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高效换热器


换热器——量大面广的热能转换设备


【应用领域】

    

石油、化工、动力、冶金、轻工、制冷等


【设备投资】

  

以石化工业为例,换热器的设备投资占总设备投资的40%以上。

换热器的主要结构形式


【壳管式换热器结构】


壳 体: 包裹传热管束 、固定管板 


传热管:换热管


隔 板: 支撑传热管、引导流体在管外流动

强化传热的基本方法


【增大换热面积】

对于单相对流传热: 减薄边界层的厚度、激发边界层的湍动、促进边界层的分离、形成二次流

对于冷凝传热: 减薄液膜厚度、减少滞留角大小、促进冷凝液从传热管表面的快速脱离

对于沸腾传热:增加气化核心

  强化管的发展趋势


1999年,强化传热的国际权威A. E. Bergles教授将传热技术划分为三代:


               第一代是光滑通道或光滑管(1st generation :smooth channel or smooth tubes);


        第二代是二维粗糙元或二维翅片(2nd generation: 2-D roughness or 2-D fins);


        第三代是三维粗糙元或三维翅片(3rd generation: 3-D roughness or 3-D fins)。


发展和应用具有三维翅片结构的传热管已成为强化传热领域的发展方向。


高效换热器的应用领域

【单相流体与单相流体换热】

    

原油-渣油

     

  氢烃-冷却水

     

  空气-冷却水

    

  油-冷却水   螺旋隔板低肋管换热器


【单相流体与相变流体换热】

    

原油-蒸汽

   

 塔顶冷凝器   螺旋隔板低肋管换热器

   

 塔底再沸器   T型翅片管换热器


【相变流体与相变流体的换热】

     

 管外冷凝-管内蒸发

T型翅片管重沸器

国外:T型翅片管是1978年由德国Wieland公司最先发明

     国内:1989年由华南理工大学与洛阳石化工程公司联合开发

     1992年第一台T型翅片管重沸器在长岭炼油化工厂运行,节省换热面积30%,超热负荷33%条件下能平稳运行

  【T型重沸器的优点】

1、减少换热面积20-40%;

2、操作弹性高、性能稳定;

螺旋隔板冷凝器


国外:美国ABB公司制造螺旋隔板低肋管冷凝器在石化、化工应用

      效果:换热面积减少40%以上

国内:大庆石化公司炼油厂应用螺旋隔板光滑管冷凝器

      效果:壳程液态烃的冷却温度从40℃降低到33 ℃

     广州溶剂厂应用螺旋隔板低肋管冷凝器比光滑管面积减少38%,运行很好

【螺旋隔板低肋管冷凝器的优点】

  1、传热系数高、压降低;

2、节省面积30%以上;

        3、减少循环冷却水20%以上;

   4、操作弹性大、运行稳定;

塔底重沸器


T型翅片管重沸器:壳体直径600mm,管长6000mm,管外径25mm

塔顶冷凝器


螺旋隔板低肋管冷凝器:壳体直径900mm,管长6000mm,管外径25mm


螺旋隔板低肋管冷凝器:壳体直径600mm,管长6000mm,管外径25mm


  【塔顶冷凝器的优点】

温升1℃冷却水将少30%以上,节省冷却水30T/hr


研究基地