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先锋干燥系列讲座之二十五:换热器的选型原则

换热器选型原则

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、温度及允许压降的范围;对清洗、维修的要求;材料价格;使用寿命等。


目前应用^广泛的是列管式换热器,常用的分固定管板式和浮头式两种。一般要根据介质的性质、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70℃;壁温相差50~70℃。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。


换热管规格选择

①管子的外形:列管换热器的管子外形有光滑管和螺纹管两种。一般按光滑管设计。当壳程膜系数低,采取其他措施效果不显著时,可选用螺纹管,它能强化壳程的传热效果,减少结垢的影响。


②管子的排列方式:相同壳径时,采用正三角形排列要比正方形排列可多排布管子,使单位传热面积的金属耗量降低。一般壳程流体不易结垢或可以进行化学清洗的场合下,推荐用正三角形排列。必须进行机械清洗的场合,则采用正方形排列。


③管子直径:管径越小换热器越紧凑、越便宜。但管径越小换热器压降越大。为了满足允许的压力降一般选用Ф19mm的管子。对于易结垢的物料,为方便清洗,采用外径为25mm的管子。对于有气液两相流的工艺物流,一般选用较大的管径。直径小的管子可以承受更大的压力,而管壁较薄,有利传热;相同的壳径,可以排较多的小管子,使传热面积增大,单位传热面积的金属耗量降低。所以,在管程结垢不是很严重,又允许压力降较高的情况下,采用Φ19mm×2mm的管子是合理的。


④管长:无相变换热时,管子较长,传热系数增加。在相同传热面积时,采用长管管程数较少,压力降小,而且每平方米传热面积的性价比也高。但是,管子过长给制造带来困难。壳径较大的换热器采用较长的管子可降低单位传热面积的金属耗量,更为经济。因此,一般选用管长4~6m。对于大面积或无相变的换热器可以选用8~9m的管长。管心距:管心距小、设备紧凑,但将引起管板增厚、清洁不便、壳程压降增大,一般选用范围为管外径的1.25~1.5倍。

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