|
|
設(shè)為首頁(yè)
加入收藏 聯(lián)系我們
|
當(dāng)前位置 : 首頁(yè) > 空氣換熱器 > 新聞資訊
細(xì)說(shuō)21世紀(jì)換熱器的發(fā)展前景和方向
作者：換熱器 發(fā)布：2012年6月16日 瀏覽次數(shù): 2770
換熱器是將熱流體的局部熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交流器。換熱器是化工、石油、鋼鐵、汽車(chē)、食物及其他良多工業(yè)部分的通用設(shè)備，在出產(chǎn)中據(jù)有首要位置。尤其在化工出產(chǎn)中，換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，運(yùn)用甚為普及。
近年來(lái)，跟著我國(guó)石化、鋼鐵等行業(yè)的疾速睜開(kāi)，換熱器的需求程度大幅上漲，但國(guó)內(nèi)企業(yè)的供應(yīng)才干有限，招致?lián)Q熱器行業(yè)出現(xiàn)求過(guò)于供的市場(chǎng)外形，嚴(yán)厲的供應(yīng)缺口需求進(jìn)口來(lái)補(bǔ)償。
依據(jù)海關(guān)的核算，2001～2005年，我國(guó)均勻每年從國(guó)外進(jìn)口換熱器22.49萬(wàn)臺(tái)，總金額抵達(dá)14.02億美元。個(gè)中，僅2004年一年就進(jìn)口了34.11萬(wàn)臺(tái)，算計(jì)4.9億美元。固然，我國(guó)的換熱器出口數(shù)目也不少，但其規(guī)劃遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)口規(guī)劃(見(jiàn)圖1)。2001年，我國(guó)換熱器的進(jìn)口數(shù)目、金額和均價(jià)區(qū)分比出口數(shù)目、金額和均價(jià)多44640臺(tái)、8021.6萬(wàn)美元、245.72美元/臺(tái)；但到了2005年，進(jìn)出口間的差距已擴(kuò)展到75667臺(tái)、34517萬(wàn)美元和1347.57美元/臺(tái)。這闡明，我國(guó)換熱器市場(chǎng)增進(jìn)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跨越了供應(yīng)增進(jìn)的速度。還，我國(guó)出口的換熱器均價(jià)均勻不到進(jìn)口均價(jià)的一半，2005年更是降到了25%以下�？梢韵胍�(jiàn)，我國(guó)出口的產(chǎn)物多是附加值低的中、低端產(chǎn)物，而進(jìn)口的產(chǎn)物多是附加值高的高端產(chǎn)物。這充沛闡明我國(guó)對(duì)高端換熱器產(chǎn)物需求興隆但供應(yīng)缺乏的市場(chǎng)近況。估量“十一五”時(shí)期，我國(guó)的換熱器進(jìn)口規(guī)劃還將維持在一個(gè)相對(duì)較高的程度(約200～300萬(wàn)臺(tái)之間)，且愈加向高端產(chǎn)物集中。
依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)睜開(kāi)第十一個(gè)五年規(guī)劃大綱，“十一五”時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)增進(jìn)將僵持年均7.5%的速度。而石化及鋼鐵作為支柱型財(cái)富，將持續(xù)僵持疾速睜開(kāi)的勢(shì)頭，估量2010年鋼鐵工業(yè)總產(chǎn)值將跨越5000億元，化工行業(yè)總產(chǎn)值將打破4000億元。這些行業(yè)的睜開(kāi)都將為換熱器行業(yè)供應(yīng)愈加寬廣的睜開(kāi)空間。將來(lái)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求將出現(xiàn)以下特點(diǎn)：對(duì)產(chǎn)物質(zhì)量程度提出了更高的要求，如環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)物將是往后睜開(kāi)的重點(diǎn)；要求產(chǎn)物性價(jià)比進(jìn)步；對(duì)產(chǎn)物的特征化、多樣化的需求趨向兇暴；逐步留心品牌產(chǎn)物的選用；大工程項(xiàng)目喜好大企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)產(chǎn)物。
國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)睜開(kāi)帶來(lái)的優(yōu)勝時(shí)機(jī)，以及進(jìn)口產(chǎn)物嚴(yán)厲的可轉(zhuǎn)化性一同預(yù)示著我國(guó)換熱器行業(yè)優(yōu)勝的睜開(kāi)前景。還，行業(yè)睜開(kāi)必需求注重高端產(chǎn)物的研發(fā)。先
1·新型高效換熱器簡(jiǎn)介
1.1 氣動(dòng)噴涂翅片管換熱器
俄羅斯提出了一種進(jìn)步老一輩辦法,即氣動(dòng)噴涂法,來(lái)進(jìn)步翅片化外表的功用。其本質(zhì)是采用高速的冷的或略微加溫的含微粒的流體給翅片外表噴鍍粉末粒子。用該辦法不只可噴涂金屬還能金屬陶瓷攙和物,然后獲得各類不合功用的外表。人世在理論中翅片底面的接觸阻力是限制管子加裝翅片的要素之一。
為了評(píng)價(jià)翅片管換熱器元件進(jìn)行了執(zhí)行鉆研。執(zhí)行是采用在翅片外表噴涂AC-鋁,并添加了24A白色電爐氧化鋁。將執(zhí)行所得數(shù)據(jù)加以整頓,便可評(píng)價(jià)翅片底面的接觸阻力。
將鉆研的翅片的效率與核算數(shù)據(jù)進(jìn)行比擬,得出的結(jié)論是:氣動(dòng)噴涂翅片的底面的接觸阻力對(duì)效率無(wú)本質(zhì)性影響。為了證明這一點(diǎn),又對(duì)管子與翅片的過(guò)渡區(qū)進(jìn)行了金相構(gòu)造剖析。對(duì)過(guò)渡區(qū)試片的剖析標(biāo)明,聯(lián)接鴻溝的整個(gè)長(zhǎng)度上無(wú)不緊密性的微裂紋。所以,氣動(dòng)噴涂法促進(jìn)外表與根本互相后果的分支鴻溝的構(gòu)成,能促進(jìn)粉末粒子向基體的浸透,這就闡明了附著強(qiáng)度高,有物理接觸和金屬鏈構(gòu)成。因此,氣動(dòng)噴涂法不單可用于成型,還可用來(lái)將按粗淺辦法制造的翅片固定在熱換器管子的外表上,也可用來(lái)對(duì)粗淺翅片的底面進(jìn)行增補(bǔ)加固�？梢怨懒�,氣動(dòng)噴涂法在緊湊高效的換熱器出產(chǎn)中將會(huì)獲得普及運(yùn)用[1]。
1.2 焊接式板式換熱器
用焊接構(gòu)造替代橡膠墊密封,全焊式和半焊式板式換熱器的呈現(xiàn),消弭了因?yàn)閴|片資料耐溫、耐侵蝕、耐壓方面的限制。關(guān)于侵蝕介質(zhì)運(yùn)用板式換熱器,近年來(lái)獲得很大睜開(kāi)。德國(guó)與日本協(xié)作的千代田攙和焊接板式換熱器,操作壓力可從真空到6,操作溫度200℃~900℃,單臺(tái)換熱面積F為3m2~2 000m2�？捎糜跉�-氣、氣-液、液-液的換熱和蒸氣的冷凝。
美國(guó)VICARB公司在1989年開(kāi)拓COMPBLOC焊接式板式換熱器,是一種緊湊、高效、具有專利身手的換熱器。如圖1所示,這種換熱器由焊接板束、鋼框和面板等組裝而成,是一種四面體構(gòu)造。板束采用精細(xì)壓制、主動(dòng)焊接制造,立柱襯里采用電阻焊接,換熱器的“中心”由焊接波紋板板束、立柱襯里和頂部、底部蓋板襯里構(gòu)成,螺栓聯(lián)接框架由四根立柱和頂部、底部蓋板以及4個(gè)帶有接收的面板構(gòu)成。其耐壓耐溫達(dá)3.2MPa和300℃,單臺(tái)F為1.5m2~300m2,單臺(tái)板片數(shù)為25~500,冷熱介質(zhì)錯(cuò)流陳列。因?yàn)镃OM PABLOC焊接板式換熱器的傳熱功用好且運(yùn)用溫度和壓力較高,所以可非常經(jīng)濟(jì)地用這種換熱器替代在賜顧幫襯溫度局限內(nèi)運(yùn)用的管殼式換熱器。用于油氣加工工業(yè),可用作原油冷卻器、塔頂冷凝器等,還可用于其他多種工業(yè)加工歷程[2-3]。
1.3 螺旋折流板換熱器
螺旋折流板換熱器(圖2)是最新睜開(kāi)起來(lái)的一種管殼式換熱器,是由美國(guó)ABB公司提出的。在列管換熱器中,殼程人世是一個(gè)單薄環(huán)節(jié)。美國(guó)ABB公司提出了一種全新方案,采用螺旋狀折流板。其根本事理為:將圓截面的特制板裝置在“擬螺旋折流系統(tǒng)”中,每塊折流板占換熱器殼程中橫剖面的1/4,其傾角朝向換熱器的軸線,即與換熱器軸線僵持必然傾斜度。相鄰折流板的周邊相接,與外圓處成延續(xù)螺旋狀。每個(gè)折流板與殼程流體的活動(dòng)傾向成必然的角度,使殼程流體做螺旋活動(dòng),能增添管板與殼體之間易結(jié)垢的死角,然后進(jìn)步了換熱效率。因?yàn)榻橘|(zhì)呈螺旋式活動(dòng),在徑向發(fā)生速度梯度,構(gòu)成徑向湍流,徹底改動(dòng)了弓形折流板換熱器的流體活動(dòng)方法和流場(chǎng)散布,減薄了傳熱管外表滯流底層的厚度,進(jìn)步了傳熱膜系數(shù),消弭了弓形板的傳熱死區(qū),使殼程的傳熱外形大為改善。此外,螺旋折流板構(gòu)造可以知足的工藝前提很寬,設(shè)計(jì)方面具有很大的活絡(luò)性,可針對(duì)各類非凡的工藝前提選擇****的螺旋角。
1.4 新型麻花管換熱器
瑞典Alares公司開(kāi)拓了一種扁管換熱器,人世稱為麻花管換熱器。螺旋扁管的制造歷程搜羅了“壓扁”與“熱扭”兩個(gè)工序。改良后的麻花管換熱器同傳統(tǒng)的管殼式換熱器一樣簡(jiǎn)略,但改良了傳熱,增添了卻垢,真正的逆流,降低了本錢(qián),無(wú)振動(dòng),節(jié)流了空間,無(wú)折流元件。因?yàn)楣茏訕?gòu)造一同使管程與殼程還處于螺旋活動(dòng),促進(jìn)了湍流水平。該換熱器總傳熱系數(shù)較慣例換熱器高40%,而壓力降簡(jiǎn)直相等。組裝換熱器時(shí)也可采用螺旋扁管與光管攙和方法。該換熱器嚴(yán)峻依照ASME規(guī)范制造,但凡用管殼式換熱器和傳統(tǒng)安裝之處均可用此種換熱器替代,它能取得粗淺管殼式換熱器和板框式傳熱設(shè)備所取得的****值,估量在化工、石油化工行業(yè)中具有廣大的運(yùn)用前景[4]。
1.5 Hitan繞絲花環(huán)換熱器
該型換熱器是英國(guó)Cal Gavin Ltd公司開(kāi)拓的一種新產(chǎn)物,采用一種稱之為Hitan matrix elements的絲狀花內(nèi)插物,可使流體在低速下發(fā)生徑向位移和螺旋流相疊加的三維復(fù)雜活動(dòng),可進(jìn)步誘發(fā)湍流和加強(qiáng)沿溫度梯度傾向上的流體擾動(dòng),能在不添加阻力的前提下大大進(jìn)步傳熱系數(shù)。
內(nèi)插件不只可以促進(jìn)管內(nèi)流體構(gòu)成湍流,還可以擴(kuò)展傳熱面積,進(jìn)步傳熱效率。那時(shí),管內(nèi)內(nèi)插物首假定運(yùn)用各類金屬的條、帶、片和絲等繞制或歪曲成螺旋形,如麻花鐵、螺旋線、螺旋帶及螺旋片等,或沖成帶出缺口的刺進(jìn)帶。英國(guó)Cal Gavin公司研制出了一種叫Heatex的內(nèi)插件。這種內(nèi)插件由一組延長(zhǎng)至管壁的圓芯體構(gòu)成,它可使管側(cè)傳熱效率進(jìn)步2~15倍。該公司還開(kāi)拓了一種叫Hitran的絲網(wǎng)內(nèi)插件,將這種內(nèi)插件用于液體工況,可使管殼式換熱器管程傳熱效率進(jìn)步25倍,用于氣體工況,可使賜顧幫襯值進(jìn)步5倍。還,與正常流速比擬,這種內(nèi)插件使換熱管的防垢才干進(jìn)步8~10倍。
2·換熱器身手的睜開(kāi)前景
2.1 用于全體安裝設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)身手傳統(tǒng)的全體安裝設(shè)計(jì)義務(wù)是由各個(gè)部分的義務(wù)小組區(qū)分對(duì)個(gè)中的某一項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì),并經(jīng)由設(shè)計(jì)仿單互相聯(lián)絡(luò)來(lái)完成的,而比來(lái)睜開(kāi)起來(lái)用于全體安裝設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)身手,可以使這種深重的義務(wù)變得簡(jiǎn)略起來(lái)。經(jīng)由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),不合類型的設(shè)計(jì)運(yùn)用軟件可以有機(jī)地構(gòu)成一個(gè)全體,設(shè)計(jì)者只需經(jīng)由數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)向運(yùn)用軟件中輸入相關(guān)參數(shù),便可獲得更多的關(guān)于設(shè)計(jì)義務(wù)的數(shù)據(jù),而且這些數(shù)據(jù)可以回響到數(shù)據(jù)庫(kù)中。跟著CAD軟件包和數(shù)據(jù)庫(kù)身手的睜開(kāi),用于全體安裝設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)身手肯定會(huì)替代手工核算設(shè)計(jì)辦法。
2.2 核算流膂力學(xué)(CFD)和模子化設(shè)計(jì)的運(yùn)用
在換熱器的熱流剖析中,引入核算機(jī)身手,對(duì)調(diào)熱器中介質(zhì)的復(fù)雜活動(dòng)歷程進(jìn)行定量的模仿仿真。那時(shí),基于核算機(jī)身手的熱流剖析曾經(jīng)用于天然對(duì)流、剝離流、振動(dòng)流和湍流熱傳導(dǎo)等的直接模仿仿真,以及對(duì)輻射傳熱、多相流和稠液流的機(jī)理仿真模仿等方面。在此根底上,在換熱器的模子設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)開(kāi)拓中,運(yùn)用CFD的剖析后果和相對(duì)應(yīng)的模子執(zhí)行數(shù)據(jù),運(yùn)用核算機(jī)對(duì)調(diào)熱器進(jìn)行更為準(zhǔn)確和細(xì)心的設(shè)計(jì)。
2.3 換熱器強(qiáng)化傳熱身手的睜開(kāi)
以采用強(qiáng)化傳熱元件和改良換熱器構(gòu)造為主的強(qiáng)化傳熱身手是一種能明晰改善換熱器傳熱功用的節(jié)能身手。依據(jù)傳熱物流前提的不合狀況,殼程傳熱強(qiáng)化的鉆研必定與強(qiáng)化傳熱管的優(yōu)化組合相聯(lián)絡(luò),這是往后換熱器強(qiáng)化傳熱身手睜開(kāi)的傾向。
3· 終了語(yǔ)
那時(shí),世界列國(guó)在換熱器理論鉆研、新身手和新產(chǎn)物開(kāi)拓方面曾經(jīng)進(jìn)人高條理的尋找階段,觸及局限很廣。換熱器的新身手獲得了合用化,并進(jìn)一步擴(kuò)展其合用局限,具有高效、低耗、功用優(yōu)勝的新型換熱器將執(zhí)交運(yùn)用,我國(guó)應(yīng)借鑒國(guó)外進(jìn)步老一輩換熱器身手,起勁趕上國(guó)際進(jìn)步老一輩程度。