換熱器的結構型式有如下所述:水冷冷凝器是很多工業(yè)部門廣泛應用的一種常見設備,通過這種設備進行熱量的傳遞,以滿足生產L藝的需要??砂从猛?、換熱方式、結構型式三種不同的方法進行水冷冷凝器的分類。按結構型式分類如下:換熱器分為管式換熱器、板式換熱器、新型材料換熱器和其他型式的換熱器。管式換熱器又分為:套管式換熱器、管殼式換熱器、沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和翅片管式換熱器。板式換熱器又分為:夾套式換熱器、平板式換熱器、傘板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器。新型材料換熱器分為:石墨換熱器、聚四氟乙烯換熱器、玻璃換熱器和鈦材及其他稀有金屬材料換熱器。其他形式的換熱器包括回轉式換熱器和熱管。
在蒸發(fā)生產中,二次蒸氣的產量較大,且含大量的潛熱,故應將其回收加以利用,若將二次蒸氣通入另一蒸發(fā)器的加熱室,只要后者的操作壓強和溶液沸點低于原蒸發(fā)器中的操作壓強和沸點,則通入的二次蒸氣仍能起到加熱作用,這種操作方式即為多效蒸發(fā)。多效蒸發(fā)中的每一個水冷冷凝器稱為一效。凡通入加熱蒸汽的蒸發(fā)器稱為第一效,用第一效的二次蒸氣作為加熱劑的水冷冷凝器稱為第二效,依此類推。采用多效蒸發(fā)器的目的是為了節(jié)省加熱蒸氣的消耗量。理論上,1kg加熱蒸氣大約可蒸發(fā)1kg水。但由于有熱損失,而且分離室中水的汽化潛熱要比加熱室中的冷凝潛熱為大,因此,實際上蒸發(fā)1kg水所需要的加熱蒸氣超過1kg。
殼管式蒸發(fā)器工作時,螺桿式冷水機,殼體內應保留一定數(shù)量的液態(tài)制冷劑,液位用浮球控制,其靜液面高度應為筒體直徑的備左右,大部分水冷冷凝器冷卻管沉浸在液體中,以液體對液體的方式進行熱交換。工業(yè)水冷冷凝器,因此傳熱效果較好,傳熱系數(shù)較大。但液位不可太高,否則會出現(xiàn)制冷機的回液現(xiàn)象。這種蒸發(fā)器雖氮、奴通用,但所用管子材料不同。般氨蒸發(fā)器用4025x2.5-438X3的鋼管制造,氛利昂燕發(fā)器用紫锏管或黃銅管制造。當載冷劑具有腐蝕性時,管板一般使用耐腐蝕復合金屬板,冷卻管使用髙強度鋁砷黃銅管。為増強傳熱效果,奴利昂蒸發(fā)器多采用翅片管。
關于工業(yè)水冷冷凝器的優(yōu)勢:1.相較于傳統(tǒng)蒸發(fā)技術,熱泵蒸發(fā)技術在能耗上可以節(jié)約90%以上;2.其唯一的熱源為電。無需任何蒸汽供熱或者作為輔助熱源,因而大大節(jié)省設備的配套設施的投資及消耗;3.由于熱泵其自身可以同時輸出冷媒對物料產生的蒸汽進行冷凝,所以無需任何外部的冷卻水供應,因而大大節(jié)省設備的配套設施及冷卻水和電的消耗;4.模塊化設計。設備結構更加緊湊,占地面積小,組裝運行快速方便;5.超低溫蒸發(fā)。真空度達45mbar,蒸發(fā)溫度最低可達32℃。更加適合熱敏性物料。對于腐蝕性物料對水冷冷凝器的腐蝕程度降到最低,延長設備的壽命;6.全自動化控制及運行。7.相較于MVR蒸發(fā)器,其操作簡單,控制點少,自動化程度更高,故障率低,運行穩(wěn)定,維修及保養(yǎng)成本極低。
換熱器管有會結垢是因為水冷冷凝器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng),由于某些鹽類在溫度升高時從水中結品析出,附著于換熱管表面,形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類緩沖劑,當水的PH值較高時,也可導致水垢析出。初期水冷冷凝器形成的水垢比較松軟,但隨著垢層的生成,傳熱條件惡化,水垢中的結晶水逐漸失去,垢層即變硬,并牢固地附著于換熱管表面上。此外,如同水垢一樣,當換熱器的工作條件適合溶液析出品體時,換熱管表面上即可積附由物料結晶形成的垢層;當流體所含的機械雜質有機物較多、而流體的流速又較小時,部分機械雜質或有機物也會在換熱器內沉積,形成疏松、多孔或膠狀污垢。
干式蒸發(fā)器的制冷劑在管內流動,水在管簇外流動。制冷劑流動通常有幾個流程,由于制冷劑液體的逐漸氣化,通常越向上,其流程管數(shù)越多。為了增加水側換熱,在工業(yè)水冷冷凝器內傳熱管的外側設有若干個折流板,使水多次橫掠管簇流動干式蒸發(fā)器的優(yōu)點:(1)潤滑油隨制冷劑進入壓縮機,一般不存在積油問題;(2)充灌的制冷劑少,一般只有滿液式的1/3左右;(3)蒸發(fā)溫度t0在0℃附近時,水不會凍結。使用這種工業(yè)水冷冷凝器必須注意:(1)制冷劑有多個流程,在端蓋轉彎處如處理不好會產生積液,從而使進入下一個流程的液體分配不均勻,影響傳熱效果;(2)水側存在泄漏問題,由于折流板外緣與殼體間一般有1~3mm間隙,與傳熱管之間有2mm左右的間隙,因而會引起水的泄漏。實踐證明,水的泄漏會引起水側換熱系數(shù)降低20%~30%。
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