紧凑、节能型蒸汽加热器的设计与开发VIP免费

紧凑、节能型蒸汽加热器的设计与开发冯苗根，汤庚辰(杭州杭氧股份有限公Fd，浙江杭州31000a)摘要：通过对新型蒸汽加热器结构的描述，分析了新型蒸汽加热器的工艺流程，特别是对该蒸汽加热器的气侧换热情况。针对气体横掠管束的特点，对迎风面与管间流速的确定，雷诺数与传热系数以及压降的关系等，分析了大量相似结构的计算，厶＼式或实验数据。同时，对设计时的力学模型与实际不一致的地方，在结构上给予了充分的考虑，使实际运行与所计算的结果更接近、更吻合。对设计中的难点提出了相应的处理方法，揭示了该蒸汽加热器的优越性，明确了作为新一代产品的发展方向关键词：紧凑；节能；蒸汽加热器；开发中图分类号：lU)51．5文献标识码：A文章编号：l00l一4837(2003)06—0029一o4DesignandDevelopmentofaCompactEnergy——savingSteamHeaterFENGMiao—gen．TANGGeng—chen(HangzhouHangyangCompanyCo．，Ltd、，Hang'zhou310004，China)Abstract：Throughthedescriptionofconstructionofnewmodelsteamheater，thisarticleanalyzedtheprocess，moreover，especiallyfortheheartransferconditionatthegassideofthesteamheater，italsoanalyzedthecalculationformularsorexprimentdataforalotofthesimilarstructurebasedonthecharacteristicsthatthegastransverselypassesthepipesoutsideandthedefinitionofflowspeedbetweenthepipesandhead—onsuFfaeeaswellastherelationsofReynold’Snumber。heattransfereoeffieieneyandpressuredrop．Meanwhile．f0rtheinconsistencybetweenthethermodynamicsmodelandtheactualitiesduringthedesign，fullmuchidenticaltothecalculations，ThecorrespondingsolutionsandmeasuFestothedifficultiesinthedesignwereputforwardinthisarticle，Thisarticlerevealedtheadvantagesofsuchkindofsteamheateranddefinedthedevelopmenttrendofthenewgenerationproduct．Keywords：compactness；steamheater；energy——saving；development1概况蒸汽加热器是空分设备、石油化工、食品工业、冶金工业中应用非常广泛的设备，它主要是利用蒸汽放出的热量来加热所需的工艺气体。当前，工业上常用的蒸汽加热器主要有两种型式：光管式和叠片式。这两种型式的蒸汽加热器性能比较稳定，应用也比较广泛，但其不足表现为：(1)仅依靠蒸汽的冷凝放热来加热工艺气体，排放的冷凝水仍具有较高的温度，该部分热能没有得到充分利用；(2)产品外形尺寸较大。消耗材料较多，制造成本相对较高。本文研究的蒸汽加热器，是在消化、吸收国内外该类产品先进技术的基础上，开发的新一代紧凑、节能型蒸汽加热器。该加热器具有以下优点：·29·维普资讯http://www.cqvip.com紧凑、节能型蒸汽加热器的设计与开发(1)相同工况下，与目前的蒸汽加热器相比，结构紧凑、体积小、重量轻，从而大大降低了制造成本和原材料消耗；(2)节能效果好。该蒸汽加热器设置了过冷区，使具有一定温度的饱和水仍参与换热，使饱和水变成过冷水，蒸汽的热量得到了充分利用，从而达到了节能的效果；(3)设备安装方便。该蒸汽加热器在结构上设计成蒸汽与工艺气体错流型式，并且气体一次横掠全部管束，工艺气体的进出口接管在同一标高。这样，管路安装非常方便，从而大大缩小了整套设备的占地面积；(4)传热效率高。该加热器采用碳钢整体轧片管，不存在翅片因胀接不良而产生的间隙热阻，因而单位体积的换热面积大，提高了翅片管的传热效率2原理及结构特点2．1总体设计思路为了使该蒸汽加热器仅外型紧凑、美观，而且有较好的换热效果，真正成为一种更新换代产品，在可行性研究的基础上，设计r一种全新的、区别于传统叠片式和光管式的更新换代产品。该加热器整体采用立式结构，上管板与壳体平盖固定，下管板是活动的，以便让换热管受热膨胀时自由伸缩。换热管采用整体轧片式，换热管与管板的连接采用强度焊加贴胀。其结构及流程见图1。图la．蒸汽进口；6．饱和水出口；c．饱和水进口；d．过冷水出口；e．工艺气进1：3；_r．工艺气出I：1；1．蒸汽加热器；2．汽水分离器。其工艺流程为：饱和蒸汽(或过热蒸汽)在垂直的翅...