内展翅片换热器应用初探(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-01 原文发表时间:2007-07-02 人气:1

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　　内展翅片换热器在气(汽) ———液换热管换热器相比其主要特点有:
(1) 流换热系数低的流体(如气体) 走管侧,对流换热系数高的流体(如水) 走壳侧,由于气体走管内,所以可以承受高压;
(2) 内翅片的翅化系数可达1 :7. 4 ,总传热系数大大提高, 相对光管换热器换热效率提高32 % ,节水率可达85 %;
(3) 换热器体积小,相对常规换热器体积要小50 % —70 %;
(4) 投资省,回报期短;结垢慢,清洗周期长,用户维护成本低;
(5) 由于气体走管侧且翅片为一整体沿换热管轴向延伸,因此消除了翅片及换热管的震动及运行噪音也避免了高肋外翅片管翅片容易脱落的缺点;
(6) 由于翅片在换热管内,换热器的制造工艺与传统的光管换热器完全相同,避免了外翅片处换热管穿管时容易倒翅及与壳侧折流板的相对位置无法确定的缺点;
(7) 换热器的结构设计及热力性能计算简单。
　　内展翅片换热器是通过在管内胀接镶嵌内波纹形翅片,有效地增大传热面积;让传热膜系数α值小的一侧流体走管程,使两侧流体的热阻趋于相等,从而提高整体传热系数K。在加工工艺方面,液压胀接不存在焊接的热阻死点,而且内翅管的多流通道使得管内介质热交换接触面积大,传热效果相对于其它内翅换热器更能发挥其高效换热、节能的优势。在结构方面,管中心的支撑管在介质入口端,加易于导流的锥形封头,使介质以均流进入管内换热;而镶嵌的波纹内翅在保证增大换热面积的同时,因其自身的弧线线条及高精度的翅片表面,即使是小通道流通,其阻力相对较小,一般管内气态流通时的压力降是同等光管使用工况下的3～6 倍左右。
　　相对于其它各种形式的内翅换热管,其创新之处在于最大限度的增大单位换热交换面积,使得换热效率高,节能节水效果显著,而沿轴向布置翅片特殊的结构使得内展翅片换热管可以承受高压而不发生翅片脱落现象,设备运行安全可靠。并且液压胀接的方式,使得管内不存在焊接的热阻死点,多流通道增大管内介质热交换接触面积;传热效果相对于其它内翅换热器更能发挥其高效换热、节能的优势。
　　在换热器整体结构设计方面,内展翅片换热器的冷却水走壳程,由于水的不断折流扰动,不易形成水垢;另外,高压气体走管程,而管程介质的高温高压,流速较大,污垢系数较小的性质,决定了内展翅片换热器的清洗周期较长,使设备维护成本得以降低。
3 　内展翅片换热管的应用试验及参考数据
　　下面以哈尔滨市经济贸易委员会节能技术服务中心用空气水冷却内展翅片管与普通光管1 米单管试验对产品作了能效对比试验测试的技术鉴定为例,相关数据及K值比较分析如下:

　　(1) 对于光管的K值计算如下:热交换量:
Q = ( t2 - t1) ×GW ×CP = (10 - 8) ℃×(2.5 ×60) kg/ h ×1 kcal/ kg ·℃ = 300 kcal/ h
对数平均温差:
Δtm =( T1 - t2) - ( T1 - t1)/1 n[( T1 - t2)/( T2 - t1)]=(140 - 10) - (56 - 8)/1 n[(140 - 10)/(56 - 8)]= 82. 33 ℃
换热面积:A = d0 ×π×L = 0. 032 ×3. 141 ×1 = 0. 10048 m2
总换热系数:
K =Q/Δtm ×A=300×36. 3 /82. 33 ×0. 10048kcal/ m2·h ·℃
(2) 对于内展翅片管的K值计算如下:热交换量:
Q = ( t2 - t1) ×GW ×CP = (50 - 8) ℃×(0.38 ×60) kg/ h ×1 kcal/ kg ·℃ = 957. 6 kcal/ h
对数平均温差:
Δtm =( T1 - t2) - ( T1 - t1)1 n[( T1 - t2)/( T2 - t1)]= 43. 7 ℃
换热面积:A = d0 ×π×L = 0. 032 ×3. 141 ×1 = 0. 10048 m2
总换热系数:
K =Q/Δtm ×A=957. 6×218 /43. 7 ×0. 10048kcal/ m2 ·h ·℃
根据以上分析得出内展翅片换热管相对于光管换热效率提高了32 % ,节水率可达87 %。
4 　内展翅片换热器应用综合效益分析
　　以某化肥厂2002 年换热器改造项目为例,将投入运行后的内展翅片换热器与原列管换热器的主要参数对比如下: