螺旋折流板換熱器PPT課件

1、引言1 不管努力的目標(biāo)是什么，不管他干什么，他單槍匹馬總是沒有力量的。合群永遠是一切善良思想的人最高需要 。 德.歌德 制作PPT是一項光榮而艱巨的任務(wù)，也是一個小組團隊意識的體現(xiàn)。每個人的分工不同，但是不要認為分工有輕有重，每一項任務(wù)都是一樣重要的！第1頁/共29頁2目錄1.螺旋折流板換熱器的提出2.螺旋折流板換熱器的特性3.螺旋折流板換熱器在工程上的應(yīng)用舉例4.總結(jié)第2頁/共29頁1.螺旋折流板換熱器的提出2021-11-19背景弓形折流板換熱器螺旋折流板換熱器第3頁/共29頁2021-11-19 背景背景。概念換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。意義換熱器是化工

2、、石油、動力、食品及其它許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位。其中管殼式換熱器應(yīng)用最為廣泛第4頁/共29頁弓形折流板換熱器 2021-11-19優(yōu)點 傳統(tǒng)的管殼式換熱器多采用弓形折流板換熱器，該類換熱器具有制造簡單，運行可靠的優(yōu)點，適合于殼側(cè)流體處于較低流速的場合。缺點 由于流體在接近殼體壁面處的突然轉(zhuǎn)向使能量損耗迅速增大,造成殼側(cè)的沿程壓力降的增大,另外,由于折流板與殼體之間的旁流和換熱管與折流板之間漏流及死區(qū)的存在(如圖1),使其殼側(cè)流動特性的缺點十分明顯。第5頁/共29頁6 圖（1）弓形折流板換熱示意圖第6頁/共29頁螺旋折流板換熱器的提出7 提出 科學(xué)家從改變折流板布置方式的角

3、度, 提出了螺旋折流板換熱器的思想。原理 螺旋折流板換熱器（見圖2 ）通過將折流板布置成近似的螺旋面,使換熱器中的殼側(cè)流體呈連續(xù)的螺旋狀流動,從而有效地降低殼側(cè)的流動阻力及強化傳熱。第7頁/共29頁8 圖（2） 螺旋折流板換熱器第8頁/共29頁2. 2. 螺旋折流板換熱器的特性螺旋折流板的特性傳熱特性流動性能防止結(jié)垢性能抗震性能2021-11-19第9頁/共29頁10傳熱特性傳熱特性 傳熱系數(shù)是傳熱過程的綜合反映，是衡量換熱器傳熱性能的重要指標(biāo) 相比弓形折流板光管換熱器，螺旋折流板光管換熱器總傳熱系數(shù)和殼程換熱系數(shù)分別提高 50%80%和90%。 一是流體在殼側(cè)的螺旋流動更接近柱塞流動，提高了

4、傳熱溫差 二是螺旋流動使殼側(cè)流體存在徑向的速度梯度并破壞了邊界層，增加了傳熱系數(shù) 螺旋折流板換熱器傳熱性能提高的幅度主要受螺旋角大小的影響。 不同螺旋角在相同的結(jié)構(gòu)參數(shù)的情況下,通過對殼程單位壓降傳熱系數(shù)的對比得出該結(jié)構(gòu)下不同角度中傳熱性能較好的螺旋角度數(shù)(圖3），可以發(fā)現(xiàn)18最好第10頁/共29頁2021-11-19圖3 不同螺旋角的螺旋折流板換熱器殼程傳熱系數(shù)對比第11頁/共29頁流動性能2021-11-19 對于換熱器來說，殼側(cè)壓力降是表征介質(zhì)流動性能的重要參數(shù)，泵的能量消耗依賴于換熱器的壓力降，因此較低的壓力降可以減小換熱器的操作費用。螺旋折流板換熱器中的介質(zhì)在殼體內(nèi)連續(xù)平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)流動，

5、沒有急劇的流向改變，所以殼程介質(zhì)壓力降較小。第12頁/共29頁2021-11-19 目前比較精確的是通過實驗方法確定的公式, 科學(xué)家通過實驗方法并運用軟件回歸殼程壓降計算公式為 P0 = f0 uL2B 式中： P0殼程壓力降，Pa; u殼程流體流速，m/s; L管長，m; B螺旋折流板螺距，m； f0不同的螺旋角有不同的值，可通過查表得 出。第13頁/共29頁2021-11-19 圖4 不同螺旋角的螺旋折流板換熱器壓降對比第14頁/共29頁2021-11-19 2.3 2.3 抗振性能 管殼式換熱器管束振動主要是由殼程流體流動所引起的，振源為流體穩(wěn)定流動產(chǎn)生的振動，如流體速度的波動，通過管道

6、或其它連接件傳播的動力機械振動等。第15頁/共29頁2021-11-19 螺旋折流板換熱器殼程流體與管子軸向有一角度，橫向流弱，流體對管子的直接沖擊較小，同時螺旋折流板的連續(xù)支撐減小了管束跨距，使管子和流體產(chǎn)生的振動頻率差距加大，避免了共振，削弱了由于橫流而產(chǎn)生的管束誘發(fā)振動，從而延長設(shè)備運行壽命，降低設(shè)備維修費用。第16頁/共29頁2021-11-19 2.4 2.4 防止結(jié)垢性能 由于弓形折流板換熱器內(nèi)流動死區(qū)的存在，使得含有雜質(zhì)的污濁流體很容易在弓形折流板附近結(jié)垢，嚴(yán)重影響了換熱器的運行效果與使用壽命。第17頁/共29頁2021-11-19 螺旋折流板換熱器防止結(jié)垢能力主要表現(xiàn)在兩個方面

7、，一個是其消除了流動死區(qū)，有效抑制了污垢的積累沉淀，防止污垢形成。另一個是，封閉螺旋道內(nèi)形成高速旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)流具有較大的離心力，可以將沉淀物及時沖刷走，減少污垢。第18頁/共29頁2021-11-193.螺旋折流板換熱器在工程上的應(yīng)用舉例螺旋折流板換熱器在工程上的應(yīng)用舉例 某煉油裝置采用引進工藝包,專利商對其中一臺“鍋爐給水預(yù)熱器”的壓降要求很嚴(yán)格,換熱器(結(jié)構(gòu)見圖5)殼程壓降不得大于24kPa;為防止出口氣相中夾帶液體,要求殼程介質(zhì)上進上出;設(shè)備的殼體、換熱管、管板、折流板、接管嘴子均為(Cr,Mo)換熱器工藝條件見表1。第19頁/共29頁2021-11-19 圖5 換熱器結(jié)構(gòu)外形第20頁/共

8、29頁2021-11-19 表表1 1 工藝數(shù)據(jù)工藝數(shù)據(jù)第21頁/共29頁2021-11-19 由于殼程介質(zhì)為純氣相,密度低、體積大,一般流速較高、壓降較大,而且容易發(fā)生振動。工藝要求殼程壓降越低越好,而且專利商要求殼程進、出口接口均布置在設(shè)備上部,這種要求限制了換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。第22頁/共29頁2021-11-19 主要的解決方案是改變折流板的結(jié)構(gòu)，如果采用常規(guī)單弓形折流板或雙弓形折流板不能有效地降低壓降,則無法解決殼程壓降問題。所以要采用螺旋折流板換熱器來解決這些問題。第23頁/共29頁2021-11-19 采用螺旋折流板換熱器的工藝設(shè)計結(jié)果如表2所示，可以看出來，采用螺旋折流板換熱器，設(shè)備長度與煉油廠多數(shù)采用的6m管長接近,便于工藝安裝專業(yè)做平面布置,設(shè)備殼徑比“窗口不布管”形式小500mm,相應(yīng)的法蘭尺寸減小。節(jié)約了很多成本。第24頁/共29頁2021-11-19表表2 不同折流板結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計結(jié)果不同折流板結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計結(jié)果第25頁/共29頁2021-11-194.4.總結(jié) 螺旋折流板換熱器在傳熱效率和壓降等性能方面顯示了其特有的優(yōu)越性,并且具有良好的抗振性能和防垢性能，特別適用于易結(jié)垢、高黏度的介質(zhì)，如原油、渣油等的強化傳熱。 但是又由于螺旋折流板換熱器結(jié)構(gòu)的原因，其制造加工比較復(fù)雜，成本高，制約了它的大規(guī)模推廣，所以我們要追求一種快