换热器总是在不断的交换热量,在平常的化工生产过程中,经常遇到的传热过程无非有两张:1、要求传热过程良好,及传递热量的过程要快,这样在满足相应的换热要求时换热器面积小一些,从而使换热器的体积也小一些,生产成本降低,不要小看生产成本的减少,一个工厂里有很多换热器,总体下来就降低了很多费用,间接减少了投资;不仅如此,还在一定程度上改善了工业中的燃烧条件,还提高了气体的温度和流速,使加热均匀,更符合规范。2、要求传热过程“不好”,这种情况要求换热器在传热的时候慢一些,因为化工厂有很多高温设备或者是输送高温介质的管道,这些管道的表面zui好有保温材料,可以有效避免热量散失,对于低温设备或者运输低温介质的管道,加上保温材料可以有效防止热量传进去。
在碳化硅换热器大量应用之前,国内外在避免工业热能浪费,大量回收热能大多采用的方法是使用一些金属的换热器,或者是切换式的蓄热器。可是这些设备的占空间面积很大,而且效率也不是很高。这种窘境直到我国在八十年代时研制的碳化硅换热器的面世。
这种换热器一般采用的材料是碳化硅陶瓷,在换热过程当中具有较高温度的烟气集中在管外,而被加热了的空气则集中在管内,两者是呈现错流分布的。一般碳化硅换热器是能够承受的助一千五百多摄氏度的高温的,所以一些具有较高温度的烟气也可以直接进到换热器当中实现换热,碳化硅材料可以较好的利用高温度烟气当中的辐射热量和火焰中的辐射热量进行传热活动。列管式换热器是由管子、管板、折流板、壳体、端盖(管箱)等组成。
管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形,内部装有管束,管束两端固定在管板上。进行换热的冷热两种流体,一种在管内流动,称为管程流体;另一种在管外流动,称为壳程流体。为提高管外流体的传热分系数,通常在壳体内安装若干挡板。挡板可提高壳程流体速度,迫使流体按规定路程多次横向通过管束,增强流体湍流程度。为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。换热管在管板上可按等边三角形或正方形排列。等边三角形排列较紧凑,管外流体湍动程度高,传热分系数大;正方形排列则管外清洗方便,适用于易结垢的流体。
板式换热器的结构原理可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片进行热交换。板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过半片进行热量交换。当温度差稍大而壳程压力又不太高时,可在壳体上安装有弹性的补偿圈,以减小热应力。它与常规的管壳式换热器相比,在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下,其传热系数要高出很多,在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。