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换热器的“那些事儿”,一定有你没见过的!

所属分类:正在发生    发布时间:2019-10-10   作者:admin
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换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备,又称热交换器。日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等,都是换热器。在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中,常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却,把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。换热器既可是一种单元设备,如加热器、冷却器和凝汽器等,也可是某一工艺设备的组成部分,如氨合成塔内的换热器。换热器是化工生产中重要的单元设备,根据统计,热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%,其重要性可想而知。

换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长,我国换热器行业在未来一段时期内将保持稳定增长。换热器的发展趋势有大型化和微型化两大发展趋势。下面请跟随笔者来看一下比较“特别”的换热器。

你知道吗?中国.早的换热器诞生于何时?

中国.早的换热器是什么时候诞生的呢?没错,.早的换热器是伴随着蒸馏酒而产生的。酿酒起源较早,.新的考古发现表明,生活在公元前7000多年新石器时代的中国人老祖先们已经开始发酵酿酒了,发酵酿酒地点在河南省舞阳县北舞渡镇贾湖村。但那时候的酿酒使用酒曲发酵,酒精度较低,酒精度.高一般为20%左右。为了提高酒精度,这就产生了蒸馏酒,蒸馏酒产生就要晚得多了,大概产生于元代。那时候蒸馏也挺简单,在基座上架着巨大的锅,大锅分上下两层,下面的锅里装酒母,上面的锅里装冷水,基座上柴火旺盛,蒸煮酒母,含有酒精的气体被上面的冷水冷却,凝成液体,从管道流出,这就是蒸馏酒。上层锅大概就是.早使用的换热器了,堪称换热器的“鼻祖”,不过用现代的观点来看这种换热器换热效率太低,浪费大量能源。现代的蒸馏酒行业,早已鸟枪换炮,大量使用高效的板式换热器了。

世界.大的板式换热器

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高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。

阿法拉伐P-53浮式生产储油卸油船上使用了八套T-50型板式换热器,用来回收将石油从水分和气体混合液中分离出来所使用的热量。每台换热器的重量为30吨,有伦敦巴士那么高。阿法拉伐T-50型换热器是世界上.大的此类产品之一,因此常常被称为“来自隆德的巨人”。

国内.大的板壳式换热器

板壳式换热器是以板管作为传热元件的换热器,又称薄片换热器。它主要由板管束和壳体两部分组成。板壳式换热器是介于管壳式换热器和板式换热器之间的一种结构形式,它兼顾了二者的优点:

①以板为传热面,传热效能好。传热系数约为管壳式换热器的2倍。

②结构紧凑,体积小。

③耐温、抗压,.高工作温度可达800℃,.高工作压力达6.3兆帕。

④扁平流道中流体高速流动,且板面平滑,不易结垢,板束可拆出,清洗也方便。

但这种换热器制造工艺较管壳式换热器复杂,焊接量大且要求高,因而它的推广应用受到一定限制。板壳式换热器用于化工、造纸、制药和食品等工业部门。

国机集团所属兰州石油机械研究所自主研发的、中国目前.大换热面积的板壳式换热器,换热面积接近9000平方米,该换热器直径3.5米,总长19.3米,板束宽度达到2米,总重230吨。该产品将应用于中国.大的炼油化工一体化项目--福建炼油乙烯一体化合资项目。该项目由中国石化福建炼化、沙特阿拉伯阿美海外公司和埃克森美孚(中国)石油化工公司三方投资兴建的,总投资额约49.6亿美元。

内蒙换热器厂家

世界上.大的管壳式换热器

大型管壳式换热器广泛应用于石油、化工、钢铁等工业领域。由于工艺要求高,制造难度大,目前世界上仅有少数几个国家能够成功研制。

世界上.大的管壳式换热器诞生在哪里呢?这台世界上.大的管壳式换热器就是镇海炼化100万吨/年乙烯工程中关键设备-循环气冷却器E-6111。该设备壳程长度20000mm,壳程筒体内径4000mm,管束6283根,管束长度20003mm,设备总长度43725mm,换热面积12325m2,设备重量370吨,堪称管壳换热器中的“大哥大”。

近年来,中国一重进行了上百次试验,攻克了双等级换热管束的焊接和胀接、组装焊接次序、局部热处理等高难技术,.终形成了一整套设计、工艺方案,为顺利完成制造这台世界上.大的换热器提供了技术支持。

中国一重是中国.大的以生产轧钢、冶金、锻压、电站、石化等重型设备为主体的大型机械装备制造企业,中国..台万吨水压机就诞生在这里。该换热器的研制成功再次印证了中国装备制造业的实力,大大提高了我国石化装备制造业的创新能力,代表了世界石化装备的.高水平,从而推进了我国100万吨/年乙烯成套装备国产化的进程。

国内.长缠绕管式换热器

缠绕管式换热器(Spiral Wounded Heat Exchanger)相对于普通的列管式换热器具有不可比拟的优势,适用温度范围广、适应热冲击、热应力自身消除、紧凑度高,由于自身的特殊构造,使得流场充分发展,不存在流动死区,尤其特别的,通过设置多股管程(壳程单股),能够在一台设备内满足多股流体的同时换热。

绕管式换热器通过在管壁外侧螺旋缠绕的换热管,对管内化学物质进行热交换。绕管式换热器换热效率高、能耗少、占地小,但绕制工艺复杂,对换热管的对接质量要求极高。

洛阳隆惠石化工程有限公司自主设计制造的国内.长绕管式换热器18-E-01,成功在中国石化洛阳分公司芳烃异构化装置安装投用。此次隆惠石化研制的洛阳石化芳烃异构化装置进料换热器18-E-01,直径2.2米、长23米、总重量132吨,整体采用S30408不锈钢制造。作为国内目前.长的绕管式换热器,其换热面积、热效率、节能效果在国内..。

世界上.小的换热器

说完了.大的换热器,世界上.小的换热器又应用在哪呢?它就是微型微通道换热器,这种换热器通道当量直径在10-1000μm。这种换热器的扁平管内有数十条细微流道,在扁平管的两端与圆形集管相联。集管内设置隔板,将换热器流道分隔成数个流程。

微通道(微通道换热器)的工程背景来源于上个世纪80年代高密度电子器件的冷却和90年代出现的微电子机械系统的传热问题。1981年,Tuckerman和Pease提出了微通道散热器的概念。1985年,Swife,Migliori和Wheatley研制出了用于两流体热交换的微通道换热器。随着微制造技术的发展,人们已经能够制造水力学直径10~1000μm通道所构成的微尺寸换热器。2001年,Jiang等提出了微热管冷却系统的概念,该微冷却系统实际上是一个微散热系统,由电子动力泵、微冷凝器、微热管组成。如果用微压缩冷凝系统替代微冷凝器,可实现主动冷却,支持高密度热量电子器件的高速运行。随着微加工技术的提高,目前可以加工出流道深度范围为几微米至几百微米的高效微型换热器。

内蒙换热器厂家是一个极其庞大的家族,以上几种“特别”的换热器也只是换热器庞大家族的一小块分支,笔者相信随着换热器在工业上的应用越来越广泛,换热器的设计、制造、加工技术的不断发展,上述换热器的记录也会不断被打破。