熱交換器

熱交換器

對流傳熱及熱傳導的一種工業應用
換熱器(亦稱為熱交換器或熱交換設備)是用來使熱量從熱流體傳遞到冷流體,以滿足規定的工藝要求的裝置,是對流傳熱及熱傳導的一種工業應用。換熱器可以按不同的方式分類。按其操作過程可分為間壁式、混合式、蓄熱式(或稱回熱式)三大類;按其表面的緊湊程度可分為緊湊式和非緊湊式兩類。
    中文名:熱交換器 外文名:heat exchanger 用途: 又 名:熱交換設備 類 型:滿足規定的工藝要求的裝置 作 用:使熱量從熱流體傳遞到冷流體 分 類:間壁式、混合式、蓄熱式 時 間:二十世紀20年代

産品概述

換熱器(英語翻譯:heat exchanger),是将熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。換熱器是化工、石油、動力、食品及其它許多工業部門的通用設備,在生産中占有重要地位。

在化工生産中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等,應用更加廣泛。換熱器種類很多,但根據冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即:間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中,間壁式換熱器應用最多。

熱交換器内的冷熱流體實現熱量傳遞需要消耗泵功.如何科學定量評價其能源效率,是學術界和行業都迫切需要解決的問題,對提升工業節能減排有重要意義.。

原理

一般是用固體間壁(傳熱面)将不同溫度的流體隔開。也有的使兩種流體在器内直接接觸而進行熱量交換。

紙芯熱交換器工作原理:

當室内空調排風與室外新風分别呈交叉式流經換熱芯體時,由于纖維之間的間隙很小,隻有粒徑較小的水蒸氣分子才能通過,其他粒徑較大的有害氣體或異味氣體分子無法通過,從而實現溫度及濕度的交換。

夏季運行時,新風從空調排風獲得冷能使溫度降低同時新風中的水蒸氣在分壓力的作用下滲透到新風中;

冬季運行時,新風從空調排風中獲得熱能,使溫度升高,排風中的水蒸氣則滲透到新風中。

鋁芯熱交換器工作原理:

機組采用靜止叉流式換熱芯體,芯體以親水鋁箔為載體,由數層換熱單元組成,相鄰兩層單元體之流體的流道呈正交叉布置,其原理是由風機導入的室内、室外兩股空氣,室内排風在未經過換熱芯體前,利用霧化水的蒸發吸熱對室内排風先進行等焓加濕,使室内排風達到接近濕球溫度的空氣狀态,此時室内排風的空氣溫度又低于室外排風的露點溫度,然後在與室外新風呈交叉的方式流過換熱芯體,熱量從高溫側通過傳熱隔闆傳到低溫側,進行熱交換經過熱交換的室外新風再由風管送到所需房間。

家用類

家用熱交換器解決了集體供暖家庭和冬天用熱水的難題。它的工作原理跟集體供熱的熱交換器原理相同。隻是大小和樣式不同而已。可分為鑄鐵式,筒式,鋼制式,儲水式,闆式。

鑄鐵式

鑄鐵式的體積大,重量重。但是裡面的銅管買之前可以打開檢查一下,不容易被商家坑騙,而且用過幾年銅管壞了還可以更換。

筒式

筒式的體積小,交換效率高。但用戶不能查看裡面銅管的長度,也不能更換銅管,而且還不太美觀。

鋼制式

鋼制式體積有大有小。用戶也不能查看裡面銅管的長度,而且不能更換銅管。但是比較美觀。

闆式

闆式,體積很小,重量很小。熱交換效率很高。裡面無銅管。熱交換能力跟層數有關。層數看得見,摸得着。

水垢

以上各種交換器在使用過程中都會産生水垢。用了幾年後會出現水流小,出水不是太熱等情況。但在石家莊等地也出現了專業除垢的公司。通過專業墜垢後也能跟新的一樣。石家莊華北商貿城就有這樣的公司。

分類

根據作用原理可分為間壁式換熱器、蓄熱式換熱器和混合式換熱器。

根據使用目的可分為冷卻器、加熱器、冷凝器和汽化器。

根據結構材料可分為金屬材料換熱器和非金屬材料換熱器。

根據傳熱面的形狀和結構可分為管式換熱器和闆式換熱器。

根據芯體可分為蒸發式紙芯熱交換器和鋁芯熱交換器

混合式

混合式熱交換器是依靠冷、熱流體直接接觸而進行傳熱的,這種傳熱方式避免了傳熱間壁及其兩側的污垢熱阻,隻要流體間的接觸情況良好,就有較大的傳熱速率。故凡允許流體相互混合的場合,都可以采用混合式熱交換器,例如氣體的洗滌與冷卻、循環水的冷卻、汽-水之間的混合加熱、蒸汽的冷凝等等。它的應用遍及化工和冶金企業、動力工程、空氣調節工程以及其它許多生産部門中。非能動餘熱排出熱交換器(PRHR HX)是第三代AP系列核電站非能動餘熱排出系統中的關鍵設備,其傳熱機理十分複雜,設計方法不同于普通換熱器。目前,國内外對PRHR HX傳熱機制的研究文獻很少,該類換熱器的傳熱設計計算方法更為罕見。

按照用途的不同,可将混合式熱交換器分成以下幾種不同的類型:

(1)冷卻塔(或稱冷水塔)在這種設備中,用自然通風或機械通風的方法,将生産中已經提高了溫度的水進行冷卻降溫之後循環使用,以提高系統的經濟效益。例如熱力發電廠或核電站的循環水、合成氨生産中的冷卻水等,經過水冷卻塔降溫之後再循環使用,這種方法在實際工程中得到了廣泛的使用。

(2)氣體洗滌塔(或稱洗滌塔)在工業上用這種設備來洗滌氣體有各種目的,例如用液體吸收氣體混合物中的某些組分,除淨氣體中的灰塵,氣體的增濕或幹燥等。但其最廣泛的用途是冷卻氣體,而冷卻所用的液體以水居多。空調工程中廣泛使用的噴淋室,可以認為是它的一種特殊形式。噴淋室不但可以像氣體洗滌塔一樣對空氣進行冷卻,而且還可對其進行加熱處理。但是,它也有對水質要求高、占地面積大、水泵耗能多等缺點:所以,目前在一般建築中,噴淋室已不常使用或僅作為加濕設備使用。但是,在以調節濕度為主要目的的紡織廠、卷煙廠等仍大量使用!

(3)噴射式熱交換器在這種設備中,使壓力較高的流體由噴管噴出,形成很高的速度,低壓流體被引入混合室與射流直接接觸進行傳熱,并一同進入擴散管,在擴散管的出口達到同一壓力和溫度後送給用戶。

(4)混合式冷凝器這種設備一般是用水與蒸汽直接接觸的方法使蒸汽冷凝。

蓄熱式

蓄熱式換熱器用于進行蓄熱式換熱的設備。内裝固體填充物,用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子(有時用金屬波形帶等)。換熱分兩個階段進行。第一階段,熱氣體通過火格子,将熱量傳給火格子而貯蓄起來。第二階段,冷氣體通過火格子,接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。這兩個階段交替進行。通常用兩個蓄熱器交替使用,即當熱氣體進入一器時,冷氣體進入另一器。常用于冶金工業,如煉鋼平爐的蓄熱室。也用于化學工業,如煤氣爐中的空氣預熱器或燃燒室,人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。蓄熱式換熱器一般用于對介質混合要求比較低的場合。

故障處理

在生産過程中,由于熱交換器管闆受水分沖刷、氣蝕和微量化學介質的腐蝕,管闆焊縫處經常出現滲漏,導緻水和化工材料出現混合,生産工藝溫度難以控制,緻使生成其它産品,嚴重影響産品質量,降低産品等級。冷凝器管闆焊縫滲漏後,企業通常利用傳統補焊的方法進行修複,管闆内部易産生内應力,且難以消除,緻使其它換熱器出現滲漏,企業通過打壓,檢驗設備修複情況,反複補焊、實驗,2~4人需要幾天時間才能修複完成,使用幾個月後管闆焊縫再次出現腐蝕,給企業帶來人力、物力、财力的浪費,生産成本的增加。通過福世藍高分子複合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性,通過提前對新換熱器的保護,這樣不僅有效治理了新換熱器存在的焊縫和砂眼問題,更避免了使用後化學物質腐蝕換熱器金屬表面和焊接點,在以後的定期維修時,也可以塗抹福世藍高分子複合材料來保護裸露的金屬;即使使用後出現了滲漏現象,也可以通過福世藍技術及時修複,避免了長時間的堆焊維修影響生産。正是由于此種精細化的管理,才使得換熱器滲漏問題出現的概率大大降低,不僅降低了換熱器的設備采購成本,更保證了産品質量、生産時間,提高了産品競争力。

價格分析

首先,不鏽鋼熱交換器的材質是影響價格波動的一方面因素。不鏽鋼的價格是時有波動,一般廠家給出的報價都有一個周期,周期内有效。所以鋼材的價格影響熱交換器的設備價格。

其次,不鏽鋼熱交換器的廠家地區分布影響價格設定。不同地區的人力成本是不一樣的,一個上海的廠家和一個山東廠家相比,成本方面肯定不一樣。

第三,不鏽鋼熱交換器的企業規模決定價格。企業重視質量和服務,那麼價格中加入的成本空間也會增大,如果企業不是非常重視,那麼加入的成本就會很低。但是從代理或者采購的角度,一個沒有售後的企業是不負責的企業。

清洗工藝

1.隔離設備系統,并将換熱器裡面的水排放幹淨。

2.采用高壓水清洗管道内存留的淤泥、藻類等雜質後,封閉系統。

3.在隔離閥和交換器間裝上球閥(不小于1英寸=2.54厘米),進水和回水口都應安裝。

4.接上輸送泵和連接導管,使清洗劑從換熱器的底部泵入,從頂部流出。

5.開始向凝汽器裡泵入所需要的福世泰克清洗劑(比例可根據具體情況調整)。

6.反複循環清洗到推薦的清洗時間。随着循環的進展和沉積物的溶解,反應時産生的氣體也會增多,應随時通過放氣閥将多餘的空氣排出。随着空氣的排出,換熱器内的空間會增大,可加入适當的水,不要一開始就注入大量的水,可能會造成水的溢出。

7.循環中要定時檢查清洗劑的有效性,可以使用PH試紙測定。如果溶液保持在PH值2‐3時,那麼清洗劑仍然有效。如果清洗劑的PH值達到5‐6時,需要再添加适量福世泰克清洗劑。最終溶液的PH值在2‐3時保持30分鐘沒有明顯變化,證明達到了清洗效果。注意:福世泰克清洗劑可以回收後重複使用,排放會造成浪費。

8.達到清洗時間後,回收清洗溶液。并用清水反複沖洗交換器,直到沖洗幹淨至中性,用PH試紙測定PH值6~7。

9.完成清洗後既可開機運行。也可以打壓試驗,看是否有洩漏現象。如果有洩漏,可以采用美嘉華高分子複合材料進行修複保護,并且可以大大延長設備的使用壽命。

10.設備穩定後,記下當前的介質過流量、工作壓力、換熱效率等數據。

11.比較清洗前和清洗後數值的變化,就可以計算出該企業每個小時所節省的電費、煤費等生産費用及提高的工作效率,這正是企業采用福世泰克技術應用的價值補償。

12.同樣的操作方法也可用于闆式、框架式的熱交換器清洗。

13.如企業需要設備進行鈍化預膜處理,可按以下流程進行操作:将鈍化預膜劑按推薦稀釋比泵入設備中(同時在循環槽内懸挂試片);按推薦時間循環、浸泡;檢測預膜效果(紅點法或藍點法);排放;水沖洗幹淨至中性(用PH試紙測定PH值6~7)。

14.鈍化預膜結束後,最好采用風機等通風設備将系統吹幹,可确保并提升鈍化預膜效果。

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