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冷凝器的必要性基于热力学*二定律——根据热力学*二定律,封闭系统内部热能自发的流动方向是单向的,即只能从高热流向低热,在微观世界表现为承载热能的微观粒子只能由有序变成无序。所以,一个热机在有能量输入做功的同时,下游也必须有能量放出,这样上下游才会有热能差距,热能的流动才会成为可能,循环才会继续下去。
所以,如果想让承载物重新做功,就必须先把没有完全释放的热能释放干净,这时候就需要用到冷凝器。如果周围的热能比冷凝器中的温度还要高的话,为了使得冷凝器降温,就必须人为做功(一般来说是使用压缩机)。冷凝后的流体重新回归高有序、低热能的状态,可以重新做功。
冷凝器的选择包括形式和型号的选择,并确定流经冷凝器的冷却水或空气的流量和阻力。冷凝器型式的选择要考虑当地的水源、水温、气候条件,以及制冷系统总制冷量的大小和制冷机房的布置要求。在确定冷凝器型式的前提下,根据冷凝负荷和冷凝器单位面积的热负荷来计算冷凝器的传热面积,以此来选定具体的冷凝器的型号。
系统组成
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。
锅炉热效率提高:1NM3天燃气燃烧生产理论烟气量约为10.3NM3(大约为12.5KG).以过量空气系数1.3为例,产生烟气14NM3(大约16.6KG).取烟气温度200摄氏度降低至70摄氏度,放出物理显热约1600KJ,水蒸汽冷凝率取50%,放出汽化潜热约1850KJ,总计放热3450KJ,约是天然气低位发热量的10%,若取80%烟气进入热能回收装置,可以提高热能利用率8%以上,节省天燃气燃料近10%。
分体布置,安装形式多样,灵活可靠。
螺旋鳍片管作为热面,换热效率高,受热面充足,烟气侧系统阴力小,满足普通燃烧器的要求。
危险因素
可燃组分
主要是乙炔等碳氢化合物,乙炔为危险,在液氧中的溶解度很低(5.6×10-6mg/L),很容易以固态析出并引发爆炸。
堵塞组分
主要是二氧化碳、水分和氧化亚氮,尤其是氧化亚氮,日渐引起关注,他们结晶析出后,堵塞主冷通道,会引起主冷“干蒸发”和“死端沸腾”,造成碳氢化合物浓缩、积聚、析出,引发主冷爆炸。
列管冷凝器的耐腐蚀性:聚丙烯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
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