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Principios de trabajo de nueve intercambiadores de calor

Aug 04,2023

Principios de trabajo de nueve intercambiadores de calor

El intercambiador de calor es un dispositivo de ahorro de energía que transfiere calor entre dos o más fluidos a diferentes temperaturas. Para calefacción de gran área, la existencia de un intercambiador de calor es esencial.

De acuerdo con el modo de transferencia de calor de los intercambiadores de calor, los intercambiadores de calor se pueden dividir en tres categorías:

▲ Intercambiador de calor de carcasa y tubos

De acuerdo con las medidas de compensación adoptadas, los intercambiadores de calor de carcasa y tubos se pueden dividir en cuatro tipos: intercambiador de calor de placa de tubo fijo, intercambiador de calor de cabeza flotante, intercambiador de calor de tubo en U e intercambiador de calor de caja de relleno.

En segundo lugar, el intercambiador de calor de placa de tubo fijo

El intercambiador de calor de placa de tubo fijo es una especie de intercambiador de calor de carcasa y tubo. El tubesheet en ambos extremos del intercambiador de calor de tubesheet fijo está conectado a la carcasa mediante soldadura y consiste principalmente en carcasa, tubesheet, haz de tubos, cubierta superior (cabeza) y otros componentes.

▲ Intercambiador de calor de placa de tubo fijo

Las ventajas del intercambiador de calor de placa de tubo fijo son:

◆ Estructura simple;

◆ Dentro del mismo diámetro de la carcasa, el número de tuberías es el más grande y el bypass es el más pequeño.

◆ Cada tubo de intercambio de calor puede ser reemplazado y el interior del tubo es fácil de limpiar.

Las desventajas del intercambiador de calor de placa de tubo fijo son:

◆ La limpieza mecánica no está permitida en el lado de la carcasa;

◆ Cuando la diferencia de temperatura entre el tubo de intercambio de calor y la carcasa es grande (más de 50 ℃), se generará una diferencia de temperatura La solución es instalar juntas de expansión en la carcasa, por lo que la presión del lado de la carcasa no puede ser demasiado alta limitada por la fuerza de las juntas de expansión.

◆ Solo es adecuado para ocasiones de trabajo donde el fluido está limpio y no es fácil de escalar, y la diferencia de temperatura entre los dos fluidos no es grande o la diferencia de temperatura es grande pero la presión del lado de la carcasa no es alta.

Tres, intercambiador de calor de cabeza flotante

El intercambiador de calor de cabeza flotante es un tipo de intercambiador de calor de carcasa y tubos. Tiene un extremo de la placa de tubo que no está conectado a la carcasa y puede flotar libremente a lo largo de la dirección axial. La cabeza flotante consiste en una placa de tubo flotante, un anillo de gancho y una cubierta de extremo de cabeza flotante, que están conectados de forma desmontable, y el haz de tubos se puede extraer de la carcasa.

La rueda de la tubería, la cabeza del talón, el talón del talón.

Las ventajas del intercambiador de calor de cabeza flotante son:

◆ Si hay una diferencia de temperatura entre el tubo de intercambio de calor y la carcasa, es decir, cuando la carcasa o el tubo de intercambio de calor se expande, no habrá tensión de diferencia de temperatura;

◆ El haz de tubos se puede extraer de la carcasa para facilitar la limpieza dentro y entre los tubos.

La desventaja del intercambiador de calor de cabeza flotante es:

◆ Estructura compleja, gran cantidad de materiales y alto costo;

◆ Si el sello entre la cubierta de la cabeza flotante y la placa del tubo flotante es laxo, se producirán fugas internas, lo que provocará la mezcla de los dos medios.

Cuatro, cambiador de calor del U-tubo

El intercambiador de calor de tubo en U es un tipo de intercambiador de calor de carcasa y tubo, que consiste en una lámina de tubo, carcasa, haz de tubos y otras partes. Cada tubo del intercambiador de calor de tubo en U se dobla en forma de U, la entrada y la salida son respectivamente Instalado en dos lados de la misma placa de tubo, y la cabeza es dividida en dos cámaras por una placa de la división, de modo que cada tubo pueda ampliar y contratar libremente independientemente de otros tubos y de cáscaras.

▲ U-tube heat exchanger

Las ventajas del intercambiador de calor de tubo en U son:

◆ El haz de tubos puede flotar libremente sin tener en cuenta el estrés por diferencia de temperatura, y se puede usar en grandes situaciones de diferencia de temperatura.

◆It tiene solamente un tubesheet, pocos rebordes, pocos puntos de la salida y estructura simple.

◆ El intercambiador de calor de tubo en U es confiable en operación y de bajo costo.

Las desventajas del intercambiador de calor de tubo en U son:

◆ La limpieza dentro de la tubería es difícil. Debido a que los tubos deben tener un cierto radio de flexión, la tasa de utilización del tubesheet es relativamente baja.

◆ La distancia entre los tubos en la capa más interna del haz de tubos es grande, y el lado de la carcasa es fácil de cortocircuitos. Cuando la velocidad de flujo en la tubería es demasiado alta, la sección de tubería doblada en forma de U se erosionará seriamente, afectando su vida útil.

◆ Si el tubo interno está dañado, no se puede reemplazar, por lo que la tasa de rechazo es alta.

Cinco, intercambiador de calor de pulverización

El intercambiador de calor por aspersión es un tipo de intercambiador de calor tubular, que fija los tubos de intercambio de calor en filas en un marco de acero, el fluido caliente fluye en los tubos y el agua de refrigeración se rocía uniformemente desde el dispositivo de pulverización superior, por lo que El exterior del intercambiador de calor de pulverización es una capa de película líquida con mayor grado turbulento, y el coeficiente de transferencia de calor fuera del tubo es mucho mayor que el del tipo de inmersión.

Además, el intercambiador de calor por pulverización se coloca principalmente en el lugar donde circula el aire, y la evaporación del agua de refrigeración también elimina algo de calor, lo que puede reducir la temperatura del agua de refrigeración y aumentar la fuerza motriz de la transferencia de calor. En comparación con el intercambiador de calor de inmersión, el efecto de transferencia de calor del intercambiador de calor por pulverización se mejora enormemente.

▲ Exchanger de cabeza de spray

Las ventajas del intercambiador de calor por pulverización son:

◆ Estructura simple y bajo costo;

◆ Puede reducir la temperatura del agua de refrigeración y aumentar la fuerza motriz de la transferencia de calor.

◆ Capaz de soportar alta presión;

◆ Fácil mantenimiento y limpieza, requisitos de baja calidad del agua.

La desventaja del intercambiador de calor por pulverización es:

◆ La pulverización de agua de enfriamiento desigual afectará el efecto de transferencia de calor;

◆ Sólo se puede instalar al aire libre.

Seis, cambiador de calor doble del tubo

Intercambiador de calor de doble tubo es un tipo de intercambiador de calor de tubo. Es un tubo concéntrico formado por la conexión de dos tubos estándar con diferentes tamaños. El tubo exterior se llama lado de la carcasa y el lado del tubo interior. Dos diferentes Los medios pueden fluir inversamente (o en la misma dirección) en el lado de la cáscara y el lado del tubo para alcanzar el efecto del intercambio de calor. El cambiador de calor del buje consiste generalmente en la cáscara (cáscara interna incluyendo y cáscara externa), codo en forma de U, caja de relleno, etc.

▲ Intercambiador de calor de doble tubo

Las ventajas del intercambiador de calor de doble tubo son:

◆ La estructura es simple y puede soportar alta presión.

◆ El área de transferencia de calor se puede aumentar o disminuir según sea necesario, y la aplicación es conveniente.

Las desventajas del intercambiador de calor de doble tubo son:

Mezclador tubo cabeza indirecta, fácil de fugas;

◆ Área de piso grande y gran consumo de metal por unidad de superficie de transferencia de calor.

Siete, intercambiador de calor con camisa

El cambiador de calor de la chaqueta es una clase de cambiador de calor de la placa, que se hace instalando la chaqueta en la pared externa del envase y tiene estructura simple. Sin embargo, su superficie de la calefacción es limitada por la pared del envase y su coeficiente de transferencia de calor no es alto. Para Mejorar el coeficiente de transferencia de calor y hacer que el líquido en la caldera se calienta de manera uniforme, un agitador se puede instalar en la caldera. Cuando el agua de refrigeración o agente de calentamiento no cambio de fase se introduce en la chaqueta, deflectores en espiral u otras medidas para aumentar la turbulencia también se puede arreglar En la chaqueta para mejorar el coeficiente de transferencia de calor en un lado de la chaqueta. Para complementar la escasez de superficie de transferencia de calor, tubos de serpiente también se pueden instalar dentro de la caldera. intercambiadores de calor con camisa son ampliamente utilizados para la calefacción y refrigeración en la reacción Proceso.

▲ Intercambiador de calor encamisado

Las ventajas del intercambiador de calor con camisa son:

◆ Estructura simple;

◆ El proceso es conveniente.

Las desventajas de los intercambiadores de calor con camisa son:

◆ Área de transferencia de calor pequeña y baja eficiencia de transferencia de calor.

Ocho, intercambiador de calor de la placa espiral

El intercambiador de calor de placas helicoidales es un tipo de intercambiador de calor de placas, que se forma al enrollar dos placas metálicas paralelas, y se forman dos canales espirales concéntricos en él. Una placa de partición está dispuesta en el centro del intercambiador de calor para separar los canales en espiral, y una columna de separación está soldada entre las dos placas para mantener el espaciado de los canales.

▲ Intercambiador de calor de placas en espiral

Las ventajas del intercambiador de calor de placas en espiral son:

◆ Alto coeficiente de transferencia de calor;

◆ No es fácil de escalar y bloquear;

◆Can utilizar fuente de calor con una temperatura más baja;

◆ Estructura compacta.

La desventaja del intercambiador de calor de placas en espiral es:

◆ La presión y la temperatura de funcionamiento no deben ser demasiado altas;

◆ No es fácil de revisar.

Nueve, cambiador de calor del tubo de calor

El tubo de calor se forma llenando una cierta cantidad de cierto líquido de trabajo en un tubo de metal sellado para bombear gas no condensable. El líquido de trabajo absorbe calor en el extremo caliente y hierve y se vaporiza. El generado El vapor fluye hacia el extremo frío para condensar y liberar el calor latente. El condensado regresa al extremo caliente y hierve y se vaporiza nuevamente. A medida que el ciclo se repite, el calor se transfiere continuamente desde el extremo caliente al extremo frío.

▲ Intercambiador de calor de tubería de calor

Las ventajas del intercambiador de calor de tubería de calor son:

◆ Estructura simple, larga vida útil y operación confiable;

◆ Tiene una conductividad térmica extremadamente alta y una buena propiedad isotérmica.

◆ El área de transferencia de calor en los lados caliente y frío se puede cambiar a voluntad, la transferencia de calor se puede realizar a larga distancia y la temperatura se puede controlar.

Las desventajas son:

◆ Pobre resistencia a la oxidación y resistencia a altas temperaturas.

Asuntos que requieren atención en el uso de intercambiadores de calor:

◆ Mantenga la red de tuberías limpia No importa antes o después de que se complete el trabajo, la red de tuberías debe limpiarse para evitar el bloqueo del intercambiador de calor Además, se debe prestar atención a la limpieza del removedor de suciedad y el filtro para que todo el trabajo de intercambio de calor se pueda completar sin problemas.

◆ Controle estrictamente el agua desmineralizada Antes del tratamiento del medio de calentamiento, verifique los problemas de calidad del agua en el sistema y el tanque de ablandamiento, e inyecte después de que la calidad del agua esté calificada.

◆ Compruebe el nuevo sistema Para el nuevo sistema, no se puede utilizar alternativamente con el intercambiador de calor de inmediato, pero el intercambiador de calor solo se puede incorporar al sistema después de que se complete la inspección de la operación Para hacer que el nuevo sistema funcione dentro del período de tiempo especificado. El propósito de esto es evitar que las impurezas en la red de tuberías dañen el equipo interno del calor Intercambiador.