蒸汽高效换热的研究

以蒸汽为热源将水加热,在采暖、空调、生活热水选何种换热器是整体设计的一项重要内容。必须满足以下三个条件:

1、  加热速度快,热效率高。

2、  操作简单,少维修,低运行成本。

3、  综合造价低,占地小,配套设备少。

用蒸汽作热源加热水基本有两种方法:

1、  间接加热――蒸汽与水为两个独立系统,通过金属表面热能从高品位向低品位传导。

2、  .直接加热――蒸汽直接和被加热物质接触。

间接换热器的特性

间接加热必须具备两个条件才能进行热能的位移。从传热公式Q=KF△T可以看出:1.传导必须有温差,即△T≠0.不能等温换热,一般情况要求△T≥20℃,否则温差越小,换热面积越大。2.K值。一种金属的传热系统K值为恒定值。如果金属表面生成0.1㎜厚水垢,K值相应减少几倍,换热面也相应减少几倍,在采暖、空调系统中用软水就是这个道理。因蒸汽与水是两个各自独立的系统,压力相互间不会影响。

蒸汽换热应采用二级换热

{dy}级为汽-水换热(利用潜热);第二级为水-水换热(利用显热)。在饱和蒸汽中,因潜热大于显热5倍左右,因工程造价原因,一般采用汽――水一级换热。

间接换热器种类及特点

一、列管式换热器。采用层流传热,一级换热热效率不超过80%,冷凝水温度高,超过100℃,易汽化,蒸汽压力低于0.2MPa时,易产生蒸汽与水的冲击噪音,且有储存热水功能,水温上热下冷。份量重,易结垢。因检修需要一定抽管距离,且占地面积大,价格高,基本为淘汰产品。

二、螺旋板式换热器。采用层流传热,有两种不同材质:一种为碳钢,一种为不锈钢。热效率不超过80%,一次性使用无法维修。比列管式占地相对小,易结垢,造价低,冷凝水温度超过100℃.易汽化,蒸汽压力小于0.2MPa时,冷凝水与蒸汽产生汽水冲击噪声,因价格低廉不普遍被采用。

三、波纹管式换热器。采用振动和层流混合传热,一级换热热效率不超过80%,占地小,易结垢,冷凝温度超过100℃,易汽化,蒸汽压力小于0.2MPa时,水与蒸汽产生冲击噪声,因占小,90年代初为流行产品。

四、浮动盘管换热器。采用振动传热,是利用蒸汽动能,换热面产生振动破坏水膜,层流变为稳流传热,是世界上比较先进的方法,并采用新型结构浮动盘管束,提高了传热能力,同时自动脱垢能力大提高,因制造工艺而异,热效率约在80-90%左右。0.2MPa以下蒸汽易产生汽水冲击噪声。储存式上下温差大,有死水区。结构紧凑,体积小,占地面积少。但价格稍微偏高,现在有很多地方采用,目前国内所有厂家未做过试验,蒸汽压力与水压多大时合适,振频率过大,水分子与换热面不接触,无法传热,过小又起不到破坏水膜的作用,影响传热系数。

五、机械换热机组。为两级换热:{dy}级将蒸汽通过喷淋方法变为高温水;第二级用水泵高流速(3M/S)在板式换热器中产生高速摩擦进而产生喘流换热器。这种换热器机组是目前国际上热效率{zg}(97.8%),冷凝水低于100℃,0.2MPa以下蒸汽正常使用,但因占地大、造价高(比浮动盘管高5倍以上)、消耗电力、维修大、价格贵、无法普遍使用。

传导加热换热种类很多,但都有不足之处:1.无法等温换热2.怕结垢,易结垢3.热效率一般无法超过87%4.换热器需定期维修5.冷凝水温度高,易汽化,浪费能源6.使用蒸汽压力不得低于0.2MPa。优点:两系统压力、流速、流量互不影响,100%回收冷凝水。

这就是蒸汽间接换热的一些换热器的优点和不足——除此之外蒸汽间接加热的换热器还有很多。因此,蒸汽的间接加热在换热行业中占有重要地位。更多技术问题可到瑞克阀门工业(苏州)有限公司的网站查询。

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