临沂专业冷水机蒸发器设备

随着现代工业的迅速发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。冷水机蒸发器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空及其他许多工业部门广泛使用的一种通用工艺设备。据统计，在现代化学工业中所用冷水机蒸发器的投资大约占设备总投资的30%在炼油厂中换热器占全部工艺设备的40%左右，海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。上个世纪70年代初发生的世界性能源危机，有力地促进了传热强化技术的发展。因此，研究换热设备有着相当重要的意义。

干式蒸发器的主要特点是：制冷剂在管内完全蒸发并过热成为过热气体，这有利于使用热力膨胀阀自动调节供液量。通常使用的制冷剂有R22、R134a、R407c、R4l0a等。因为制冷剂在冷水机蒸发器内蒸发，只要专业冷水机蒸发器管内流速超过4m/s，就可以把管内的润滑油带回压缩机，回油方便。在设计当中，壳程采用GB151或TEMA规定的E型结构（折流板型式），折流板的缺口大小根据载冷剂的物理性质与流量大小开15%~50%的缺口，通常情况下，折流板缺口的流速与载冷剂横向掠过管束的流速大致相等，为了保证换热效果，折流板与壳体内壁的间隙、换热管与折流板的间隙要小于或等于GB151或TEMA规定的小间隙，特别是在低温情况下，这些间隙显得尤为重要，由于在低温情况下，载冷剂一般为高粘度流体，流速慢，热阻相对增大，间隙泄漏更加明显。

卧式蒸发器又称为卧式壳管式蒸发器，其与卧式壳管式冷凝器的结构基本相似。按供液方式可讲冷水机蒸发器分为壳管式蒸发器和干式蒸发器两种。卧式壳管式蒸发器是满液式蒸发器。即冷水机蒸发器载冷剂以1~ms的速度在管内流动，管外的管束间大部分充满制冷剂体，二者通过管壁进行充分的热交换。吸热蒸发的制冷剂蒸汽，经蒸发器上部的液体分离器，进入压缩机。为了保证制冷系统正常运行，这种蒸发器中制冷剂的充满高度应适中。液面过高可能使回气中夹带液体而造成压缩机发生液击；反之，液面过低会使得部分蒸发管露出液面而不起换热作用，从而降低蒸发器的传热能力。因此，对于氨蒸发器其充满高度一般为筒体直径的70~80%，对于氟利昂蒸发器充满高度一般为筒体直径的55~65%。

应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力。从这个角度来说，冷水机蒸发器顺流式就优于逆流式，因为顺流式进出口端的温度比较平均不像逆流式那样，热、冷流体的高温段都集中在一端，低温部分集中于另一端，易于因两端收缩不同而产生热应力。 流量小而粘度大（331.510~2.510Pas）的流体一般以壳程为宜，因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是的，如流动阻力损失允许，将这类流体通入冷水机蒸发器管内并采用多管程结构，亦可得到较高的表面传热系数。对于有的介质或气体介质，必使其不泄露，应特别注意其密封，密封不仅要可靠而且还要求方便和简单。应尽量避免采用，以降低其成本。以上这些原则有的是相互矛盾的，所以在具体设计时应综合考虑，决定哪一种流体走管程，哪一种流体走壳程。

适于通入专业冷水机蒸发器管内空间（管程）的流体：（1）不清洁的流体：因为在冷水机蒸发器管内空间得到较高的流速并不困难，而流速高时，悬浮物不易沉淀，且管内空间也易于清洁。（2）体积小的流体：因为管内空间的流动截面往往比管外空间的流动截面小，流体易于获得必要的理想流速，而且也便于做多程流动。（3）有压力的流体：因为管子承压能力强，而且简化了壳体的密封要求。（4）腐蚀性强的流体：因为只有管子及管箱才需要用耐腐蚀的材料，而壳体及管外空间的所有零件均可用普通材料制造，所以可以降低造价。此外，在管内空间装设保护用的衬里或覆盖层也比较翻遍，并容易检查。（5）与外界温差较大的流体：因为可以减少热量的散失。

换热器选型时需要考虑的因素很多，主要是流体的性质;压力、温度及允许压力降得范围;对清洗、维修的要求;材料价格;使用寿命等。本项目选用目前应用广泛的冷水机蒸发器。冷水机蒸发器中常用的是固定管板式和浮头式两种。一般要根据物流的性质.流量、腐蚀性、允许压降、操作温度与压力、结垢情况和检修清洗等要素决定选用列管换热器的型式。从经济角度看，只要工艺条件允许，应该优先选用固定管板式换热器。但遇到以下两种情况时，应选用浮头式换热器。①壳壁与管壁的温差超过 70C;壁温相差50~70C。而壳程流体压力大于0.6MPa时，不宜采用有波形膨胀节的固定管板式换热器。②壳程流体易结垢或腐蚀性强时不能采用固定管板式换热器。综合考虑本次设计任务及制造、经济等个方面，本次设计主要采用浮头式和固定管板式换热器。