換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備,又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位,應(yīng)用十分廣泛,因此有些企業(yè)在TPM咨詢活動中將換熱器視為重點(diǎn)。上一篇章我們重點(diǎn)講解了TPM咨詢中最常見的管殼式換熱器,本篇章重點(diǎn)講解其他幾種類型換熱器。
一、蛇管式換熱器
蛇管式換熱器是管式換熱器中結(jié)構(gòu)最簡單,操作最方便的一種換熱設(shè)備。一般分為沉浸式和噴淋式兩類。
①沉浸式蛇管換熱器多以金屬管彎繞而成,制成適應(yīng)容器的形狀,沉浸在容器內(nèi)的液體中。兩種流體分別在管內(nèi)、管外進(jìn)行換熱。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、便于防腐蝕、能承受高壓;缺點(diǎn)是容器的體積較蛇管的體積大得多,管外流體傳熱膜系數(shù)較小,故常需加攪拌裝置,以提高其傳熱效率。
常見蛇管纏繞方式
②噴淋式蛇管換熱器,多用于冷卻管內(nèi)的熱流體。固定在支架上的蛇管排列在同一垂直面上,熱流體自下部的管進(jìn)入,由上部的管流出。冷卻水由管上方的噴淋裝置中均勻地噴灑在上層蛇管上,并沿著管外表面淋瀝而下,降至下層蛇管表面,最后收集在排管的底盤中。該裝置通常放在室外空氣流通處,以提高冷卻效果。它具有檢修清理方便,傳熱效果好優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)是體積龐大,占地面積大;冷卻水量較大,噴淋不易均勻,常被用于制冷裝置和小型制冷機(jī)組中。
二、套管式換熱器
套管式換熱器是由兩種不同直徑的直管套在一起組成同心套管,其內(nèi)管用U型肘管順次連接,外管與外管互相連接而成的,換熱時一種流體走內(nèi)管,另一種流體走環(huán)隙,內(nèi)管的壁面為傳熱面。它優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,能耐高壓;傳熱面積可根據(jù)需要增減,兩種流體呈逆流流動,有利于傳熱;其缺點(diǎn)是單位傳熱面積的金屬耗量大,管子接頭多,檢修清洗不方便。它適用于高溫、高壓及小流量流體間的換熱。
二、翅片管式換熱器
翅片管式換熱器又稱管翅式換熱器,是在換熱器管的外表面或內(nèi)表面裝有許多翅片,翅片有縱向和橫向兩類翅片,與管表面的連接應(yīng)緊密無間,否則影響傳熱效果,常用的連接方法有熱套、鑲嵌、張力纏繞和焊接等。
翅片管式換熱器可以強(qiáng)化傳熱,增加氣體側(cè)的對流傳熱面積,在換熱管的氣體側(cè)設(shè)置翅片,這樣既增大了氣體側(cè)的傳熱面積,又增強(qiáng)了氣體湍動程度,減少了氣體側(cè)的熱阻,從而使氣體傳熱系數(shù)提高。
四、平板式換熱器
平板式換熱器,是由一組長方形的薄金屬板平行排列,夾緊組裝于支架上面構(gòu)成。每塊板的四個角上,各開一個圓孔,其中有兩個圓孔和板面上的流道相通,它們的位置在相鄰板上是錯開的,以分別形成兩流體的通道。冷、熱流體交替地在板片兩側(cè)流動,通過金屬板片進(jìn)行換熱。板片是板式換熱器的核心部件,為使流體均勻流過板面,增加傳熱面積,常將板面沖壓成凹凸的波紋狀,常用的波紋形狀有水平波紋、人字形波紋和圓弧形波紋等。
板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積設(shè)備所提供的換熱面積大;板面波紋使截面變化復(fù)雜,具有較高的傳熱效率;拆裝方便,有利于維修和清洗。其缺點(diǎn)是處理量小,適用于經(jīng)常需要清洗、工作環(huán)境要求十分緊湊,工作壓力在2.5 MPa以下,溫度在 -35℃~200℃場合。
以上是TPM咨詢中常用的四種換熱器樣式及性能特點(diǎn),隨著各種生產(chǎn)工作的推進(jìn)提升,換熱器的樣式同樣不斷升級提升,節(jié)能增效對企業(yè)內(nèi)部管控越來越重要,選擇更優(yōu)的換熱器,提高傳熱效率,可以有效幫助企業(yè)成本降低,效益提高。