换热器的设计
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浅议定时热水供应系统换热器的选用点击：1924 日期：[ 2014-04-26 22:06:22 ] |
| 浅议定时热水供应系统换热器的选用 王露梅 (窑街煤电公司设计院，甘肃兰州730084) 摘要：通过对几种换热器性能的分析比较，推荐在以蒸汽为热源的定时热水供应系统中，换热器选型时，选用等离子体改性强化换热器。 关键词：热水供应；热效率；换热器；选用 中图分类号：TQll1．16 笔者在进行煤电公司集中供热锅炉房设计时，建设单位要求对住宅区进行定时热水供应设计，热媒为蒸汽，热水供应时间为每晚8：00—11：00。为此，设计时对几种换热器进行了考察比较，考察结果如下： 换热器(热交换器)，特别是被加热介质是水的换热器，在供热系统中得到广泛应用。热水换热器按参与换热的介质(热媒)分类，分为汽一水(式)换热器和水一水(式)换热器；按换热器换热(传热)的方式分类，分为表面式换热器和混合式换热器。表面式换热器是冷热两种流体被金属壁面隔开，而通过金属壁面高温介质将热量传给低温介质。混合式换热器是冷热两种流体直接接触进行混合而实现换热的换热器。 目前常用的几种换热器有：容积式换热器、壳管式换热器、板式换热器、等离子体改性强化换热器等。 容积式换热器，既是换热器又是贮热水罐，在未加热前在罐体中存有大量冷水，热效率低，换热时间长，浪费能源。多用于生活热水和用水不均匀的工业用热水系统，主要为罐体及加热排管两部分组成。壳管式换热器，是应用最广泛的传统的换热器，其最基本的构造是在圆形壳体内加许多热交换用的小管，当加热的热媒为蒸汽时为壳管汽一水换热器；加热的热媒为高温水时称为壳管水一水换热器，水一水换热器由于热交换小管内外都是水，因为小管两侧水的流速接近，圆形外壳直径不能太大，当加热面积要求较大时，常几段连接起来，故又称为分段式水一水换热器。常用于热水采暖系统、低温水空调系统及某些连续性用热水的生产工艺用水。板式换热器，是发展中的新型高效换热设备之一。结构上采用特殊的波纹金属板为换热板片，使换热液体在板间流动时，能够不断改变流动方向和速度，形成激烈的湍流，以达到强化传热的效果，且传热板片采用厚度为0．6—1．2mm的薄板，这就大大提高了其传热能力。一般总传热系数达2500—5000W／m2·℃ ，最高达7000 W／m2·℃。比壳管式换热器高3—5倍。换热板片之间(周边或某些特殊部位)用垫片密封，形成水流通道。垫片用优质合成橡胶制成，耐一定高温有弹性。由于传热板片紧密排列，板间距较小，而板片表面经冲压形成的波纹又大大增加了有效换热面积，所以单位容积中所容纳的换热面积很大，占地面积比同样换热面积的壳管式换热器小的多。同时，相对金属消耗少，重量轻。目前板式换热器仅限于水一水交换，一般最高水温不超过150℃。用于蒸汽尚待研究。另外，由于板片间隙较小，要求水质好，一旦形成水垢，热力工况与水力工况将大大恶化。笔者所在的煤电公司在电厂集中供热工程中就选用了板式换热器，因为水质问题，换热器结垢现象非常严重，而且所结的水垢不易清洗，给运行管理带来很大麻烦，影响了集中供热的效果。 等离子体改性强化换热器，其构造基本上同壳管式换热器，蒸汽在壳程，被加热水在管程，是一种新型高效强化汽水换热器。它是利用等离子体改性炉对黄铜换热管注入一定量的铬、钛、氩、氮等离子，使换热器表面形成凸凹点，从而在凝结换热中，蒸汽以这些凸凹点为核心迅速凝结，形成水珠，成为珠状冷凝，达到高效强化换热的效果。它比一般换热器具有以下优点： (1)换热效率高，传热系数在4200W／m2·℃以上，是同体积其它换热器热量的2倍以上。 (2)设备结构紧凑，占地面积和占用空间小，安装使用方便。 (3)由于换热管经过等离子体改性处理，换热管表面不易结垢，换热效率稳定。 (4)金属耗量低，比普通产品节约三分之一以上。 通过考察和分析比较，笔者认为等离子体改性强化换热器在性能上具有优势，另外，由于其金属耗量低，价格也相对较低，符合本设计中造价控制的要求。因此，在设计中选用了该设备。 该设备在系统安装完毕后，进行了连续试运转。运转结果证明了该设备传热效率高，加热快，运行简单的特点，适用于定时热水供应系统。另外，智能型等离子体改性强化热力站机组，不仅具有高效节能，结构紧凑，性能可靠的特点，而且可实现无人值守。是集中供热、空调和生活热水系统选用的较理想的产品。所以，在集中供热、空调、和生活热水系统中选用换热器时，推荐选用该设备。 参考文献： [1] 李岱森《简明供热设计手册》 |
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