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服務(wù)熱線
U型管式換熱器
不銹鋼列管式換熱器

U型管式換熱器

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

列管式換熱器是一種高效的熱交換設(shè)備,由多根平行排列的金屬管束構(gòu)成,流體分別在管內(nèi)和管外流動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱量交換。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊耐用,適應(yīng)高溫高壓工況,廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力等領(lǐng)域,用于加熱、冷卻、冷凝或蒸發(fā)等工藝過程。


產(chǎn)品詳情

列管式換熱器是一種經(jīng)典且廣泛應(yīng)用的熱交換設(shè)備,核心結(jié)構(gòu)由多根平行排列的金屬管束組成,管束兩端固定在管板上,形成管程(流體在管內(nèi)流動(dòng))與殼程(流體在管外流動(dòng))兩個(gè)通道。工作時(shí),兩種溫度不同的流體分別通過管程和殼程逆流或并流流動(dòng),通過管壁進(jìn)行熱量交換,實(shí)現(xiàn)加熱、冷卻、冷凝或蒸發(fā)等工藝目標(biāo)。

其優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)緊湊、耐壓耐溫性能強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)(可處理氣-液、液-液、氣-氣等多種介質(zhì)組合),且制造技術(shù)成熟、成本可控。廣泛應(yīng)用于化工、石油、電力、制藥、食品等行業(yè),是工業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)熱量回收、溫度調(diào)控的關(guān)鍵設(shè)備。


性能特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

  1. 結(jié)構(gòu)緊湊:?jiǎn)挝惑w積內(nèi)能布置較多的傳熱面積,占地面積小,可有效節(jié)省空間,適用于場(chǎng)地有限的場(chǎng)所。

  2. 適應(yīng)性強(qiáng):能適應(yīng)多種工況,可用于高溫(可達(dá) 1000℃以上)、高壓(可達(dá) 30MPa 左右)的場(chǎng)合,也能處理各種不同性質(zhì)的流體,如腐蝕性、粘性、含懸浮物等流體。

  3. 傳熱效率較高:通過合理設(shè)計(jì)管徑、管長(zhǎng)、管間距以及排列方式等,可以實(shí)現(xiàn)良好的傳熱效果,能有效滿足大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)中的熱量交換需求。

  4. 操作彈性大:可以通過改變流體的流量、溫度等參數(shù),在一定范圍內(nèi)適應(yīng)生產(chǎn)負(fù)荷的變化,保證生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

  5. 制造技術(shù)成熟:經(jīng)過長(zhǎng)期的發(fā)展和改進(jìn),其設(shè)計(jì)、制造和安裝工藝都已經(jīng)非常成熟,質(zhì)量可靠,成本相對(duì)較低。

  6. 清洗和維護(hù)相對(duì)方便:部分結(jié)構(gòu)的列管式換熱器,如浮頭式、U 型管式等,管束可以抽出,便于進(jìn)行清洗和檢修,能有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

缺點(diǎn)

  1. 管內(nèi)清洗困難:對(duì)于固定管板式列管換熱器,當(dāng)管內(nèi)流體易結(jié)垢時(shí),清洗比較麻煩,可能需要采用化學(xué)清洗或拆卸管束等方法,增加了維護(hù)成本和時(shí)間。

  2. 存在熱應(yīng)力問題:在一些溫差較大的情況下,管束和殼體之間會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力,可能導(dǎo)致設(shè)備損壞,需要采取補(bǔ)償措施來減小熱應(yīng)力的影響。

  3. 流速受限:由于管束的存在,流體在管內(nèi)的流速受到一定限制,可能會(huì)影響傳熱效果和傳熱系數(shù)。


技術(shù)參數(shù)

列管式換熱器的技術(shù)參數(shù)是衡量其性能、適用范圍及設(shè)計(jì)選型的關(guān)鍵指標(biāo),主要可分為以下幾類:


1. 傳熱性能參數(shù)

  • 傳熱面積(A)
    單位:㎡。指換熱器管束內(nèi)外表面用于熱交換的總面積,直接影響換熱器的傳熱能力。設(shè)計(jì)時(shí)需根據(jù)熱負(fù)荷(Q)、傳熱系數(shù)(K)及對(duì)數(shù)平均溫差(ΔTm)計(jì)算:

    A = \frac{Q}{K \cdot \Delta T_m}
  • 傳熱系數(shù)(K)
    單位:W/(㎡·℃)。反映換熱器傳熱效率的綜合指標(biāo),受流體物性、流速、管壁材質(zhì)及污垢熱阻等因素影響。需通過實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)公式確定。

  • 對(duì)數(shù)平均溫差(ΔTm)
    單位:℃。流體在換熱器進(jìn)出口溫度差的對(duì)數(shù)平均值,計(jì)算公式為:

    \Delta T_m = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln(\Delta T_1 / \Delta T_2)}

    (ΔT?、ΔT?分別為換熱器兩端的溫差)


2. 流體參數(shù)

  • 流量(q?)
    單位:kg/h 或 m3/h。管程和殼程流體的質(zhì)量流量或體積流量,直接影響傳熱量及流速。

  • 流速(u)
    單位:m/s。流體在管內(nèi)或殼內(nèi)的流動(dòng)速度,通??刂圃?0.5~3 m/s 之間。流速過高會(huì)增加壓降,過低則可能引發(fā)結(jié)垢或傳熱效率下降。

  • 進(jìn)出口溫度(T?、T? 或 t?、t?)
    單位:℃。流體在換熱器進(jìn)出口的溫度,用于計(jì)算溫差及熱負(fù)荷。


3. 結(jié)構(gòu)參數(shù)

  • 管徑(d)
    單位:mm。常用管徑為 φ19mm(3/4英寸)、φ25mm(1英寸)等,小管徑可增加傳熱面積但可能增加壓降。

  • 管長(zhǎng)(L)
    單位:m。常見長(zhǎng)度為 1~6m,需根據(jù)設(shè)備空間及傳熱需求選擇。

  • 管子排列方式
    包括正三角形、正方形直列或錯(cuò)列排列,影響流體分布、壓降及傳熱效率。

  • 管程數(shù)(Np)
    流體在管內(nèi)流動(dòng)的通道數(shù)(如 1 管程、2 管程等),管程數(shù)增加可提高流速和傳熱系數(shù),但會(huì)增大壓降。

  • 殼程數(shù)(Ns)
    流體在殼內(nèi)流動(dòng)的通道數(shù),通常為單殼程,復(fù)雜工況可能采用多殼程(如雙殼程)。


4. 機(jī)械與材質(zhì)參數(shù)

  • 管材
    常用碳鋼、不銹鋼(如 304、316L)、鈦材、哈氏合金等,需根據(jù)流體腐蝕性及溫度選擇。

  • 殼體材質(zhì)
    碳鋼、不銹鋼或復(fù)合材料,需滿足耐壓、耐腐蝕及經(jīng)濟(jì)性要求。

  • 管板材質(zhì)
    與殼體或管材匹配,需具備足夠的強(qiáng)度和耐腐蝕性。

  • 設(shè)計(jì)壓力(P)
    單位:MPa。換熱器能承受的最大工作壓力,需根據(jù)工藝要求確定(如 0.6MPa、1.6MPa、3.0MPa 等)。

  • 設(shè)計(jì)溫度(T)
    單位:℃。換熱器能承受的最高/最低工作溫度,需覆蓋工藝流體溫度范圍。


5. 運(yùn)行參數(shù)

  • 壓降(ΔP)
    單位:kPa 或 MPa。流體通過換熱器時(shí)的壓力損失,直接影響泵或風(fēng)機(jī)的能耗。需平衡傳熱效率與壓降,避免過高能耗。

  • 熱負(fù)荷(Q)
    單位:kW 或 kJ/h。換熱器需傳遞的熱量,由工藝需求決定,計(jì)算公式為:

    Q = q_m \cdot c_p \cdot (T_1 - T_2)

    (c?為流體比熱容)


6. 其他參數(shù)

  • 污垢系數(shù)(R_f)
    單位:㎡·℃/W。反映管壁污垢對(duì)傳熱的影響,需根據(jù)流體清潔度及工況估算,定期清洗可降低污垢熱阻。

  • 振動(dòng)與噪聲
    高流速或流體橫向沖刷可能導(dǎo)致管束振動(dòng),需通過防振設(shè)計(jì)(如折流板間距優(yōu)化)減少振動(dòng)和噪聲。


總結(jié)

列管式換熱器的技術(shù)參數(shù)需綜合傳熱性能、流體特性、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)行條件確定,實(shí)際選型時(shí)需通過計(jì)算(如傳熱計(jì)算、壓降校核)并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(如 GB/T 151、ASME SEC VIII)確保安全性和經(jīng)濟(jì)性。


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