换热器标准
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波节管换热器的自支撑结构点击：2161 日期：[ 2014-04-26 22:44:58 ] |
| 齐世明1,齐世清2(1 秦皇岛东燕节能技术有限公司,河北秦皇岛 066206;2 东北大学秦皇岛分校,河北秦皇岛 066000) 1 引言 管壳式换热器多年来一直没有突破其传统结构,其内部结构只是形式上的变化,即采用折流板、折流杆、支撑环等。几年前不锈钢波节换热管问世后,人们使用它时,仍然按传统的做法考虑如何加折流板或杆或其它,其中加折流板最为普遍,但同时又发现很多问题,如(1)折流板孔与管的波峰不一定对齐,因此管与孔之间间隙较大,造成换热器内部振动较大,发出大的噪音;(2)管子易被折流板磨破;(3)管的两头还要焊上两个与波峰同样外径的厚壁管头,增加了波节管的制造难度,也增加了隐患;(4)还有一些共同弊端,如产生传热死区,横向流动强烈冲刷管束,流体阻力大等。这些问题必须从根本上解决。 2 波节管换热器自支撑结构 波节管的使用使管壳式换热器内部结构有了大的变革,即取消一切折流板、折流杆和折流环等,利用波节管自身的波峰可使其自支撑,波节管自身头部留一个直段,管板孔径与波节管直段外径相同,这样波节管换热器装管的数量与普通管壳式换热器相同,波峰与波峰基本相接触,可以互相支撑。波节管与管板的焊接采用钨极氩弧焊接,管板最好采用不锈钢和碳钢复合板,波节管和管板的不锈钢面焊接,其结构见图1。对于大公称直径的换热器,可以采取增加壳层数的方法,如:双壳层、三壳层、四壳层等。 3 自支撑结构的特点 利用波节管的自身特点实现自支撑,有以下特点:(1)该结构使布管数增加,从而导致换热器的整体换热面积显著增加,在换热量一定的情况下,可以减小换热器的体积,降低制造成本; (2)制造工艺更简单,减少了零件,减少了波节管管头的焊接,使换热器更安全耐用; (3)管与管的自支撑使得管的被支撑点增加,而且是同一种材料接触,是一种软接触,所以磨损和振动大大减小; (4)大大减小了壳层流体的截面积,使得流体的速度大大提高; (5)使流体纵向流动,壳层流体与管层流体流动完全逆流增大了有效温差,彻底消除了折流板式支撑结构造成的传热死区,避免了流体横向冲刷管束; (6)抗热冲击的能力更强,由于管的束缚小,其自身的补偿量可充分发挥作用,因此抗结垢能力很强,提高了管的寿命; (7)纵向流动使流体阻力减小,波节管使流体产生强烈的湍流,从而使管内外液膜变薄,大大提高了传热系数, 4 结语 波节管作为新一代强化换热元件,是对传统列管式换热器的重大革新。自支撑结构是一种科学的、合理的、能够最有效发挥波节管作用的结构,这种结构已在某些技改项目上得到应用,效果较好。例如:1999年大庆油田甲醇厂,2台汽—甲醇换热器;2000年大庆油田有限责任公司天然气分公司,18台水—天然气换热器。这20台换热器都是自支撑结构,至今运行良好. |
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