直接换热器
直接换热器是指加热介质与被加热介质不是通过受热面进行热交换,而是通过直接接触进行热交换的换热器。这种换热器避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻,只要流体间的接触情况良好,就有较大的传热速率。与通过受热面进行热交换的间接换热器相比,一般具有节约制造设备材料、换热效率高等特点。
中文名 直接换热器 外文名 direct heat exchanger 基本释义 冷、热两种流体直接接触的换热器 分 类 热力学 领 域 能源 学 科 物理化学
目录
1 基本要求
2 分类
? 按用途分类
? 按状态分类
? 按传热面分类
? 按工艺分类
3 特点
4 相关专利
基本要求
直接接触式换热器的基本要求:热量能有效地从一种流体传递到另一种流体,即传热效率高,单位传热面上能传递的热量多;换热器的结构能适应所规定的工艺操作条件,运转安全可靠,密封性好,清洗、检修方便,流体阻力小;价格便宜,维护容易,使用时间长。 [1]
直接接触式换热器的日常维护:日常操作应特别注意防止温度、压力的波动,首先应保证压力稳定,绝不允许超压运行。
直接接触式换热器的选型应考虑的因素:流体的性质、换热介质的流量、操作温度、压力。
分类
允许流体相互混合的场合,都可以采用直接换热器,例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门中。
按用途分类
按照用途的不同,可将直接换热器分成以下几种不同的类型 [2] :
1.冷却塔(或称冷水塔)
在这种设备中,用自然通风或机械通风的方法,将生产中已经提高了温度的水进行冷却降温之后循环使用,以提高系统的经济效益。例如热力发电厂或核电站的循环水、合成氨生产中的冷却水等,经过水冷却塔降温之后再循环使用,这种方法在实际工程中得到了广泛的使用。
2.气体洗涤塔(或称洗涤塔)
在工业上用这种设备来洗涤气体有各种目的,例如用液体吸收气体混合物中的某些组分,除净气体中的灰尘,气体的增湿或干燥等。但其最广泛的用途是冷却气体,而冷却所用的液体以水居多。空调工程中广泛使用的喷淋室,可以认为是它的一种特殊形式。喷淋室不但可以像气体洗涤塔一样对空气进行冷却,而且还可对其进行加热处理。但是,它也有对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等缺点,所以,在一般建筑中,喷淋室已不常使用或仅作为加湿设备使用。但是,在以调节湿度为主要目的的纺织厂、卷烟厂等仍大量使用。
3.喷射式热交换器
在这种设备中,使压力较高的流体由喷管喷出,形成很高的速度,低压流体被引入混合室与射流直接接触进行传热,并一同进入扩散管,在扩散管的出口达到同一压力和温度后送给用户。
4.混合式冷凝器
这种设备一般是用水与蒸汽直接接触的方法使蒸汽冷凝。
按状态分类
按两种介质的状态分:
1.液-液直接接触式换热器:两种介质均为液体。
2.气-液直接接触式换热器:两种介质,一种为液体,一种为气体。
3.混合气体直接接触式换热器:两种介质,一种为液体,一种为混合气体。
按传热面分类
1.液注型直接接触式换热器:一种流体呈柱状留下,与另一种液体进行热交换。
2.液膜型直接接触式换热器:在换热器中,一种流体通过一定装置以液膜形式与另一种液体进行热交换。
3.填充型直接接触式换热器:在换热器中填充一些填料,在两种流体通过填料间的空隙时进行热交换。
4.喷射型直接接触式换热器:由喷嘴将流体喷成雾状,再与另一种流体进行热交换。
5.喷洒型直接接触式换热器:在换热器中,一种流体以液滴形式与另一种流体进行热交换。
按工艺分类
1.直接接触冷凝器:利用蒸汽与冷却水直接接触使蒸汽释放出潜热而被冷凝。这种冷凝方式仅适用于没有回收价值的蒸汽的冷凝,或者对冷凝液的纯净度要求不高的场合。
2.冷却塔:广泛应用于工业过程中排出废热,特别是排除大量热水中的热量。来自大气的空气被抽入塔中,西热后再以较高的温度返回大气。
3.闪蒸器:将工艺流体输入到压力比流体的饱和蒸气压低得多的环境中,通过一部分流体的瞬间蒸发使液体冷却再达到饱和,在结晶和污液处理等场合中应用。
4.直接蒸气加热:在一些应用中,可以直接使用蒸汽来加热,以这种方式利用的蒸汽,没有冷凝液回收。
5.风力干燥:利用热空气来干燥固体无聊。
6.浸没燃烧蒸发:将火焰及其热气体与所要加热的流体之间直接接触,并使流体蒸发。
特点
由于直接接触式换热器是通过流体直接接触进行传热,因而与通过器壁进行间壁式传热的换热器相比,有以下优点:
1.传热效率高,且反应灵敏。
2.单位容积的传热面大,因而设备紧凑。
3.不存在传热带来的热阻、过热、结垢和腐蚀等问题。
4.结构简单、材料消耗少、制造容易和维修方便。
缺点:不允许混合与混合后不易分离的两种介质及其参数相差很大或因物性会产生不良的工艺过程均不适用。
由于直接接触式换热器具有以上优点,因而被广泛的应用于发电、化工、冶金等工业部门。
相关专利
实用新型专利 [3] 涉及一种直接接触式沸腾换热器,属能源与环境技术领域。本实用新型包括换热器罐体、导热油、气液分离器、液位计、有机工质入口、有机工质蒸汽出口、导热油入口、导热油出口、喷头、保温材料;换热器罐体外部包裹有保温材料,换热器罐体内部装有导热油,导热油入口和导热油出口分别位于换热器罐体的1/2高度处和换热器罐体底部,换热器罐体上设有液位计和有机工质入口,工质管路从换热器罐体下部的有机工质入口伸入所述直接接触式沸腾换热器内,工质管路上设有喷头,换热器罐体上方设有机工质蒸汽出口。本实用新型投资和维护费用少、具有优良的换热性能、内部结构简单、阻力较小,运行过程中工质泵更加省电。
发明专利 [4] 提供一种逆流气-固直接接触换热器,包括用于进行气固换热的垂直通道,气体进口设置于垂直通道下方或底部,固体颗粒进口设置于垂直通道上方或顶部,气体出口设置于垂直通道上方侧壁,固体颗粒通过包括至少一个布料元件的颗粒分布器进入垂直通道内,一个布料元件承担0.1-0.3m2垂直通道横截面面积;布料元件的颗粒流量可通过充气量调节。该逆流气-固直接接触换热器保证了气固之间的均匀接触,且设备体积较小,适于工业生产中推广应用。
列管冷凝器
列管冷凝器的耐腐蚀性:聚具有优良的耐化学品腐蚀性,对无机化合物,不论酸、碱、盐溶液,除强氧化物外,几乎直到100°C都对其无破坏作用,对几乎在所有溶剂在室温下均不溶解,一般烷、径、醇、醛、酮等介质上均可使用。
中文名 列管冷凝器 外文名 pipe bundle condenser 隶 属 工业产品 种 类 卧式、立式两种
目录
1 装置结构
2 主要分类
装置结构
在圆柱形壳体内装有很多平行管子组成管束,通过热交换使溶剂蒸汽冷凝的设备。有卧式、立式两种。
主要分类
按材质分为碳钢列管式冷凝器、不锈钢列管式冷凝器和碳钢与不锈钢混合列管式冷凝器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器, 按结构分为单管程、双管程和多管程。
搪玻璃设备
搪玻璃设备是将含硅量高的瓷釉涂于金属表面,通过950℃搪烧,使瓷釉密着于金属铁胎表面制成。因此,它具有类似玻璃的化学稳定性和金属强度的双重优点。
中文名 搪玻璃设备 释 义 将含硅量高的瓷釉涂于金属表面 优 点 化学稳定性和金属强度 注意事项 严禁用锤子敲击搪玻璃设备
目录
1 概述
2 选用
3 使用维护
4 标准制定
5 优势特点
概述编辑
搪玻璃设备广泛适用于化工、医药、染料、农药、有机合成、石油、食品制造和国防工业等工业生产和科学研究中的反应、蒸发、浓缩、合成、萃取、聚合、皂化、矿化、氯化、硝化等,以代替昂贵的不锈钢和有色金属。耐腐蚀性:对于各种浓度的无机酸、有机酸、有机溶剂及弱碱等介质均有极强的抗腐性。但对于强碱、氟酸及含氟离子介质,以及温度大于180℃,浓度大于30%的等不适用。
搪玻璃设备主要包括反应罐、储罐、蒸馏罐、冷凝器,设计制造的主要依据标准:GB150-2011<压力容器>和<压力容器安全技术监察规程>以及HG2432-2001《搪玻璃设备技术条件》。
选用编辑
搪玻璃设备是一个专业性很强的产品,非专业人员对其了解很少。怎样选择好的生产企业和优质的搪玻璃设备是广大用户很关心,同时也是困扰用户的一个重要问题。不少用户听信媒体的宣传和制造厂的自我宣传介绍来选择制造厂,但使用后发现质量很不尽人意,给企业造成很大的损失,有时不得已还要诉诸法律。这都是因为对搪玻璃设备不了解造成的。为此,我在这里给大家详细介绍搪玻璃设备选购时应注意的事项和方法。
外在质量和内在质量共同决定了搪玻璃设备质量的优劣。外在质量可以通过目测和仪器检测来定性,而内在质量是设备在制造过程中由于选材、成型、焊接、表面处理、搪烧等不合理,各工序质量控制不严格而隐含在设备内部的宏观或微观的、有形或无形的缺陷。这种缺陷会在设备运输、储存或使用过程中暴露出来,导致设备失效。内在缺陷是无法用任何手段来检测的,只能通过严格的质量管理和科学、合理的工艺纪律来尽量减少内在缺陷的存在。也就是说在搪玻璃设备制造过程中,每一道工序都要严格控制,才能保证每台设备的质量。但是在目前激烈的市场竞争下,不少企业很难做到这一点。粗制滥造、以次充好的设备在市场上并不少见,这就要求用户要有一定的识别能力才能买到合格的产品,才能发现设备存在的缺陷,促使制造厂不断提高产品质量。
下面介绍一些搪玻璃设备选购时的注意事项和判断方法。
一、设计单位推荐和用户选择时,应选用具有搪玻璃设备生产许可证的企业的产品。并且要确认所购的产品的品种和规格,生产企业是否有资格生产(每个有证企业的生产许可证上都有准许本企业生产的产品品种和规格)。虽然2007年10月**取消了搪玻璃设备生产许可证的管理(取消的原因并不是我国搪玻璃设备已台台质量合格,已不存在质量安全问题),但是,有证企业毕竟是经过国家权威部门审核,生产条件、人员素质、工装设备、检测条件、产品质量均符合发证条件的正规生产企业,我认为,在近两、三年内还应是用户选择的主要对象。需要特别提醒大家的是,目前,在搪玻璃行业存在非常严重的不规范现象:有些企业,规模很小,有的就是家庭小作坊,没有压力容器制造能力,没有什么管理,没有专业技术人员,几个人合资建一台炉子,简单的工装,大量翻修破旧搪玻璃设备,刷上油漆后当新设备出售,牟取暴利。这种设备价格很低,有的用户贪图便宜选购,但是这种设备无任何质量和安全保证,甚至存在着严重的安全隐患。有的用户买来作压力容器使用,其后果自然不堪设想。这种设备造成的惨痛教训也不少。因此,建议用户尽量到正规企业采购产品。
二、应尽量选用结构符合行业标准的产品
行业中有一小部分企业按照本企业的标准(这里指结构标准)组织生产。用户购买其企标产品后,由于种种原因需部分或全部更换其它企业生产的产品时,将会无法互换和安装。
搅拌器
搅拌器是搪玻璃设备的重要部件。一支好的搅拌器不但可以大大提高搅拌效率,缩短反应时间,提高成品收率,提高产品质量等,而且还可以延长机械密封的使用寿命。下面就国内搪玻璃搅拌器存在的主要缺陷作个介绍,以供借鉴:
(1)机械密封段不精加工(精磨):经过精加工的上端机械密封段径向跳动≤0.5mm,而没有精加工的搅拌器上段径向跳动有的可达2~3mm,这会导致机械密封可靠性差,缩短使用寿命。
(2)锚式,框式搅拌器的锚翼宽度、高度、锚翼形状不符合标准。锚翼对称度差,导致动平衡差,搅拌高速旋转时下端摆动大,机械密封封不住,且使用寿命短。宽度、高度不够,搅拌效率低。
(3)叶轮式搅拌的上翅角偏差大,标准规定应为15°。上翅角15°时,搅拌效率最高。搪玻璃搅拌器叶轮在高温烧成时会变形,控制不严,偏差大,搅拌效率低。
(5)搅拌器下端偏摆大。搅拌器在搪烧过程中会受温差等因素的影响,引起搅拌轴弯曲,要经过高温调直才能达到标准要求。但不少制造厂为了降低成本,减少了这道工序。这样生产出来的搅拌器由于弯曲而下端偏摆大,动平衡差。
针对以上缺陷,本警告各位用户外购搅拌器应注意以下几点:
(1)应选购有生产许可证的企业制造的产品。
(2)搅拌器的外形尺寸应符合现行标准的要求:搪玻璃面光亮,瓷面平整,少凹凸和铁坯压扁等成型痕迹,焊缝部分没有明显的凹凸。
(3)对于密封可靠性要求较高的设备,最好由机械密封供应商去选购搅拌器,由他来保证机械密封的可靠。理由如下:
搅拌器是密封系统中的一个重要部件,其加工精度的高低直接影响到设备的密封可靠性。再好的机械密封,如果配套的搅拌器上端径向跳动、下端偏摆大、动平衡差,也是封不住的。即便是暂时封住了,机械密封的的使用寿命也会大大降低。搅拌器、传动装置和机械密封是一个密封整体,哪一个部件不合格,都会影响密封效果,因此,国外将搅拌器、传动装置和机械密封统称为密封体系。搪玻璃设备专用机械密封生产企业知道哪个企业生产的搅拌器质量好。
综上所述,一台优良的搪玻璃设备应该具备以下条件:
b. 人孔应用人孔高颈法兰,高温强度高,变形小
c. 管口(除视镜孔外)应全部为平接口,方便配管和维修
d. 管口、人孔应与封头冲孔对接。这种对接结构非常有利于搪玻璃层质量
e. 人孔盖应为拱形盖,而不是平盖
f. 管口法兰面、高颈法兰面边缘的搪玻璃层不能有片块剥落和裂纹
g. 上接环外形状应较为规整,与夹套对接部位应无明显强行组装痕迹
h. 下接环应为U形下接环
i. 夹套进水口应装有水力喷咀
j. 夹套放气孔的结构应符合92标。
四、设备质量的目测检验
1.用干布(不能用湿布)擦去搪玻璃层表面的灰尘,在正常光线下观察,搪玻璃面越光亮越好。如果瓷面如镜可照清人的脸面则为优品;再仔细观察搪玻璃层表面应无以下缺陷:
a. 应致密无微小气孔
b. 应无釉瘤、鼓泡、无擦不掉的杂质和明显的色泽不均;对于6300L以上的大规格闭式罐,瓷层表面,特别是人孔、上接环部位、下接环部位、底部封头对焊缝部位和下液口部位的瓷面最好无线状的条纹;瓷面无明显的划痕。
c. 搪玻璃面的焊缝应无明显的凸起。在这里告诉大家一个专业知识,金属基体凸起部位(也就是外圆弧部位)的搪玻璃层在较高温度下,由于搪玻璃层和金属基体热膨胀系数的差异,会受到拉应力的作用,而搪玻璃层是脆性材料,抗拉应力的性能很差。因此,在金属基体上尽量减少凸起部位的出现,凸起的焊缝应尽量磨平。
d. 搪玻璃面不应有明显的凹坑。凹坑是修磨铁胎金属基体表面的缺陷留下的,凹坑越多,说明所用的钢板的表面质量差,这种钢板不适宜用于搪玻璃设备。
e. 搪玻璃层表面不得有明显的划痕。划痕在中国制造的搪玻璃设备上普遍存在,这是因为进入搪玻璃设备的所有人员没有换穿软质、洁净鞋的意识,在国外制造厂,进入设备的人员要换软底鞋,或不能穿鞋,严禁随声带入硬质物件。这是因为,搪玻璃层的表面是最致密、强度最高的,一旦表面遭到严重划伤,就形成薄弱环节,容易遭到应力的破坏。
(2)管口与封头,人孔与封头,高颈法兰与筒体对焊部位的钢板应无明显的厚度差。这种缺陷大都出现在大规格设备上,由于制造厂没有按照设备钢板的实际厚度来加工或选购适合的管口和高颈法兰,而是将适合用在小规格设备上的管口和高颈法兰用在大规格设备上,造成对接部位的厚度差。规格越大,厚度差越明显,严重时差5mm以上。这种金属基体厚度的突然变化对搪玻璃层质量极为不利。由于厚度差别大,设备在烧成时薄厚部位在升温和降温时温度差别很大,冷却后搪玻璃层会残存很大的温差应力,在外力作用下,应力释放而破坏搪玻璃层。另外还要说明的是,温度的高、低差异,会引起反应速度的不一致,温度低的区域还没有完成整个反应过程,还没有形成较为理想的微观结构时设备已经出炉了,导致微观结构的差异,薄厚区域搪玻璃层的物理性能差异大。这种缺陷是完全可以避免的。这种缺陷的存在,说明了制造企业对质量的忽视和管理上的漏洞。
五、设备质量的仪器检测
1.用测厚仪测量搪玻璃层厚度。测量值应在0.8~2.0mm之间。瓷层厚度越均匀越好。这里要纠正一个错误的认识,不少用户认为:搪玻璃层越厚约好。搪玻璃层越厚,其承受温度急变的性能就降低,温差急变导致搪玻璃层爆瓷的几率增大。
2.用钢卷尺测量罐身和罐盖高颈法兰的外径若干次,最大值与最小值的差应小于0.1%DN,且差值越小越好。差值大,说明变形大,罐身与罐盖组装时法兰密封面错位就大,垫片密封不住。仔细观察组装好的整机设备,如果卡子出现明显的向外或向内倾斜,说明法兰圆度变形大。这种缺陷导致的直接结果是压力泄漏,满足不了工艺要求,严重时,罐内的介质从法兰与垫片之间溢出造成危害。
3.将
梁山鑫泰二手设备购销部出售【兼回收】化工,制,饲料。食品设备调剂。 经营化工设备包括,分离。干燥,储存,过滤,反应。等整套生产线。 【二手分离机】,碟片分离机,二手管式分离机,二手淀粉分离机。 二手酵母分离机。乳品分离机。重油分离机,等国产进口分离设备。 【二手离心机】,二手卧式离心机,二手卧式螺旋沉降卸料离心机, 二手三足下卸料离心机,二手平板下卸料离心机,二手单机活塞推料离心机, 二手双级活塞推料离心机,二手吊袋离心机,二手上旋离心机,二手卧式螺旋过滤离心机。 【二手干燥机】二手闪蒸干燥机,二手真空回转双锥干燥机,二手震动流化床干燥机, 二手真空耙式干燥机,滚筒刮板干燥机,二手热风炉,二手制真空冷冻干燥剂。 【二手压滤机】二手板框压滤机,二手箱式压滤机,二手隔膜压滤机,二手余涂过滤机 二手叶片过滤机等。 【二手反应釜】二手搪瓷反应釜。不锈钢反应釜、 【储罐】,不锈钢储罐,不锈钢搅拌罐,加工定制不锈钢罐。 【二手饲料设备】二手饲料单机,整套鸡鸭鱼、水产饲料生产线、 【二手制设备】医中间体,针剂设备。 【二手锅炉】二手蒸汽锅炉