工业换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。海水冷凝器的应用广泛,日常生活中取暖用暖气散热器片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上油冷却器等,都是换热器。优质海水冷凝器还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度,同时也是提高能源利用的主要设备之一。换热器既可是一种单独的设备,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,如氨合成塔内的热交换器。由于制造工艺和科学水平的限制,早期的换热器只能采用简单的结构,而且传热面积小、体积大和笨重,蛇管壳式换热器等。随着制造工艺的发展,逐步形成一种管壳式换热器,它不仅单位体积具有较大的传热面积,而且传热效果也较好。
换热器大多是以水为载热体的换热系统,由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出,附着于换热管表面,形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂,当水的PH值较高时,也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松软,但随着垢层的生成,传热条件恶化,水垢中的结晶水逐渐失去,垢层即变硬,并牢固地附着于海水冷凝器表面上。此外,如同水垢一样,当海水冷凝器的工作条件适合溶液析出晶体时,换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层;当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时,部分机械杂质或有机物也会在换热器内沉积,形成疏松、多孔或胶状污垢。
管式换热器:这类换热器都是通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式不同大致分为蛇管式换热器、套管式换热器、缠绕式换热器和管壳式换热器。板面式换热器:这类换热器都是通过板面进行传热的换热器。板面式换热器按传热板面的结构形式可分为以下五种:螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。其他形式换热器:这类换热器是指一些具有特殊结构的换热器,一般是为满足工艺特殊要求而设计的,如石墨换热器、聚四氟乙烷换热器和热管换热器等。优质海水冷凝器具有可靠性强、适应广等优点,在个工业领域中得到广泛的应用。近年来,尽管受到了其他新型海水冷凝器的挑战,但反过来也促进了其自身的发展。在换热器向高参数、大型化发展的,管壳式换热器仍占主导地位。根据管壳式换热器的结构特点,可分为固定管板式、浮头式、U形管式、填料函式和斧式重沸器五类。
干式蒸发器的制冷剂在管内流动,水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程,由于制冷剂液体的逐渐气化,通常越向上,其流程管数越多。为了增加水侧换热,在优质海水冷凝器内传热管的外侧设有若干个折流板,使水多次横掠管簇流动干式蒸发器的优点:(1)润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题;(2)充灌的制冷剂少,一般只有满液式的1/3左右;(3)蒸发温度t0在0℃附近时,水不会冻结。使用这种优质海水冷凝器必须注意:(1)制冷剂有多个流程,在端盖转弯处如处理不好会产生积液,从而使进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果;(2)水侧存在泄漏问题,由于折流板外缘与壳体间一般有1~3mm间隙,与传热管之间有2mm左右的间隙,因而会引起水的泄漏。实践证明,水的泄漏会引起水侧换热系数降低20%~30%。
循环型(非膜式)海水冷凝器中央循环管截面积一般为加热管总截面积的40~100%,循环速度:0.4~0.5m/s以下,适宜用于处理结垢不严重、腐蚀性小的溶液。悬筐式海水冷凝器的环形截面积一般为加热管总截面积的100150%,循环速度:1.0~1.5m/s之间,适宜用于蒸发有晶体的溶液。缺点是设备耗材量大、占地面大、加热管内的溶液滞留量大。列文蒸发器:循环管截面积一般为加热管总截面积的200350%,阻力小,循环速度高达2.0~3.0m/s,适宜处理晶体析出或易结垢的溶液。强制循环蒸发器:循环速度高达2.0~5.0m/s。处理粘度大、易结沟或易结晶的溶液。升膜蒸发器:加热管长径比为100~150,管径为25~50m。二次蒸汽在加热管内的速度为20~50m/s,减压下为100~160m/s 处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或生泡的溶液。不适合处理易结晶、易结垢或粘度特大的溶液。
1.降膜蒸发器室蒸汽加热均匀的加热系统设备,料液为液膜式流动蒸发,因此具有热效率高,加热时间短的主要特点。优质海水冷凝器主要优势有,更少的能源消耗,蒸汽消耗低,低冷却水循环等优势。2.物料向下沿海水冷凝器管内壁加速流动蒸发的,适应高粘度液体的蒸发。3.因为物料膜蒸发在每个管内,物料的加热时间很短,所以特别是对食品蒸发是非常有利的,对食品的营养成分可以大量保存。4.在真空作用蒸发过程中,确保卫生的要求,同时也保证了环境保护的要求,而且大大降低了蒸发温度,再加上热压泵的配置,部分的蒸汽经过热压泵吸入和新蒸汽的重新混合,从而节省蒸汽,蒸汽通过喷射雾进入加热压泵,蒸汽迅速蔓延,温和得加热浓缩饲料,对热敏感的物料非常适合。
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