同一管板上下两区,借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力,结构比浮头式简单,但管程不易清洗。

      4、涡流热膜换热器涡流热膜换热器采用涡流热膜传热技术,通过改变流体运动状态来增加传热效果,当介质经过涡流管表面时,强力冲刷管子表面,从而提高换热效率。可达10000W /m2 ℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式,在换热管表面形成绕流,对流换热系数降低。

      以上是几种常见广泛应用的管壳式换热器,随着技术的不断进步,各行各业的不同需要,许多结构形状特殊、传热表面高强化以及传热面积及结构体积比较大的新型换热器也不断被研制开发,换热器的使用领域还在不断地发展和扩大,除了炼油、化工和石油化工等行业里获得了广泛的应用外,在核能、医药、环保节能等行业中的应用也在逐步的扩大,在高温高压及大容量领域也有新的较大的发展。如集成管箱型管壳式换热器、阶梯式折流板换热器、SM G K型换热器、弹簧刮壁式管板式换热器、螺旋折流板式换热器等各种型式的管壳式换热器被应用在各个领域中。

      三、管壳式换热器的特点

      管板式换热器是目前我国工业生产中常使用的一种换热器,相比较于其他换热器来说,管板式换热式的有点众多,笔者将简单介绍一下管板式换热器的特点。1、节能,节能是管板式换热器主要的一项特点,也是人们常使用他的主要原因,节能是他的特点同时也是优点,管板式换热式可以达到6000-8000W /m2 . 0 C 。2、使用寿命长,管板式换热式基本都是采用全不锈钢材制作的,耐腐性性比较高,同时也不生锈,延长了他的使用时间,一般每台管板式换热器可以使用接近20年的时间,这对于降低企业的生产成本是有极大好处的。3、采用纳米技术,纳米技术是当今为先进的一项科技,在许多领域都有使用,在管板式换热器上同样収使用,采用纳米技术的管板式换热器的换热效果比以前高了接近一倍左右,显著增大了传热系数。4、应用领域广阔,在目前我国大力发展工业的环境下,管板式换热器的应用范围也越来越广,在我国热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域都有使用,使用范围非常广阔。5、维修费用低,对于工业企业来说,换热器的维修费用是比较受到关注的,但是管板式换热器的维修保养费用是比较低的,并且操作性比较的简单易学,使用非常灵活,设计结构也可以根据生产要求进行更改,同时安装也简单方便。

      结语

      管壳式换热器应用广泛,不管新型换热器如何发展,管壳式换热器仍以它自身的独特的优势在石油、化工、炼油、核能等行业有不可取代的地位。在今后的研究中,在管程和壳程传热面的强化传热方面,以及应用领域的扩展、新材料的选用以及抗震、反腐等方面是管壳式换热器设计、生产、使用方主要注重的方向。为满足节能、环保、低耗、的要求传热效率高,加工制造工艺简单和安装维修方便易行、占地面积小等特点将是今后管壳式换热器的研制方向。

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