间壁式换热器
管式换热器设计
清洗换热器
翅片管换热器
新闻动态
强化板翅式换热器传热的有效途径分析点击：1828 日期：[ 2014-04-26 22:21:59 ] |
| 强化板翅式换热器传热的有效途径分析 毛央平,毛绍融(杭州杭氧股份有限公司) 摘要:通过对大型空分设备中关键热交换设备之一———主换热器一系列数据对比,从设计角度探讨了如何通过优化设计提高板翅式换热器换热效率,尽可能解决空分设备大型化所面临的因换热效率不高而只能靠增加传热面积所带来的换热单元个数增多、管道布置复杂及气流分配不均匀等新问题,为实现空分设备大型化奠定基础。 关键词:板翅式换热器;换热效率;传热面积;翅片;导流片;阻力 随着世界经济的快速发展,冶金、石油和化工等行业的现代工业装置越来越向大型化方向发展,要求所配套的空分设备也趋向大型化。装置的大型化能带来更高的运行效率,同时会使制造成本降低,这完全符合目前全球性资源日益贫乏、能源供应紧缺的要求。 近几年国内空分市场迅速扩大,空分设备的规模也迅速提高。空分市场从原来的以6000～15000ｍ3/ｈ空分设备为主,到目前以20000～30000ｍ3/ｈ空分设备为主,而且对50000～60000ｍ3/ｈ的空分设备需求也不断增加。换热系统是空分设备的核心设备,在空分设备的冷箱中,存在大量的、低温下的热量交换,因此换热系统的优劣将会对成套空分设备的性能产生很大的影响。 空分设备的大型化发展对换热器的传热性能和结构尺寸提出了更高的要求,迫切要求进一步提高换热器的换热效率,减小换热器的尺寸,减少金属消耗量;同时要求进一步降低换热器的总传热温差,以便冷量尽可能回收,减小换热损失,降低整套空分设备的能耗。 1 铝制板翅式换热器性能简介 铝制板翅式换热器作为一种高效紧凑型热交换设备早已被空分行业所公认,因具有扩展的二次表面,单位体积传热面积大,通常是管壳式换热器的5倍以上,最大可达几十倍。由于具有结构紧凑、材质密度低而显得轻巧及传热效率高等特点,铝制板翅式换热器的应用越来越频繁。 铝制板翅式换热器在20世纪70年代初我国自行研发成功后,在大、中型空分设备上得到了广泛应用,随后在石油、化工(乙烯、合成氨、天然气分离与液化)、工程机械、空调制冷和超导以及宇宙空间技术上得到了推广,并且成效显著。空分设备中配套的铝制板翅式换热器与过去的绕管换热器相比,不仅降低了整套空分设备的生产成本,在满足同样性能的换热条件下,设备体积大幅度缩小、质量大幅度减轻,整套空分设备结构也更加紧凑,而且流体间小温差换热得以实现,冷量回收更充分,复热损失减小,整套空分设备的能耗得以降低,提高了空分设备的整体性能,符合目前节能的需要。 目前杭氧已能生产芯体尺寸为7800ｍｍ×1300ｍｍ×1300ｍｍ的超大型板翅式换热器,板翅式换热器的最高设计压力达8 0ＭＰａ,其设计制造水平已达20世纪90年代中后期国际水平。 2 铝制板翅式换热器优化设计 为实现空分设备的大型化,板翅式换热器绝不是简单的尺寸扩大或台数增多,板翅式换热器尺寸扩大受到真空钎接炉尺寸的限制。台数的增加,不仅使金属消耗量增加,真空钎接次数增多,生产成本增加;而且设备占地面积大,配管复杂,容易引起气流分配不均,出现偏流现象,影响换热效果。因此,通过翅片的优化或改变传热机理,来达到提高换热器的换热效率、强化传热的目的。杭氧正是从这两方面着手,加大了翅片的开发力度,在原有的50多种高、低压翅片基础上,每年都能开发成功性能优异的新翅片,低压翅片的单位表面传热面积从以前的最高15ｍ2/ｍ2到现在的20 28ｍ2/ｍ2,单位体积传热面积从以前的最高1417ｍ2/ｍ3到现在的1917ｍ2/ｍ3,不仅使得主换热器的小温差换热更易实现,而且使得同等级空分设备配置的换热器单元数减少,为空分设备大型化奠定基础。 在为空分设备配套的所有换热器中,主换热器无论从体积、质量方面考虑,所占比重都较大。由于换热器是用来实现空气、增压空气等与氧、氮和污氮等返流气体或液体之间的热交换,空气、增压空气等由常温冷却至所需温度,返流流体则由低温复热至常温,在换热器中强化换热,实现节能降耗,尤为重要。这可通过阻力不增加时减小换热器尺寸或降低总换热器阻力进行研究。下面仅从传热段与导流片段两部分的工作情况加以探讨。 |
| 上一篇：国机两重大技术装备研发基地改造工程正式动工 | 下一篇：凝固热采集换热器中层流水冻结特性研究 |