管式换热器是一种很典型的工业换热器类型,属于间壁式换热器,是工业行业中使用最广最多的一种换热器。这种管式换热器壳体是圆形的,内部是平行的管体,流体就是在管内流动并交换热量的。这种换热器的工作效率很高,节能并利于利用,那下面就来具体了解一下这种管式换热器。
在管式换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程;一种在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装少数的横向折流档板。折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用更广泛。流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。
为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。在管式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。
固定管板式: 固定管板式换热器是将两端管板直接与壳体焊接在一起。主要由外壳、管板、管束、封头等主要部件组成。壳体中设置有管束,管束两端采用焊接、胀接或胀焊并有的方法将管子固定在管板上,管板外周围和封头法兰用螺栓紧固。固定管板式换热器的结构相对比较简单、造价低廉、制造容易、管程清洗检修方便,但壳程清洗困难,管束制造后有温差应力存在。当换热管与壳体有较大温差时,壳体上还应设有膨胀节。
浮头式: 浮头式换热器一端管板固定在壳体与管箱之间,另一端管板可以在壳体内自由移动,也就是壳体和管束热膨胀可自由。故管束和壳体之间没有温差应力。一般浮头可拆卸,管束能自由地抽出和装入。浮头式换热器的这种结构可以用在管束和壳体有较大温差的工况。管束和壳体的清洗和检修较为方便,但它的结构相对来说还是比较复杂,对密封的要求也比较高。
“U”型管式: U形管式换热器是将换热管炜成U形,两端固定在同一管板上。由于壳体和换热管分开,换热管束可以自由伸缩,不会由于介质的温差而产生温差应力。U形管换热器只有一块管板,没有浮头,结构最简单。管束能自由的抽出和装入,方便清洗,具有浮头式换热器的优点,但由于换热管做成半径不等的U形弯,最外层换热管损坏后可以更换外,其它管子损坏只能堵管。同时,它与固定管板式换热器相比,由于换热管受弯曲半径的限制它的管束中心部分存在空隙,流体很容易走短路,影响了传热效果。
管式换热器因其特殊的管状构造难以彻底清洗,大多数企业及个人对换热设备结垢的影响及清除工艺还停留在机械、高压水、化学酸洗等传统的“破坏性”工艺和观念方面;而且简单地认为设备清洗只有在极度影响生产的情况下才会考虑,其不知水垢的生成在不断影响着企业的能耗,吞噬着企业的利润。而且,单一为降低清洗的费用,选择了对设备有损害和腐蚀的清理洗涤方法,造成设备的报废和生产的停滞,付出了比清洗剂高几百倍甚至上千倍的代价。
比如某水泥集团,采用草酸清洗换热设备,每次清洗时间都不敢超过2个小时,因清洗的不够彻底,所以清洗时间由以前的一年一次变为现在的一年三次,增加了两次的停机停产时间,间接地给企业造成了损失。目前各国都在全力发展环保清洗技术,以求降低能耗,扼止对环境的过度破坏。国外的1st-TECH清洗技术则在清洗方面走在国际先列。
今天为您介绍了管式换热器的基本概念、分类以及清洗的方式,是否对您起到一定的帮助呢?管式换热器是换热器中应用最多的一种换热器种类,此外换热器还有很多其他的种类,例如蓄热式换热器、复式换热器、触式换热器等等,都应该要依据不同的应用场所来选择,除了根据原理的不同来分类,还可根据用途来细分,可用于加热、蒸发等领域。