新型冷凝器设计文献综述
2020-04-07 16:08:08
文 献 综 述
引言:在过程工业生产中合理而有效地利用热(冷)量是十分重要的。为了实现工艺物料间的热量传递,人们常采用各种类型的换热器,它是化工、炼油、动力、食品、冶金、制药等诸多行业部门广泛应用的一种工艺设备。对于迅速发展的化工、石油化工来说,换热器尤为重要。在化工厂中,换热设备的投资约占总投资的15%。在炼油厂中,换热器约占全部工艺设备投资的40%。换热器设计的先进性、合理性,运转的可靠性和热量回收的经济性等,将直接影响到产品的质量、产量和成本[1]。
在过程工业生产中,进行着各种不同的换热过程,其主要作用是使热量由温度较高的流体向温度较低的流体传递,使流体温度达到工艺规定的指标,以满足生产过程的需要。此外,换热设备也是回收余热、废热特别是低品位热能的有效装置[2]。
换热器是实现不同介质之间能量交换的通用设备,其研究和应用受到世界各国的普遍重视是传热技术中最活跃的研究领域之一。按换热设备的用途可分为加热器、预热器、过热器、蒸发器、再沸器、冷却器、冷凝器。其中冷凝器用于冷凝饱和蒸汽,使之放出潜热而凝结液化[3]。
1. 常用的冷凝器
1.1 盘管冷凝器:盘管冷凝器是直接火滴水祛松脂加工厂经常用的一种冷凝冷却设备,一般用紫铜管弯成,其特点是制造简单,容易检修,管外水垢容易清洗,但总传热系数较低,换热量小,只适用于产量不大的工厂[4]。
1.2 列管式冷凝器:常用的有三种形式,一为浮头补偿冷凝器,另一种形式为”U”形冷却器。这两种冷凝器一般都是用直径20-25毫米的紫铜管用胀管法固定在花板上,外壳用普通钢板制造。考虑到紫铜管的热胀冷缩较钢材大,因此采用浮头式或”U”形管结构,使列管能自由收缩尸避免因材质不同而胀裂。浮头补偿冷凝器一般用于松节油和水蒸汽的冷凝,"U"形冷却器则多用于冷凝液的冷却。这种列管式冷凝器,水在管间走,流速慢,很易结垢,有时甚至被泥沙充满,清洗困难,影响传热效果。三是固定管
板式冷凝器,它是由许多管子组成管束,管束两端通过焊接或胀接固定在两块管板上,管板与筒体采用焊接连接在一起的一种形式[5]。其特点是:
(1)在同样壳体直径内,布管最多。使其结构简单、紧凑,制造的费用低;
(2) 两端管板固定,当管束与壳体的壁温或材料线膨胀系数相差较大时,为了吸收热膨胀差,需要在换热器上设置柔性元件,如膨胀节、挠性管板等,以降低温差应力;
(3) 壳程设置法兰盘,适用于耐泄漏的场合;