三维内外肋管换热元件的管箱式换热器在燃煤电厂的应用(2013年1...
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介绍了三维肋管式换热设备的结构特点、制造以及在某润滑油加氢精制装置中的试用情况,结合试用效果提出在石化行业推广使用的建议。
换热设备是石化行业广泛应用的一种设备,通过其进行热量交换以满足生产工艺的需要。
据统计,换热设备在化工厂建设中约占总投资的20%在装置检修中其检修工作量可超过60%,因此换热设备的研制开发备受重视。
尤其在设备大型化、低能耗的发展趋势下,研制、开发和应用高效节能强化传热元件对企业节能具有重要意义。
文中对三维肋管式换热设备的结构特点、制造及其在石油化工装置上的应用进行了简要叙述。
三维肋管是一种新型的管内(外)侧强化传热元件,是对表面有针状、鳞状肋片的各种强化换热管件的总称,其热力性能优于目前已广泛用于各类换热器的螺纹管、二维内肋及波纹管等。
只要管材壁厚不小于0.8mm,各种普通金属光管(包括铜、铝、不锈钢等)都可以通过专用机床加工成三维肋管、外肋管或内—外肋管。
三维肋管传热机理是,介质在流经翅高1—8mm、0.5mm×0.5mm的针状肋后形成卡曼涡街流动状态,这种流动促进了流体的湍流,三维肋的存在引起肋内加速,加速度的方向平行于热边界层,减少了边界层的厚度从强化管内无相变传热。
由于液体在翅片表面张力减小,液体疏导容易,液膜厚度减薄,因而强化了冷凝传热。
一般说来,三维肋管单相流体的对流传热系数可达光管的2.5—6倍,沸腾传热系数可达光管的2—5倍,冷凝传热系数可达光管的3—5倍。
强化管外冷凝膜系数最高可达光管的17倍(强化管内冷凝效果同样显著),强化管内冷凝膜系数可达光管的2—3倍,总传热系数至少提高35%,综合换热性能是其它强化换热元件不可比拟的。
扩大了单管的换热面积,但三维内肋管的当量直径变小。
每个肋都是扰动源,增加了流动的紊动度,同时也具有了自清洗作用。
流动在肋间的近壁面加速,减薄了热边界层厚度。
流体在管内做周期性振动,流体横向冲刷三维肋,流体与肋的传热系数增大。
在加工三维肋的同时,管壁也被粗糙化,增强了换热效果。
肋管式换热器传热系数
摘要:
1.肋管式换热器的概述
2.肋管式换热器的传热原理
3.肋管式换热器的传热系数计算方法
4.肋管式换热器的传热系数影响因素
5.提高肋管式换热器传热系数的措施
正文:
一、肋管式换热器的概述
肋管式换热器是一种管壳式换热器,其特点是在管壳内设置了肋管,以增加换热面积,从而提高换热效率。
肋管式换热器广泛应用于化工、石油、冶金、电力等工业领域,其主要功能是实现两种不同介质之间的热量传递。
二、肋管式换热器的传热原理
肋管式换热器的传热原理主要依靠管内和管外的流体进行对流换热。
当两种流体在肋管内流动时,它们之间的温度差会引起热量的传递。
热量从高温流体通过肋管壁传给低温流体,从而实现换热。
三、肋管式换热器的传热系数计算方法
肋管式换热器的传热系数计算通常采用经验公式或实验数据。
经验公式是根据大量的实验数据总结得出的,例如:《柴油机设计手册》中提供了柴油机和内燃机车的散热器传热系数的试验数据。
实验数据则是通过实验室测试得出的,如:列管式换热器传热系数的测定结果分析。
四、肋管式换热器的传热系数影响因素
肋管式换热器的传热系数受多种因素影响,主要包括:流体的物性参数(如密度、比热容、粘度等)、流速、管径、管间距、温度差等。
不同介质之间的换热系数选取可以按GB151 附录里面的介绍一定的选取范围,但最好还是有经验值。
肋管式换热器传热系数肋管式换热器是一种常用于工业生产中的传热设备,具有高效传热的特点。
而传热系数是评价换热器性能的重要指标之一。
本文将从肋管式换热器传热原理、影响传热系数的因素以及提高传热系数的方法等方面进行探讨。
一、肋管式换热器传热原理肋管式换热器利用内外表面形成的肋片增加传热面积,从而提高传热效率。
其传热原理可以简单描述为:在换热器内,流体通过肋片,肋片与流体之间发生热量交换。
当冷却流体通过肋管内部时,由于冷却流体的温度低于工作流体,使得工作流体通过肋管外部时热量向冷却流体传递,从而实现传热效果。
二、影响肋管式换热器传热系数的因素1. 物性因素:换热介质的性质是影响传热系数的重要因素之一。
例如,如果流体的导热系数较大,流体粘度较小,会有更高的传热系数。
2. 几何因素:换热器肋片的结构和形状对传热系数具有重要影响。
例如,肋片的高度、角度和间距等都会对传热系数产生影响。
3. 流体动力学因素:流体的流速、流动形式等动力学因素也会影响传热系数。
流速越大,流体与肋片的热交换效果越好,传热系数越高。
三、提高肋管式换热器传热系数的方法1. 优化肋片结构:通过改善肋片的形状和结构,可以增加有效传热面积,提高传热系数。
可以采用不同形状和间距的肋片,优化流体流动形式,以增强热传递。
2. 提高流速:通过增加流体流速,可以提高肋管式换热器的传热系数。
但需要注意,过高的流速可能引起压降过大和能量损失等问题,需要在经济性和效果之间做出平衡。
3. 选用合适的换热介质:选择具有较高导热系数和较低粘度的换热介质,可以提高传热系数。
同时要考虑工作条件和介质的特性,确保选择合适的换热介质。
4. 控制换热器的清洁度:保持换热器内外表面的清洁度,避免结垢和污染物的堆积,可以减小传热表面的热阻,提高传热系数。
综上所述,肋管式换热器传热系数的高低对于其传热性能具有决定性的影响。
通过优化肋片结构、提高流速、选择合适的换热介质以及控制清洁度等方法,可以提高传热系数,从而提高换热器的传热效率。
油气、地矿、电力设备管理与技术1572017年5月上 第9期 总第261期我公司600M W 机组额定负荷下排烟温度为125℃,为实现超洁净排放,需要取消原有回转式G G H 并对尾部烟气加以利用,在达成排放指标的同时防止出现烟囱腐蚀及冒“白烟”问题。
1 技术现状现役机组采取的低泄漏烟气换热技术,是在空预器之后、脱硫塔之前烟道的合适位置通过加装烟水换热器吸收排烟余热、加热吸收塔出口的冷烟气,以达到减排的目的[1]。
但采用烟水换热的冷却器多使用H 型翅片管换热,虽然换热效率较高,但是仍然存在着易腐蚀、自重大、管道泄漏后对机组影响较大的问题。
2 三维肋片管的应用优势2.1 高换热效率、低泄漏率和低运行风险三维肋片管与管箱式空气预热器的换热原理类似,由于其特殊的换热管型设计,使得其具有很强的换热能力,能够达到普通管式化换热器的3倍左右,从而大幅减少换热管的重量和布置空间,且达到旋转式GGH的换热效果,满足原烟气与净烟气直接换热。
同时无需使用中间水媒介,在设计上能够满足高换热效率、低泄漏率和低运行风险等几方面的要求。
2.2 腐蚀在防止腐蚀方面,由于三维肋片管内外部分别通过原烟气和净烟气,实现了原烟气的含硫物质和净烟气的水分隔离,含S O 2、S O 3较多的原烟气不接触净烟气的水分、而含水的净烟气不接触原烟气的SO 2,大大降低了SO 2、SO 3与水结合成酸液的风险。
2.3 磨损将换热器设计在电袋除尘器之后,这部分烟气的含尘量已降到10mg/Nm 3,烟尘量大大降低,同时在换热管箱前三排采用普通换热管加防磨护瓦的形式布置,进一步降低烟尘的磨损影响[2]。
2.4 泄漏三维肋片式气气换热器对于中间水媒介的鳍片式换热器有极大优势。
一旦发生泄漏,水媒介的换热器漏水,会引起整个系统停运;而三维肋片式气气换热器因为内外均是烟气,可以保证系统继续运行,根据超洁净排放指标和我公司烟气参数计算,我公司烟气换热器的泄漏率只要控制在1%以下就可以满足环保要求。