第3章节余热利用技术幻灯片.pptVIP

3.6 热管技术及应用 热管在工业领域应用 　 热管换热器属于热流体与冷流体互不接触的表面式换热器。热管换热器显著的特点是结构简单，换热效率高，在传递相同热量的条件下，热管换热器的金属耗量少于其他类型的换热器。换热流体通过换热器时的压力损失比其他换热器小，因而动力消耗也小。由于冷、热流体是通过热管换热器不同部位换热的，而热管元件相互又是独立的，因此即使有某根热管失效、穿孔也不会对冷、热流体间的隔离与换热有多少影响。此外，热管换热器可以方便地调整冷热侧换热面积比，从而可有效地避免腐蚀性气体的露点腐蚀。 按照冷热流体的状态，热管换热器可分为气-气式、气-汽式、气-液式、液-液式、液-气式。从热管换热器结构形式来看，热管换热器又分为整体式、分离式和组合式。 3.6 热管技术及应用 1. 整体式热管换热器 　　按流过热管两端流体的种类可分为： 　　　①气-气式热管换热器，冷、热流体均为气体，如热管式空气预热器。 　　　②气-液式热管换热器，冷流体为液体，热流体为气体，如热管式省煤器。 　　　③气-汽式热管换热器，冷流体侧产生蒸汽，热流体为加热气体，如热管式蒸汽发生器（余热锅炉），其中又可分为： 　　整体式换热器特点如下： 　　　①热效率高，热管的冷、热侧均可根据需要采用高频焊翅片强化传热，弥补一般气—气换热器换热系数低的弱点。 　　　②有效地避免冷、热流体的串流，每根热管都是相对独立的密闭单元，冷、热流体都在管外流动，并由中间密封板严密地将冷、热流体隔开。 　　　③有效的防止露点腐蚀，通过调整热管根数或调整热管冷热侧的传热面积比，使热管壁温提高到露点温度以上。 　　　④有效的防止积灰，换热器设计可采用变截面结构，保证流体进出口等流速流动，达到自清灰的目的。 　　　⑤无任何转动部件，没有附加动力消耗，不需要经常更换元件，即使有部分元件损坏，也不影响正常生产。 　　　⑥单根热管的损坏不影响其它的热管，同时对整体换热效果的影响也可忽略不计。 3.6 热管技术及应用 2. 分离式热管换热器 　　　分离式热管换热器热管的蒸发段和冷凝段分开布置，不同处于一个整体，用蒸汽上升管与冷凝液下降管相连接，可应用于冷、热流体相距较远或冷、热流体绝对不允许混合的场合。分离式热管换热器也分为气-气、气-液、气-汽三种形式。其特点如下： 　　　①装置的受热段和放热段可视现场情况分开布置，可实现远距离传热，这就给工艺设计带来了较大的灵活性，也给装置的大型化、热能的综合利用以及热能利用系统的优化创造了良好的条件。 　　　②工作介质的循环依靠冷凝液的位差和密度差的作用，不需要外加动力。无机械运行部件，增加了设备的可靠性，也极大减少了运营费用。 　　　③放热段与受热段彼此独立，易于实现流体分割、密封，因而能适用于易燃易爆等危险性流体的换热，并且也可实现一种流体与多种流体的同时换热。 　　　④受热段与放热段管束可根据冷、热流体的性能及工艺要求选择不同的结构参数和材质，从而可有效地解决设备的露点腐蚀和积灰问题。 　　　⑤根据工艺要求，可以将流体顺、逆流混合布置，以适应较宽的温度范围。 　　　⑥系统换热元件由多片热管管束组成，各片之间相互独立，因此，其中一片甚至几片损坏或失效不会影响整个系统的安全运行。 3.7 板式换热器的应用 板式换热器的概念及特点：板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管壳式换热器高3-5倍，占地面积为管壳式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。 3.7 板式换热器的应用 板式换热器与管壳式换热器的比较： 　　　　　 　　1.传热系数高；2.对数平均温差大，末端温差小；3.占地面积小；4.容易改变换热面积或流程组合；5.重量轻 ；6. 价格低 ；7. 制作方便；8. 容易清洗；9. 热损失小层。；10. 容量较小 ；11. 单位长度的压力损失大；12. 不易结垢；13. 工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露；14. 易堵塞。 　　 根据以上工作特点，板式换热器较适宜于小容量，压力1.5MPa，温度≤150℃的工况。在此范围内，可与管壳式换热器竞争。介质结垢性或腐蚀性强、需经常拆洗检修、需用贵重金属制造、黏度大时，板式换热器较为合适；板式换热器中流体呈膜状流动；停留时间短，对于快速蒸发、热敏性物料的处理特别有利。 3.7 板式换热器的应用 板式换热器选型时应注意的问题 　　　1. 板型选择板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降