绕管式换热器技术发展综述
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换热器发展应用范文换热器是一种广泛应用于工业、生活等领域的设备,其主要作用是将热能从一个物体或介质传递到另一个物体或介质。
换热器的发展应用范文主要包括换热器的基本原理、发展历程、主要应用领域和未来发展趋势等方面。
换热器的基本原理是通过热传导、对流和辐射等方式将热能从高温区域传递到低温区域。
换热器的主要组成部分包括热传导管、热交换面、流体进出口等。
通过流体在热交换面之间流动,从而实现热能的传递。
换热器的发展历程可以追溯到19世纪末,当时人们开始研究和应用换热器技术。
在过去的几十年里,换热器的设计和制造技术不断进步,从最初的管壳式换热器发展到板式换热器、螺旋板换热器、管道网络换热器等多种类型。
随着材料、制造工艺和计算机技术的不断发展,换热器的性能也不断提高,被广泛应用于各个领域。
换热器在工业领域的应用非常广泛。
例如,化工工程中的换热器可用于冷却反应器中的化学反应,以控制反应温度和提高反应效率;电力工程中的换热器可用于冷却发电设备中的冷却介质,避免设备过热导致故障;制药工程中的换热器可用于浓缩和蒸发药液,提高产品纯度和产量等。
此外,换热器还广泛应用于锅炉、空调、汽车发动机和航空航天等领域。
换热器的未来发展可以从以下几个方面进行展望。
首先,随着能源紧缺和环境保护意识的提高,换热器的能效和节能性将成为未来发展的关键方向。
其次,随着科学技术的进步,新型换热器材料和新工艺将得到广泛应用,有望提高换热器的性能和使用寿命。
再次,随着智能化技术的发展,智能换热器将逐渐出现,能够实时监测和调节换热器的工作状态,提高换热效率和安全性。
最后,随着全球经济的发展和工业化进程的加快,换热器市场将继续扩大,对换热器的需求将持续增长。
总之,换热器是一种重要的热能传递设备,广泛应用于工业、生活等领域。
换热器的发展历程和应用范围非常广泛,未来的发展趋势将集中在提高能效和节能性、应用新材料和新工艺、智能化技术的应用等方面。
相信随着科学技术的不断进步,换热器的性能将得到进一步提高,为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。
换热器发展历史标题:换热器发展历史引言概述:换热器是工业生产中常用的设备,用于传递热量。
随着工业技术的不断发展,换热器也经历了多年的发展历史。
本文将从换热器的起源开始,详细探讨换热器的发展历史。
一、换热器的起源1.1 早期的换热器早期的换热器主要是简单的热交换设备,如热水罐、蒸汽锅炉等。
1.2 19世纪的发展19世纪,随着工业革命的兴起,换热器开始浮现在工业生产中,以满足不同工艺过程中的热量传递需求。
1.3 20世纪的进步20世纪,随着科学技术的不断进步,换热器的设计和创造技术得到了显著提升,性能和效率得到了大幅提高。
二、换热器的类型2.1 管式换热器管式换热器是最常见的一种换热器类型,通过管道内的流体传递热量。
2.2 板式换热器板式换热器由多块平板组成,通过板间的流体传递热量。
2.3 换热器的其他类型除了管式和板式换热器,还有换热器的其他类型,如壳管式换热器、螺旋板式换热器等,适合于不同的工艺需求。
三、换热器的应用领域3.1 化工行业在化工行业中,换热器广泛应用于各种生产工艺中,如蒸馏、结晶、干燥等。
3.2 石油行业在石油行业中,换热器用于原油加热、裂解等过程中,起到重要的热交换作用。
3.3 食品格业在食品格业中,换热器用于食品加热、冷却等过程中,确保食品的安全和质量。
四、换热器的发展趋势4.1 高效节能随着节能环保理念的普及,换热器的设计趋向于高效节能,减少能源消耗。
4.2 自动化控制换热器的自动化控制技术不断完善,使得换热器的运行更加稳定和可靠。
4.3 多功能集成未来的换热器将更多地实现多功能集成,满足不同工艺需求,提高生产效率。
五、结语换热器作为工业生产中不可或者缺的设备,经历了多年的发展历史,不断演变和完善。
随着科学技术的不断进步,换热器的设计和创造技术将不断提升,为工业生产提供更加高效、节能的热交换解决方案。
热管技术综述热管技术综述热管作为一种具有高换热率、结构简单、工作可靠、良好的等温性等优良性能的换热元件,在生产生活中有着广泛的应用,本文就热管的基本工作原理与形式、几种具体热管的研究现状、热管的应用几方面进行综述。
普通的热管通常由蒸发段和冷凝段组成,中间根据需要可布置绝热段。
制造时先将内部抽成负压,再填装工质;工作时,工质从热源吸热蒸发,在小压差作用下流向冷凝段,在冷凝段放热冷凝,凝结液通过壁面金属网或多孔材料(吸液芯)的毛细力作用流回蒸发段,如此循环往复,实现热量由热源向冷源的传递。
在上述基本工作原理下,实际使用中的热管根据环境与用途可能又会有差异。
在不同的温度下,热管的工质是不同的,选用工质时需要考虑在工作温度区间内工质要有良好的热性能、与热管材料有较好的兼容性等;在低温下(4~200K),通常会选用氦、氖、氮、氧、甲烷等工质,在中温下(200~700K,这是使用很广泛的温度区间),水具有良好热性能,氨由于与铝、钢等工程材料有更好地相容性也是很好的选择;在高温时(大于700K),通常会采用液态金属,如银、铯、钾、纳、锂等。
在液体回流方式上,除了上述的靠毛细力回流外,在某些场合可将热管倾斜或垂直放置使用,这就是重力热管,此时不再需要吸液芯,结构简化,生产方便成本低;另外还有使用磁流体工质、提供旋转离心力、利用渗透力等其他回流方式的热管。
实际使用中,根据使用环境的不同,可将热管做成各种形式,如圆柱形、环形、星形等。
作为上述使用相变换热原理的热管的延伸,还有使用化学反应的焓变来代替相变的焓变的化学热管,其基本原理是通过可逆反应(又叫蓄热反应)在冷热源处的不同方向的反应热效应相反来实现热量的传递,可以想见,这类热管的重要课题是寻找可逆性好、正反反应速度都很大的蓄热反应。
热管具有众多优点:由于热管通过相变换热同时内部热阻小,其传热系数很大;由于工质蒸汽的饱和蒸汽压决定温度,它的等温性很好;由于内部压力小,蒸发段受热后蒸汽以近似音速前进,故响应特性好;同时机构简单,体积小、重量轻,维修方便;没有运动件,工作可靠;可工作在失重状态,从而可用于空间器件。
设备运维减速器异常如漏油、磨损甚至停止运转;机械密封失效;罐体掉瓷。
减少、消除减速器故障的最有效办法就是做好润滑工作。
定点、定时、定量、定质、定人进行润滑仍然是最常见最有效的润滑管理模式。
对于机械密封,保持密封油盒洁净、油面稳定是延长机械密封寿命的最简单有效的方式。
目前也出现了无油润滑的干磨式机械密封。
更换反应釜机械密封是一个危险而工作量又大的维修活动,因此,在建立装置时就要重视维修设计,不用拆卸减速器及搅拌轴、人员不进入反应釜内即可更换机械密封。
搪瓷反应釜一旦掉瓷,尤其是反应釜下封头及罐体掉瓷,反应釜将无法继续使用。
引起掉瓷的原因除制造缺陷外,大多数情况下是异物撞击瓷面及冷热交替冲击;如给反应釜内投料时固体物料中混有石头、铁块等坚硬的异物击打瓷面;在给反应釜内升温或者降温时急冷或者快速升温。
因此避免物料中混入大块坚硬异物,精细操作,反应釜缓慢降温或者缓慢升温均是避免反应釜掉瓷的有效办法。
4.2离心分离设备的维修技术离心机是化工新行业使用广泛而价值较高的设备,其主要故障为主轴承轴封系统失效,机组振动超过允许值,安全联锁装置失效。
离心泵是化工行业最常见的机械设备之一,离心泵运行过程中常见的故障主要有设备抽空、泵不打量、轴承温度过高、泵体振动大、密封泄漏。
主要的处理方法为调节润滑油量、更换合适间隙的轴承、更换清洁的润滑油,去除机械杂质;泵体振动过大可能的原因为电动机与泵轴不同心、泵抽空、基础不牢、泵轴弯曲、轴承损坏或间隙过大。
主要的解决方法为对联轴器重新进行找正、加固基础、校正或更换泵轴、更换轴承、调整轴承间隙等;密封泄漏过大主要原因有填料磨损严重、轴或轴套磨损、动静环划伤或间隙不合适、弹簧压缩量不合适。
主要处理的方法有修复或更换动静环、调整弹簧压缩量等。
4.3静止设备的维修技术静止设备主要包括反应器、塔、换热器、储罐等。
静止设备的故障主要包括跑、冒、滴、漏以及设备腐蚀、压力容器的失效等情况。
静止设备主要通过日常巡检、定期检测缺陷、设备壁厚定期测量等方法进行维修保养。
螺旋绕管式换热器的特点及制造技术支纪成【摘要】螺旋绕管式换热器是一种新型换热器,在石油化工、核工业、化工的深冷、天然气液化领域都有应用,其使用效果与板翅式换热器相当,在结构和材料方面有更大的选择范围.其最显著的特点是结构紧凑、高效、可靠性高.本文介绍了螺旋绕管式换热器结构形式、优缺点、制造技术要点,可为工程技术人员在换热设备选型上提供一种新的思路.【期刊名称】《石油和化工设备》【年(卷),期】2017(020)009【总页数】4页(P31-34)【关键词】螺旋绕管式换热器;结构形式;制造技术;设备选型【作者】支纪成【作者单位】海洋石油工程股份有限公司, 天津 300452【正文语种】中文螺旋绕管式换热器是一种结构紧凑、高效换热设备。
该类型换热器具有湍流效果好,换热效率高,使用寿命长等特点,已广泛应用于石油化工、核工业、化工的深冷、天然气液化领域。
随着国内换热器设计和制造技术的发展,该类型换热器的设计和制造已逐步实现了国产化。
本文着重介绍螺旋绕管式换热器的结构特点和制造中的技术要点,为该类型换热器的制造和应用提供参考。
螺旋绕管式换热器按其结构特点分为两类:管程单股物流流道型见图1,管程多股物流流道型见图2。
管程单股物流流道型与普通管壳式换热器相当,都只能实现两种介质间的换热;管程多股物流流道型的螺旋绕管式换热器能够实现一台换热器多种介质(三种或三种以上)间的换热。
该类型换热器的换热管分层螺旋缠绕在芯圆筒上,层与层之间用隔条相隔。
隔条分为平隔条和定距隔条,其作用是间隔不同层间换热管的间距。
另外定距隔条还能控制每层换热管螺旋缠绕的螺旋升角和换热管的轴向间距,隔条简图见图3。
螺旋绕管式换热器的管束在设计上相邻层的换热器缠绕方向相反(图4为螺旋绕管式换热器管束结构图),这种结构设计,大大降低了换热过程中的能量消耗。
螺旋绕管式换热器换热管呈螺旋缠绕状,单根换热管的长度为普通管壳式换热器长度的5倍以上,所以相同的换热面积,其管板和管箱的结构大小可比普通管壳式换热器大大减小。
换热器的发展历程简述换热器是利用传热原理实现热量传递的设备。
它在人类社会发展的过程中起到了至关重要的作用,可以说是热能转换和能源利用领域的重要组成部分。
下面我们来简要介绍换热器的发展历程。
最早的换热器可以追溯到古代文明时期。
古埃及和古希腊时期,人们常用石头或土块制成简单的热交换装置,用来加热或冷却水。
这种简易的换热器主要是通过热传导实现热量交换。
随着科学技术的进步,人们逐渐掌握了更多的传热原理和实验技术,换热器得到了进一步的发展和完善。
19世纪末到20世纪初,工业革命的推动使得换热器生产商开始批量生产各种规模的换热器,用于工业生产、热力发电等领域。
这些换热器主要是基于传导和对流传热原理设计,并采用金属或陶瓷等材料制造。
20世纪初,新材料和新技术的发展为换热器的进一步改进提供了条件。
引入了螺旋翅片管技术,使得传热效率大幅提高。
此外,光学技术的应用使得换热器的热传导性能得到了改善。
同时,微细技术的发展也使得换热器能够应用于更加细小和复杂的设备中。
20世纪中后期,换热器技术得到了进一步的突破。
引入了新型的材料,如聚合物和复合材料,提高了换热器的耐腐蚀性和耐高温性能。
此外,引入了新的传热原理,如辐射传热、蒸发传热等,拓宽了换热器的应用范围。
进入21世纪,换热器技术继续取得新的进展。
随着能源危机的出现,绿色低碳的能源利用方式得到了重视。
新型的换热器开始采用更加节能高效的设计,如热电联供、冷热源热泵等。
此外,还出现了更加复杂的换热器设计,如微通道换热器、换向器等,以满足不同领域的需求。
总的来说,换热器的发展历程经历了从简单到复杂、从传导到对流和辐射等多个阶段。
随着科学技术的进步和工业化的推动,换热器不断提高传热效率、降低能耗,为人类的生产和生活带来了许多便利。
我们相信,在未来的科学技术发展中,换热器技术将会继续创新和完善,为能源利用和环境保护做出贡献。
缠绕管式换热器的特点与发展周松锐;曹蕾;王锦生【摘要】缠绕管式换热器是一种结构紧凑的高效换热设备,具有管束补偿性好、管内的操作压力高、可同时实现多股流的热交换等优点,广泛应用于煤气化废热回收、空气分离、氢液化、稀有气体分离、低温甲醇洗、液氮洗等领域.本文着重介绍了缠绕管式换热器的结构、优点、缺点以及国内的发展情况.【期刊名称】《四川化工》【年(卷),期】2016(019)001【总页数】3页(P34-36)【关键词】缠绕管式换热器;缠绕管;低温甲醇洗;煤化工【作者】周松锐;曹蕾;王锦生【作者单位】东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川成都,611731;东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川成都,611731;东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川成都,611731【正文语种】中文关键词:缠绕管式换热器缠绕管低温甲醇洗煤化工缠绕管式换热器是一种结构紧凑的高效换热设备,其结构形式不同于传统的管壳式换热器,近年来已被广泛应用于煤气化废热回收、空气分离、氢液化、稀有气体分离、低温甲醇洗、液氮洗等领域。
缠绕管式换热器的结构如图1所示,主要由芯筒、外壳、换热管、垫条、封头、管板等组成,换热管布置于芯筒与外壳之间的空间内,按螺旋线形状逐层交替缠绕而成,相邻两层换热管的缠绕方向相反,两层换热管之间用金属垫条隔开,形成壳程流道。
换热管一般采用外径为φ6mm~φ15mm的细管,可承受较高压力,因此管内一般走高压流体。
换热管的缠绕角度为6°~20°。
垫条一般为1mm~5mm 厚的带状金属条。
缠绕管式换热器可分为单股流缠绕管式换热器和多股流缠绕管式换热器,如图2、图3和图4所示[2],其中图4中的多股流缠绕管式换热器带有若干小管板。
缠绕管式换热器的结构发展主要体现在两个方面。
一是换热管的表面形态的改变,如光管、螺纹管、翅片管等;二是换热管缠绕方式的改变,如套管式绕管、并管式绕管等。
(1)结构紧凑,在单位容积内具有较多的换热面积,占地面积小,易实现大型化。
换热器发展历史一、引言换热器是一种重要的工业设备,用于将热能从一种流体传递到另一种流体。
在能源转换、化学反应、制冷和许多其他工业过程中,换热器都发挥着至关重要的作用。
本文将详细介绍换热器的发展历程,从最早的简单形式到现代的先进设计。
二、正文早期的换热器(1) 直接火加热:这是最早的换热器形式,通过直接在金属管上点火来加热流体。
(2) 火炉式换热器:在火炉式换热器中,燃烧产生的热量通过金属壁传递给流体。
(3) 早期散热器:主要用于冷却,如汽车的散热器。
工业革命时期的换热器(1) 套管式换热器:由两个同心的管子组成,一个管子中的流体通过外部管壁与另一个管子中的流体进行热交换。
(2) 板式换热器:由一系列薄板组成,通过填充夹板之间的空间来传递热量。
(3) 热回收装置:用于回收工厂排放的废热,减少能源浪费。
现代换热器的发展(1) 高效能换热器:随着对能源效率需求的提高,出现了各种新型的高效能换热器,如螺旋板式换热器、板翅式换热器和针翅式换热器。
(2) 紧凑型换热器:为了减少占地面积和成本,紧凑型换热器被开发出来,如管壳式-管板式换热器和板式-管式换热器。
(3) 特殊材料的应用:随着新材料的出现,如钛和不锈钢等耐腐蚀材料,换热器的性能得到了显著提高。
(4) 强化传热技术:通过改进传热表面、添加插入物和使用振动等方法,增强传热效率。
(5) 计算机辅助设计:利用计算机进行换热器的设计和优化,提高其性能和效率。
三、结论从早期的直接火加热和火炉式换热器,到现代的高效能、紧凑型和特殊材料的应用,换热器的发展历程是一个不断创新和进步的过程。
未来,随着科技的不断发展和工业需求的变化,换热器的设计和应用将会更加复杂和多样化。
缠绕管换热器结构缠绕管换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、制药、冶金等行业中。
它通过将冷热介质分别流经内外两根缠绕在一起的管道,实现了热量的传递。
本文将从结构、工作原理、优点和应用领域等方面介绍缠绕管换热器。
一、结构缠绕管换热器的主要结构由内管、外管和夹套组成。
内外管分别用冷热介质流经,而夹套则用来传递蒸汽或冷却水等介质,以调节内外管的温度。
内外管之间通过一系列的支撑件固定,确保管道的稳定性。
此外,缠绕管换热器还配备了进出口管道和排污口,方便介质的进出和系统的维护。
二、工作原理缠绕管换热器的工作原理基于热传导的基本规律。
当冷热介质分别流经内外管时,由于温度差异,热量会从温度高的一侧传递到温度低的一侧。
具体而言,热量会从热介质通过内管传递给外管,然后再通过外管传递给冷介质。
这样,热量在内外管之间传递,实现了换热的效果。
三、优点缠绕管换热器相比其他换热设备具有以下优点:1. 效率高:由于缠绕管换热器的内外管紧密缠绕在一起,热量传递的距离短,换热效率高。
这使得它在相同工况下能够实现更高的热量传递效果。
2. 适应性强:缠绕管换热器可以适应不同的工况和介质,包括高温、高压、腐蚀性介质等。
它的结构可以根据实际需求进行调整,以适应不同的工艺要求。
3. 结构简单:相比其他换热设备,缠绕管换热器的结构较为简单,易于制造和维护。
这使得它在实际应用中更加方便灵活。
四、应用领域缠绕管换热器广泛应用于多个行业,包括化工、制药、冶金、食品等。
具体应用领域包括:1. 化工:在化工生产中,缠绕管换热器常用于各种反应器、蒸馏塔等设备中,用于控制和调节介质的温度。
2. 制药:制药过程中需要控制反应的温度和冷却产物,缠绕管换热器可以提供高效的换热效果,满足制药工艺的要求。
3. 冶金:在冶金过程中,缠绕管换热器常用于冷却高温的金属熔融液体,保证冶炼过程的稳定性和安全性。
4. 食品:在食品加工过程中,缠绕管换热器用于调节食品的温度,提高加工效率和产品质量。
・8・ 2005年第1期 石油和化工节能 绕管式换热器技术发展综述
王百战 染绪囷
摘要 绕管式换热器作为高效紧凑换热器的一种,在余热利用和节能方面起着积极的作用。介绍了绕管式换热器的结构特点以及发展的现状和主要趋势,对换热器系统最佳化和评价方法等问题进行了分析探讨。 关键词 绕管式换热器 技术 发展
在年产300kt合成氨520kt尿素的装置中,高效紧凑式换热器的应用是一个显著的特点。绕管式换热器作为高效紧凑换热器的一种,发挥着自身独有的作用,在余热利用和节能方面起着积极的作用。本文就绕管式换热器的技术发展、换热研究、制造技术以及优化设计方面作一些粗浅的介绍,可作为绕管式换热器在生产管理和技术管理方面的参考。
1 绕管式换热器的结构特点 绕管式换热器在结构上较为紧凑,传热效率也高,并且具有一定的温度自补偿能力。结构特点是用小直径管以螺旋状缠绕在芯管上,而且各层的缠绕方向相反,螺旋圈的径向间距用特制的金属垫条来调节,螺旋圈的角度一般为5-20°。绕管式换热器一般适宜用于多股流体间的换热。多用于净化流程的低温甲醇洗装置以及空分装置。小直径管有的是单独缠绕,也有的是将两根或多根管子焊接(或并)在一起,做成多管型结构。 图1和图2是双管型绕管式换热器及其解析模型图。 图1 双管型绕管式换热器 图2 双管型绕管式换热器的解析模型 2 绕管式换热器的现状及发展趋势 从20世纪70年代开始,由于化工装置和能源装置在不断地向高参数和大型化发展,同时由于节能形势的发展,高效紧凑式换热器日益受到重视,绕管式换热器也随之趋向大型化和高参数方面的发展。绕管式换热器的大型化发展也揭示着新的制造水平:大型管板锻件的供用和加工;管束与壳体的装配以及引发的焊接工作量等问题的解决都进入了一个新的层次。 大型管板,孔多、孔密、孔小、孔深,而且孔的精度和光洁度要求很高。要达到高的加工精度,当然必须依靠高的定位精度来保证。美国CE公司采用Cross公司5轴数控管板钻床,达到了当代超厚管板加工技术的最新水平。日本对中等厚度(厚度150mm以下)管板和薄管板成功地研制了8轴和14轴高效率数控钻床,大大提高了加工精度,生产效率都显著提高。
3 管子与管板的连接技术 管子与管板的连接,目前主要是胀接、焊接和胀焊结合。 石油和化工节能 2005年第1期 ・9・ 3.1 胀管技术的发展 自20世纪70年代以来,绕管式换热器向大型化发展,胀接技术日益要求严格,同时,胀接技术也一直是换热器制造中的主攻目标之一。现已发展到多种形式,如液压胀管、液袋胀管、橡胶胀管、电液脉冲胀管和爆炸胀管等多种胀接工艺,其中以爆炸胀管效率最高。爆炸胀管工艺方法起源于20世纪60年代,到70年代已得到广泛应用。爆炸胀管是利用爆炸时的径向力达到胀紧,利用轴向力将残渣抛出管外。 3.2 焊接技术对管与管板连接的贡献 胀接接头的强度是靠管与管板之间的接触压力所产生的摩擦力来满足要求的,对于高温或高温高压的换热器,由于管板要经受到长时间加热或是长时间的表面接触压力,从而导致摩擦力下降,连接强度降低。因此,在20世纪70年代,在高温、高压、强腐蚀或泄漏条件下的管与管板的连接相继出现了爆炸焊、内孔焊和电子束焊的焊接接头工艺或是胀焊结合的接头工艺。 4 接管焊接和壳体的组焊 绕管式换热器的大型化发展,不仅大大增加了焊接的工作量,而且对焊接的质量也日益要求严格。20世纪70年代,美国首先解决了接管的鞍形焊缝的自动化焊接,随后在欧洲各国相继得到应用。如今,绕管式换热器不仅在接管的鞍形焊缝方面,而且在壳体的纵、环焊缝以及管子与管板的焊接等方面均已采用自动化焊接,大大提高了焊接工作效率,而且焊接质量也得到保证。 5 绕管式换热器的无损探伤 绕管式换热器的无损探伤主要是针对管子与管板的接头检查以及对管子的检查,20世纪70年代以来,发展起来的涡流检测法主要侧重于检查管子的缺陷,对于管子与管板的焊接接头则是用棒阳极射线、着色、低能γ射线等来进行检查,而超声波检查法则是用于内孔焊缝和电子束焊缝的检查。 6 专业化协作生产 绕管式换热器的大型化发展,已迫切需要各专业厂相互协作,以及高等院校、设计院、用户、制造厂之间的相互协作。目前,这已成为国外发展的普遍动向。在我国,绕管式换热器的研制和发展,虽然不够迅速,但已开始起步。20世纪90年代,西安交通大学、兰石设计院以及开封空分集团等组成了“多股流高压绕管式换热器工业应用”课题组。经过探索攻关,成功地为宁夏化工厂提供了用于年产300kt合成氨装置的E7绕管式换热器,填补了国内的空白。
7 传热、流动理论及振动的研究 长期以来,各国都十分重视传热和流动理论的研究。目前,国际上每年发表的传热、流动和换热器的研究文献成千上万,且成立了一些很有影响的国际性研究组织,在定期召开的各种国际传热专题会议上发表的论文涉及面也很广。近年来,两相流的研究、核沸腾和膜沸腾机理的研究、冷凝的研究以及强化传热新方法及其机理的研究,都是比较引人瞩目的研究课题。 在近几年的理论研究中,振动方面的研究也越来越为人们所重视。绕管式换热器的大型化发展,引发的难题之一就是管束和管板的振动。德国林德公司很好地解决了这方面的难题,拥有绕管式换热器振动问题解决方面的专利;在我国,西安交通大学、天津大学等单位在绕管式换热器的振动和防振方面也进行了大量的工作。
8 热物性的研究 物性数据是传热和流动计算的基础,也是绕管式换热器设计和制造的重要根据。美国和日本等国都很重视这方面的研究工作,研究的主要课题有:临界点附近的物性值;低温物性;物性值的一致性问题;标准数据的确定;用计算机推算和检索物性数据等等。在我国,这方面的研究工作也已经起步,但基本上仍是一个空白区,1982年出版的由卢焕章博士主编的《石油化工基础数据手册》,可以说是我国在这方面工作的一个良好开端。
9 换热器研究中的测试技术 测试技术在我国的换热器技术发展中也是一个很薄弱的环节,大量应用着U形管压差计之类的原始测量工具,直接影响研究结果的精确性和可靠性。目前,国外很重视换热器中的测量技术的研究,在常规测量中,一次仪表要求有很高的精度,且一些先进的技术引入到一次仪表上,不仅提高了测量精度,同时还为测量自动化奠定了基础。与此同时,利用射流、激光、热线、核磁共振和电子计算机等当代先进技术,使测试技术朝着高精度、高灵敏度・10・ 2005年第1期 石油和化工节能 和自动化的方向发展。在测试技术中,激光多普勒流速计(L.D.V)等的广泛应用,被认为是测试技术进步的重要标志之一。 10 换热器系统最佳化 换热器系统的最佳化必须服从于全装置系统的最佳化要求,在新装置设计和老装置的改造中尤其显得重要。 关于换热器的评价问题,下面首先对几个传统的评价观点作一初步探讨。 10.1 强度和平均温度 直到20世纪70年代的中、后期,许多设计者追求高的热强度仍是一个普遍的倾向,而实现高的热强度的主要途径又是选择高的对数平均温差,这样,导致的直接结果是引起了系统有效能耗的大幅度增加。 10.2 传热面积 小的传热面积是以往衡量一个装置设计是否先进的另一个主要标志。小的传热面积节省材料,一次性投资少。对完成一个特定的热过程,小的传热面积无疑是我们所希望的,但对于换热后仍有大量余热排放的换热系统,往往适当增大传热面积则更为有利。在我国,近年来改造的换热器流程中,换热面积均有较大幅度的增加,收到的经济效益也十分显著。 10.3 总传热系数 总传热系数始终是不可缺少的衡量标准之一。长期以来,提高传热系数一直是各国普遍重视的研究课题。在我国过去的设计和研究中,有大量的事例是借增大压力来换取有限高的传热系数,这从节能的观点来看并不合算。 11 换热器系统评价方法 下面介绍两种新的评价方法,它们避开了传热和压力降的矛盾,提供了正确的设计和评价的基础。 11.1 应用有效能的概念来评价 我们知道,能量可以转化为功,但并不是所有的能都可以全部转化为功。例如热能,就只有一部分可以转化为功。我们把可以转化为功的那部分能量称作为有效能,而不能转化为功的那部分能量则称为有效能耗。对于一个热过程,有效能耗越小,设计就越合理。这就是利用有效能的概念来评价换热器的基本点,该方法在我国已经得到应用。 11.2 用不可逆性比率的概念来评价 根据热力学第二定律,有人提出了利用熵产生单元数,即不可逆性比率的概念来评价换热器,亦即减少熵产生单元数来合理选择换热器的参数。 探讨换热器系统最佳化和评价方法有利于换热器的设计和研究。但事实上,不可能在任何时候都可以选用最佳表面积和最佳尺寸,而应同时考虑所占有的有效空间形状和体积,同实际的空间位置是否相适应。另外,还得考虑价格等方面的因素,最后才能综合决定。 综上所述。国外的绕管式换热器的技术发展是较为全面的先进的。究其原因在很大程度上是由于他们在发展中重视经济效益和有较强的专业研究中心从事工作,而且这些研究中心又和高等院校、用户及制造厂之间有着极为广泛的密切联系,又极力与国际上的有关机构合作来从事研究工作,避免了重复工作,加快了研究进程,极大地推动了绕管式换热器技术的发展。这一点,在我国很值得借鉴和参考。
﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌﹌ (上接第2页) 1.63吨标准煤,比“九五”末提高23%;人均年用电2659千瓦时,比“九五”末增长近100%。据统计,浙江省人均耗能和人均消费电水平分别高出全国人均水平40%和80%。 实施全面节约能源战略 针对当前能源瓶颈,浙江省政府要求实施全面节约能源战略,在当前和今后较长时期务必坚持科学发展观和走新型工业化道路,深入实施节能法,要把节能放在首位,以提高利用效率为重点,调整经济结构,转变增长方式,推进技术进步,努力发展循环经济加快建设资源节约型社会。 浙江省政府要求各地采取以下措施:一、大力发展低耗能产业,加快淘汰耗能高、效率低、污染重的落后工艺、技术和设备;二、大力推进节能技术创新和应用,促进节能新技术、新工艺、新产品、新设备的广泛应用;三、重点抓好钢铁、轻纺、建材、石化等行业能源消耗高、节能潜力大的节能工作;四、政府要切实转变职能,要建立有利于能源可持续发展的监督管理新体制。 浙江省政府宣布将省节能专项资金从500万元提高到1000万元。