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        換熱機組需滿足的四個基本要求

        發(fā)布時間:2024-08-21
        換熱設(shè)備主要有加熱器、冷卻器、蒸發(fā)器、再沸器、余熱鍋爐等,無論是什么換熱設(shè)備,完善的換熱機組在設(shè)計或選型時都應(yīng)滿足以上各項基本基本要求。本文詳細介紹這四個基本要求。
        1、合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件
        傳熱量、流體的熱力學(xué)參數(shù)(溫度、壓力、流量、相態(tài)等)與物理化學(xué)性質(zhì)(密度、粘度、腐蝕性等)是工藝過程所規(guī)定的條件。設(shè)計者應(yīng)根據(jù)這些條件進行熱力學(xué)和流體力學(xué)的計算,經(jīng)過反復(fù)比較,使所設(shè)計的換熱機組具有盡可能小的傳熱面積,在單位時間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量。為此,具體的做法可以是:
        (1)增大傳遞系數(shù):
        在綜合考慮了流體阻力與不發(fā)生流體誘發(fā)振動的前提下,盡量選擇高的流速。
        (2)增大平均溫度差:
        對于無相變的流體,盡量采用接近逆流的傳熱方式。因為這樣不僅可增大平均溫度差,還有助于減少結(jié)構(gòu)中的溫度應(yīng)力。在條件容許時,可提高熱流體的進口溫度成降低冷流體的進口溫度。
        (3)妥善布置傳熱面:
        例如在管殼式換熱器中,采用合適的管間距或排列方式,不僅可加大單位時間內(nèi)安置的傳熱面積,還可改善流動特征。錯列管束的傳熱比并列管束的好。如果換熱設(shè)備中的一側(cè)流體有相變,另一側(cè)流體為氣相,可在氣相一側(cè)的傳熱面上加翅片以增大傳熱面積,則有利于熱量的傳遞。
        2、安全可靠
        換熱器(設(shè)備)也是壓力容器,再進行強度、剛度、溫度應(yīng)力以及疲勞壽命計算時,應(yīng)該遵照相關(guān)的規(guī)定:gb150--98gb151—99:《鋼制管殼式換熱器》。這對保證設(shè)備的安全可靠起著很大的作用。
        材料的選擇是一個很重要的環(huán)節(jié),不僅要了解材料的機械性能和物理性能和屈服極限、zui小強度極限、彈性模量、延伸率、線膨脹系數(shù),導(dǎo)熱系數(shù)等,還應(yīng)了解其在特殊環(huán)境中的耐電化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、點腐蝕的性能。受壓的與非受壓的部分、焊接的與非焊接的部分、設(shè)備的支承部分,在材料選擇上應(yīng)予以不同對待。
        3、有利于安裝、操作與維修
        直立設(shè)備的安裝費往往低于水平的或傾斜的設(shè)備。設(shè)備與部件應(yīng)便于運輸與裝拆,在廠房中移動時不會受到樓梯、梁、柱等的妨礙。根據(jù)需要可添置氣、液排放口,檢查孔與敷設(shè)保溫層。對于一臺的換熱設(shè)備,如果操作上出現(xiàn)一些波動,很可能難以控制操作,以致引起快速的結(jié)垢或部件的實效。故在設(shè)計時便應(yīng)提出相應(yīng)的對策,決不能讓換熱設(shè)備在操作時出現(xiàn)的問題轉(zhuǎn)嫁到下一個工序。對易結(jié)垢的換熱設(shè)備,如在流體中加入凈化劑,便可不必停工清洗。否則就應(yīng)采取快速清洗的辦法以縮短停工的時間。有時也可以將換熱設(shè)備分作兩個部分,當(dāng)一部分在清洗時,另一部分仍維持正常的運行。操作場地應(yīng)留有足夠的空間以便換熱設(shè)備在報廢之前可以將其內(nèi)件抽出在現(xiàn)場進行焊接、堵漏與修理。
        4、經(jīng)濟合理
        評定換熱器zui終的指標是:在一定時間內(nèi)(通常為一年)固定費用(設(shè)備的購買費、安裝費等)與操作費(動力費、清洗費、維修費等)的總和為zui小。當(dāng)設(shè)計或選型時,如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要,這一指標壓為重要。
        動力消耗費與流速的平方成正比,而流速的提高又有助于傳熱,因此存在一zui適宜的流速。
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