換熱管:作為熱交換的核心部件,換熱管通常采用不銹鋼材質(zhì),如常見的 316L 不銹鋼。這種材質(zhì)具有高度防銹、防酸及耐高溫特性,其鉻含量≥18%,能夠形成致密的鈍化膜,有效抵御 Cl?、SO?2?等離子的腐蝕,確保了長期穩(wěn)定的傳熱性能,使用壽命可達 10 年以上。管徑一般在 φ19 - φ57mm 之間,長度則根據(jù)實際需求可達 6 - 12m,通過不同的排列方式,如正方形、三角形等,優(yōu)化流體在管內(nèi)的分布。
管板:管板的作用是連接管束與殼體,它不僅要承受管程和殼程之間的壓力差,還要確保連接處的密封性,防止兩種流體相互泄漏,保證熱交換過程的正常進行。
折流擋板:折流擋板垂直于管束安裝在殼體內(nèi),其主要作用是提高殼程流體的流速,引導(dǎo)流體形成湍流狀態(tài)。常見的折流擋板有圓形或弓形缺口設(shè)計,缺口面積比一般在 20% - 35% 之間。通過優(yōu)化折流板的間距(通常為管徑的 0.6 倍左右),可使殼程流體的湍流程度提升,從而增強傳熱效率。例如,在某煉油廠中,通過 CFD 仿真優(yōu)化折流板間距后,殼程壓降降低了 15%,傳熱效率卻提升了 20%。
殼體與封頭:殼體為整個熱交換器提供了一個封閉的空間,容納管程和殼程的流體。封頭則安裝在殼體的兩端,起到封閉和連接管道的作用,使流體能夠有序地進入和流出熱交換器。
熱傳導(dǎo):當熱交換器工作時,一種流體在管內(nèi)流動(稱為管程流體),另一種流體在管外(殼程)流動。熱量通過不銹鋼管壁從高溫流體傳遞至低溫流體。由于不銹鋼材質(zhì)具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)(約 15 - 25 W/(m?K)),能夠確保熱量的高效傳遞。以 316L 不銹鋼為例,其良好的導(dǎo)熱性能以及抗腐蝕性能,保證了在復(fù)雜工況下管壁也能穩(wěn)定地進行熱量傳導(dǎo)。
對流傳熱:流體在管內(nèi)或管外流動時,因溫度差異會產(chǎn)生分子運動。在強制對流工況下,當流體流速提升時,傳熱系數(shù)會顯著提高。例如,當管程流速≥2m/s 時,結(jié)合折流板對殼程流體的引導(dǎo)作用,可使殼程流體形成強烈的湍流,極大地強化了傳熱效率。研究表明,在這種情況下,傳熱系數(shù)可提高 15% - 20%。
耐腐蝕性強:不銹鋼材質(zhì)出色的抗腐蝕性能,使其適合在高溫、高壓及強酸強堿等惡劣環(huán)境下使用。在冶金行業(yè)中,經(jīng)常需要處理酸性或堿性介質(zhì),不銹鋼列管熱交換器能夠有效應(yīng)對,延長設(shè)備的使用壽命。例如在處理鹽酸、硫酸等強腐蝕性流體的化工工藝中,采用 316L 等奧氏體不銹鋼材質(zhì)的熱交換器,可憑借其材質(zhì)特性抵御腐蝕,保障熱交換過程的持續(xù)穩(wěn)定。
耐高溫高壓:不銹鋼換熱管具有較高的熱穩(wěn)定性和高溫強度,可在 400℃高溫、1.6MPa 壓力下長期運行而不變形、不熔化。這一特性使其能夠滿足如冶金行業(yè)高溫工況的需求,在蒸汽系統(tǒng)中可直接應(yīng)用,無需額外的減壓裝置,既節(jié)省了設(shè)備投資成本,又降低了運行成本。
高傳熱效率:通過優(yōu)化換熱管的數(shù)量、排列方式、管徑和管長,以及采用強化傳熱技術(shù),如使用波紋管替代光管,可使傳熱系數(shù)提升 30% - 50%;螺旋槽管通過內(nèi)壁的螺旋結(jié)構(gòu)破壞邊界層,綜合傳熱效率可提升 25% - 40%。這些措施顯著提高了熱交換器的換熱效率,單位面積換熱能力可達傳統(tǒng)管殼式換熱器的 3 - 7 倍,綜合換熱系數(shù)能夠達到 14000 W/(m2?℃)。
易于清洗和維護:熱交換器的管束設(shè)計為可拉出或拆卸結(jié)構(gòu),方便對管內(nèi)和管外的污垢進行清洗和維護。高流速(>2 m/s)與光滑管壁的設(shè)計減少了污垢沉積,使得清洗周期延長至 12 - 18 個月。同時,模塊化結(jié)構(gòu)使得管束可拆卸,單管更換時間縮短 70%,維護成本降低 40%,有效降低了運營成本。
結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便:不銹鋼列管熱交換器體積小、重量輕,占地面積僅為傳統(tǒng)換熱器的 1/5 左右。其安裝無需特制基礎(chǔ),只需與管道相連接即可,節(jié)省了大量的安裝及基建費用,在空間有限的工業(yè)場所具有明顯優(yōu)勢。
節(jié)能顯著:該設(shè)備在運行過程中蒸汽耗能少,換熱更充分。例如,彈性螺旋換熱管束的強制湍流設(shè)計,使換熱更充分,熱回收率在 96% 以上,有效降低了能源消耗,符合現(xiàn)代工業(yè)節(jié)能減排的發(fā)展趨勢。
冶金行業(yè):在冶金步進加熱爐中,不銹鋼列管熱交換器可回收高溫煙氣余熱,預(yù)熱助燃空氣或煤氣,提高加熱爐的熱效率,降低燃料消耗。其耐腐蝕性能能夠應(yīng)對冶金生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的酸性或堿性介質(zhì),確保設(shè)備在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定運行,延長設(shè)備使用壽命。
化工行業(yè):廣泛應(yīng)用于化學、電子、電鍍、半導(dǎo)體、紙機、空調(diào)及冷卻塔的循環(huán)水系統(tǒng)等加熱、冷卻、冷凝和蒸發(fā)過程。在化工生產(chǎn)中,常常會遇到各種強腐蝕性、高溫高壓的工況,不銹鋼列管熱交換器憑借其耐腐蝕性和高溫強度,能夠很好地滿足這些苛刻的工藝要求。例如在反應(yīng)釜冷卻、精餾塔再沸器等環(huán)節(jié),都離不開它的高效運作。
食品工業(yè):用于牛奶、果汁、啤酒等產(chǎn)品的加熱和冷卻過程。由于不銹鋼材質(zhì)符合食品衛(wèi)生標準(表面光潔度 Ra≤0.4μm),且易于清洗和維護,能夠確保食品在加工過程中的質(zhì)量安全。例如在牛奶巴氏殺菌、果汁濃縮等工藝中,熱交換器的穩(wěn)定運行對于保證產(chǎn)品的品質(zhì)和口感起著關(guān)鍵作用。
制藥行業(yè):在產(chǎn)品合成和制劑過程中的熱交換環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用,如醫(yī)藥中間體、動植物提取、藥物合成、生物發(fā)酵以及血液制品等加熱冷卻過程。其耐腐蝕性和高溫穩(wěn)定性可確保藥品生產(chǎn)過程的衛(wèi)生和安全,滿足 FDA、ASME BPE 等嚴格的行業(yè)標準,保障藥品的質(zhì)量。
能源行業(yè):在太陽能熱水器、電力工業(yè)等熱能回收和發(fā)電過程中的熱交換中應(yīng)用廣泛。例如在電站鍋爐蒸汽冷凝環(huán)節(jié),不銹鋼列管熱交換器能夠高效地實現(xiàn)熱量交換,提升能源轉(zhuǎn)化效率,降低能耗,為能源的高效利用提供了有力支持。
環(huán)保領(lǐng)域:可用于廢水處理和廢氣處理中的熱回收,通過回收廢熱,減少了能源浪費,同時也降低了對環(huán)境的熱污染,為環(huán)保事業(yè)做出貢獻。在一些工業(yè)廢水處理廠,利用熱交換器回收廢水中的熱量,用于預(yù)熱進入處理系統(tǒng)的冷水,實現(xiàn)了能源的循環(huán)利用。
相關(guān)產(chǎn)品
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負版權(quán)等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。