循环型(非膜式)列管式蒸发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。悬筐式列管式蒸发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。
拼接的管板的对接接口应进行的射线,按JB4730射线检测不低于Ⅱ级为合格。 列管式蒸发器管板材料为碳钢,拼接后管板应作消除应力热处理。管孔直径为9.92mm,允许上偏差为+0.4,下偏差为零。钻孔后应检查60°管板中心角区域内的管孔,在这一区域内允许有4%的管孔上偏差比其允许的上偏差的数值大0.15mm。专业列管式蒸发器管板与管束是强度胀接的,所以管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5μm。胀接时,管孔表面不应有影响胀接紧密性的缺陷。 隔板密封面应与环形密封面齐平,或略低于环形密封面。连接部位的换热管和管板孔表面应清理干净,不应留有影响胀接连接质量的毛刺、铁屑、锈斑、油污等。 胀接连接时,其胀接长度,不应伸出管板背面(壳程侧),换热管的胀接部分和非胀接部分应圆滑过渡,不应有急剧的棱角。
换热器温度控制过程有如下特点:列管式蒸发器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象组成的闭合回路。被调参数经检测元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号,测量值与给定值的差值送入调节器,调节器对偏差信号进行运算处理后输出控制作用。列管式蒸发器温度控制系统的工艺流程如下:冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程,通过热传导,从而使冷流体的出口温度升高。冷流体通过循环泵流经换热器的壳程,出口温度稳定在设定值附近。热流体通过多级泵流经换热器的管程,与冷流体热交换后流回蓄水池,循环使用。从控制任务要求可知,换热器温度控制系统是单点、恒值控制。且题目要求用单回路控制系统,控制范围和控制精度要求一般,功能上无特殊要求,采用广泛使用的PID控制。
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列管式蒸发器。列管式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。
化工废水列管式蒸发器的结构型式很多,不管哪种,在设计和制作时一定要使制冷剂蒸汽能很快离开传热 表面和保持合理的液面高度,有效的充分利用传热表面。制冷剂液体节流时产生的少量蒸汽可通过汽液分离设备使汽体与液体分离,只将分离掉汽体的液体送人蒸发器内吸热,以提高列管式蒸发器的传热效果。液体如能在润湿的加热表面上汽化沸腾,则汽泡根部细小,形成汽泡的体积不大,汽泡容易离开加热表面而上升。若液体不能在润湿的加热表面上汽化沸腾,则形成的汽泡体积较大、 根部也较大,汽化核心数目将减少。这时产生的汽泡就会聚集在加热表面上,并沿着加热表面 发展产生汽膜,致使热阻增大,放热系数下降。常用的一些制冷剂液体均具有良好的润湿性 能,因此具有良好的放热性能。氨比氟里昂的润湿性能更好。
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。列管式蒸发器的应用广泛,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。专业列管式蒸发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。
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