列管冷凝器是比較常見的一種工業(yè)設(shè)備，同時(shí)它的殼程冷凝膜傳熱系數(shù)要高，不凝物不會在死角積累起來不易排出，所以列管冷凝器是很多行業(yè)選擇的對象，那么在選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)符合以下基本條件呢？下面來具體講講。
(1)合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件
傳熱量、流體的熱力學(xué)參數(shù)(溫度、壓力、流量、相態(tài)等)與物理化學(xué)性質(zhì)(密度、粘度、腐蝕性等)是工藝過程所規(guī)定的條件。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)這些條件進(jìn)行熱力學(xué)和流體力學(xué)的計(jì)算,經(jīng)過反復(fù)比較,使所設(shè)計(jì)的換熱器具有盡可能小的傳熱面積,在單位時(shí)間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量。其具體做法如下。
①大傳熱系數(shù)。在綜合考慮流體阻力及不發(fā)生流體誘發(fā)振動(dòng)的前提下,盡量選擇高的流速。
②提高平均溫差。對于無相變的流體,盡量采用接近逆流的傳熱方式。因?yàn)檫@樣不僅可提高平均溫差,還有助于減少結(jié)構(gòu)中的溫差應(yīng)力。在允許的條件時(shí),可提高熱流體的進(jìn)口溫度或降低冷流體的進(jìn)口溫度
③妥善布置傳熱面。例如在管殼式換熱器中,采用合適的管間距或排列方式,不僅可以加大單位空間內(nèi)的傳熱面積,還可以改善流體的流動(dòng)特性。錯(cuò)列管束的傳熱方式比并列管束的好。如果換熱器中的一側(cè)有相變,另一側(cè)流體為氣相,可在氣相一側(cè)的傳熱面上加翅片以增大傳熱面積,更有利于熱量的傳遞。
(2)安全可靠
換熱器是壓力容器,在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計(jì)算時(shí),應(yīng)遵照我國《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》與《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。這對保證設(shè)備的安全可靠起著重要的作用。
(3)有利于安裝、操作與維修
直立設(shè)備的安裝費(fèi)往往低于水平或傾斜的設(shè)備。設(shè)備與部件應(yīng)便于運(yùn)輸與裝拆,在廠房移動(dòng)時(shí)不會受到樓梯、梁、柱的妨礙,根據(jù)需要可添置氣、液排放口,檢査孔與敷設(shè)保溫層。
(4)經(jīng)濟(jì)合理
評價(jià)換熱器的指標(biāo)是:在一定的時(shí)間內(nèi)(通常為1年)固定費(fèi)用(設(shè)備的購置費(fèi)、安裝費(fèi)等)與操作費(fèi)(動(dòng)力費(fèi)、清洗費(fèi)、維修費(fèi)等)的總和較小。在設(shè)計(jì)或選型時(shí),如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要,這一指標(biāo)尤為重要。
動(dòng)力消耗與流速的平方成正比,而流速的提高又有利于傳熱,因此存在一適宜的流速。
傳熱面上垢層的產(chǎn)生和增厚,使傳熱系數(shù)不斷降低,傳熱量隨之而減少,故有必要停止操作進(jìn)行清洗。在清洗時(shí)不僅無法傳遞熱量,還要支付清洗費(fèi),這部分費(fèi)用必須從清洗后傳熱條件的改善得到補(bǔ)償,因此存在一適宜的運(yùn)行周期。
嚴(yán)格地講,如果僅從列管冷凝器本身來進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算以確定適宜的操作條件與適宜的尺寸是不夠全面的,應(yīng)以整個(gè)系統(tǒng)中全部設(shè)備為對象進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算或設(shè)備的優(yōu)化。但要解決這樣的問題難度很大,當(dāng)影響換熱器的各項(xiàng)因素改變后對整個(gè)系統(tǒng)的效益關(guān)系影響不大時(shí),按照上述觀點(diǎn)單獨(dú)地對換熱器進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算仍然是可行的。
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