针对换热器中的两种流体到底谁走管程、谁走壳程,有很多因素需要考虑,总的来说,无论选择哪种走法,根本要求是要利于传热,有利于减少压降,并且对材料的消耗要小,使用安全,维修方便等,一般要满足以下原则:
1、对于粘度很大的流体,应该选择壳程,因为壳程流道截面和方位都在不断变化,而且从减小压降的要求看,选择壳程更为合适。
2、当换热器流体温差很大,由于壁面的温度和换热系数大的介质温度接近,换热系数大的流体选择壳程能减小管束和壳体间的差胀;如果流体温差小,换热系数值又相差很大时,让换热系数大的流体走管程比较方便。
3、和外部温差大的流体走管程可以减小热损失,减小壳体的变形;流体容许压降小的走壳程较好。
4. 饱和蒸汽宜走壳程,以便于及时排出冷凝液,且蒸汽较洁净,不易污染壳程;
5. 被冷却的流体宜走壳程,可利用壳体散热,增强冷却效果;
6. ***流体宜走管程,以减少流体泄漏;
换热器传热表面积垢,使传热条件大大恶化,使气体的流动阻力也大大增大,这就降低了余热回收设备的经济性,同时也降低了炉子设备的操作指标,比如当换热器传热表面积积垢达到3毫米时,传热系数就降低了30%。4、使用寿命长:板式换热器采用不锈钢或钛合金板片压制,可耐各种腐蚀介质,胶垫可随意更换,并可方便在、拆装检修。冶金炉安装换热器传热表面的积垢,是由燃料带出物、灰分尤其是工艺带出物所致,工艺带出物是指由炉气从炉内带出的炉料、炉渣、氧化铁皮以及耐火砌体的粉尘,在冶炼炉出炉的炉气中还含有熔融金属、炉渣、金属蒸汽和氧化物。
结垢对换热器的危害很大,严重影响生产的正常进行、增加生产的能耗和成本、引发各种事故、影响材料性能与设备寿命,因此需要积极地进行预防和定期地清除。对于不同类型的污垢,应采取针对性的清除措施,有效地清洗换热器,以提高换热器传热效率及运行寿命。
管壳式换热器由于管内外流体的温度不同,因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大,换热器内将产生很大热应力,导致管子弯曲、断裂,或从管板上拉脱。2、结构紧凑:板式换热器板片紧密排列,与其他换热器类型相比,板式换热器的占地面积和占用空间较少,面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。因此,当管束与壳体温度差超过50℃时,需采取适当补偿措施,以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施,管壳式换热器可分为以下几种主要类型: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。
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