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。制冷配件是化工、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制冷配件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。
在蒸发生产中,二次蒸气的产量较大,且含大量的潜热,故应将其回收加以利用,若将二次蒸气通入另一蒸发器的加热室,只要后者的操作压强和溶液沸点低于原蒸发器中的操作压强和沸点,则通入的二次蒸气仍能起到加热作用,这种操作方式即为多效蒸发。多效蒸发中的每一个制冷配件称为一效。凡通入加热蒸汽的蒸发器称为第一效,用第一效的二次蒸气作为加热剂的制冷配件称为第二效,依此类推。采用多效蒸发器的目的是为了节省加热蒸气的消耗量。理论上,1kg加热蒸气大约可蒸发1kg水。但由于有热损失,而且分离室中水的汽化潜热要比加热室中的冷凝潜热为大,因此,实际上蒸发1kg水所需要的加热蒸气超过1kg。
干式壳管式蒸发器为全部制冷剂在管内蒸发的壳管式蒸发器,多为卧式,主要用于氟利昂制冷装置。干式壳管式蒸发器与满液式蒸发器(壳管式)结构基本相同,但工作过程却完全不同,专业制冷配件的制冷剂在冷却管内流动蒸发,载冷剂在管外流动被冷却。载冷剂由蒸发器前端的筒体下部进入,经折流板折流后,从另一端上部流出。制冷剂由前端盖下部进入,往返2~4个流程后由前端盖上部流出。由于端盖对制冷剂的流动有折返作用,制冷剂在流动蒸发过程中比容不断增大,所以每个流程中的冷却管数也依次增多。出于载冷剂被折流上下流动,而制冷剂则前后往返流动,所以液体载冷剂与冷却管接触良好,传热系数较大。这种制冷配件的制冷剂充填量很少,大约为管组容积的35~40%。制冷剂在管内流动过程中全部变成气体,为保持冷库制冷机吸气过热度不变,制冷剂的供液量由膨胀阀自动控制。
干式壳管式蒸发器的优点:(1)充液量少,为管内容积的40%左右;(2)受制冷剂液体静压力的影响较少;(3)排油方便(4)载冷剂结冰不会胀裂管子;(5)制冷剂液面容易控制;(6)结构紧凑。制冷配件缺点:制冷剂在制冷配件换热管束内供液不易均匀;弓形折流板制造与装配比较麻烦;载冷剂在折流板孔和换热管间、折流板外周与筒体间容易产生泄漏旁流,从而降低传热效果。 板式换热器具有如下特点:1)体积小,结构紧凑,比同样传热面积的壳管式换热器体积小60%;2)总传热系数高,约为2000~3000W/(m2K);3)流速小,流动阻力损失小;4)能适应流体间的小温差传热,可降低冷凝温度,提高制冷压缩机性能;5)制冷剂充注量少;(6)质量轻,热损失小。
蒸发器是制冷系统四大部件之一,是制冷效果和效率的最终体现。制冷配件一般是冷水机组生产厂家设计,选配好的用户不用操心。但为了更好的维护制冷系统,保证其高效运行,冷水机组蒸发器使用中应注意以下几点:液面高度对蒸发温度的影响。由于制冷剂液柱高度的影响,满液式蒸发器底部的蒸发温度要高于液面的蒸发温度。不同的制冷剂,在不同的液面蒸发温度受静液高度的影响不同。无论哪一种制冷剂,液面的蒸发温度越低。静液高度对蒸发温度的影响也就越大。因此,只有在蒸发压力较高时,可以忽略。也就是说,此时使用制冷配件就变得不经济了。
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。 制冷配件管板材料为碳钢,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。专业制冷配件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。
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