最新1112传热46换热器解析课件PPT.ppt 89页

'进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅1112传热46换热器解析 三、工业换热器的类型◆换热器：用于热量交换的设备。◆载热体：参与换热的两种流体。热载热体（热流体）：加热剂（水蒸载热体汽）冷载热体（冷流体）：冷却剂（水、冷冻盐水、空气） 1.间壁式：冷热流体通过间壁传递热量；特点：两种流体不直接混合，保持原状态；2.混合式：冷热两种流体直接混合；特点：传热速度快；适用于：废热回收；3.蓄热式4.中间载热体式换热器：热管； 分类:①按用途：加热器、冷却器、冷凝器、再沸器、蒸发器②按传热特征直接接触式：冷、热流体直接混合蓄热式：4.6换热器间壁式：冷、热两流体由金属壁隔开，不直接接触冷流体热流体热流体冷流体蓄热式换热器示意图 1、夹套式换热器◎结构及用途：在容器外壁安装夹套制成。主要用于反应过程的加热或冷却。◎优点：结构简单◎缺点：传热面受容器壁面限制，传热系数小。为提高传热系数，可在釜内安装搅拌器。夹套式换热器加热蒸汽釜冷凝水物料物料搅拌器一、间壁式换热器的类型 2、沉浸式蛇管换热器◎结构：这种换热器多以金属管子绕成，或制成各种与容器相适应的情况，并沉浸在容器内的液体中。蛇管的形状 ◎优点：结构简单，便于防腐，能承受高压。◎缺点：由于容器体积比管子的体积大得多，因此管外流体的对流传热系数较小。为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。 3、喷淋式换热器◎结构：将蛇管成排地固定于钢架上，被冷却的流体在管内流动，冷却水由管上方的喷淋装置中均匀淋下，故又称喷淋式冷却器。直管水槽喷淋式冷却器◎优点：传热推动力大，传热效果好，便于检修和清洗◎缺点：喷淋不易均匀 4、套管式换热器◎优点：进行热交换时使一种流体在内管流过，另一种则在套管间的环隙中通过。流速高，传热系数大，逆流流动，平均温差最大，结构简单，能承受高压，应用方便。外管内管套管式换热器◎结构：将两种直径大小不同的直管装成同心套管，并可用U形肘管把管段串联起来，每一段直管称作一程。◎缺点：介质流量较小，热负荷不大。 5、列管式换热器列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，应用广泛。◎优点：单位体积设备所能提供的传热面积大，传热效果好，结构坚固，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍采用。常见的类型有：固定板式换热器、U形管换热器、浮头式换热器。 （1）列管式换热器的结构结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。管束结构结构示意 单程：流体在管内每通过管束一次——一管程流体在管外每通过壳体一次——一壳程多程：◆多管程：封头内设置分程隔板，单管程→多管程◆多壳程：相当于单壳程串联，传热面积增大单管程固定管板换热器t1t2T1T2 双管程固定管板换热器流通截面积：传热面积：管程数↑，流通截面积↓，管内流速↑，αi↑，可强化传热 单管程换热器管、壳程流体流动 双管程换热器内的流体流动 常用形式：弓形、圆盘形折流挡板作用：提高壳程流体湍动程度(Re>100湍流),增大α0，强化传热。冲刷沉积物，减小污垢热阻；对壳体起支撑作用。代价：壳体阻力↑，系统动力消耗↑ 弓形圆盘形 （2）分类及特点管、壳温度不同，产生热应力，当Δt＞50℃时，管弯曲、断裂或管板变形，为此，采用各种补偿办法消除或减小热应力。固定管板式——安装膨胀节U形管式——本身具有补偿能力浮头式——本身具有补偿能力根据所采取的温差补偿措施，列管式换热器可分为： a）固定管板式换热器特点：结构简单，成本低，可能产生较大的热应力，壳程不易机械清洗；适用：壳程流体不易结垢或容易化学清洗，壳体与传热管壁温度之差小于50C，否则加膨胀节。单管程固定管板换热器 带膨胀节的固定管板换热器 b）U形管换热器特点：具有温度补偿作用，管程不易清洗。适用：可用于高温高压，适用于管程为洁净而不易结垢的流体。结构: U型管换热器内的流体流动 c）浮头式换热器结构: 浮头式换热器特点：消除了温差应力、便于清洗和检修；结构复杂、成本高，但应用广泛。 6、其他类型换热器（1）各种板式换热器优点：传热系数大、结构紧凑、操作灵活性大、金属材料消耗量低、加工容易、检修清洗方便。缺点：允许操作压力比较低、操作温度不能太高、处理量不大。板式换热器的板片和板面波纹形状板式换热器流向示意图 螺旋板式换热器 （2）热管换热器新型传热元件热管优点：传热能力大、应用范围广、结构简单、工作可靠适用：尤其适用于某些等温性要求较高的场合 二、列管式换热器的设计和选用要求：根据生产任务设计或选择合适的换热器(计算传热面积，确定管、壳程数，管规格、管排布等）1、列管式换热器设计和选用应考虑的问题(1)选择流程一般原则：不洁净或易结垢的液体、腐蚀性流体压力高的流体走管程饱和蒸汽、流量小而粘度大的流体、对流传热系数大的流体、需要冷却的流体走壳程 (2)流速的选择流速影响对流传热系数和污垢热阻的大小。◆流速减小，流体中颗粒沉积，甚至堵塞管路◆流速增大，流体阻力增大。（表4-12、4-13）(3)流动方式的选择◆对于同样的进、出口条件，传热量相同，A逆10～200（粉状）瘦煤1号瘦煤2号瘦煤>14～20>14～200（成块）～8>8～12焦煤瘦焦煤主焦煤焦瘦煤1号肥焦煤2号肥焦煤>14～18>18～26>20～26>26～30>26～30>12～25>12～25>8～12>9～14>14～25肥煤1号肥煤2号肥煤1号焦肥煤2号焦肥煤气肥煤>26～37>26～37≤26≤26>37>25～30>30>25～30>30>25气煤1号肥气煤2号肥气煤1号气煤2号气煤3号气煤>30～37>30～37>37>37>37>9～14>14～25>5～9>9～14>14～25弱粘煤1号弱粘煤2号弱粘煤>20～26>26～370（成块）～80（成块）～9不粘煤>20～370（粉状）长焰煤>370～5褐煤>40－ 二、中国煤炭新的分类方案1974年我国有关部门开始对煤炭进行新的分类研究，经有关部委、科研机关和高等院校的专家、教授多次会议论证，并对全国主要煤矿、煤产地煤质资料进行了全面分析研究，基本上取得了一致意见。于1985年1月19日通过了煤炭分类国家标准，并于1989年10月1日起正式实施。14大类29小类 （一）分类指标燥无灰基挥发分（Vdaf）干燥无灰基氢元素含量（Hdaf）目视比色透光率（PM）恒湿无灰基高位发热量（Qgr,maf）反映煤化程度反映粘结性粘结指数GRI胶质层最大厚度Y奥亚膨胀度b （二）分类表示方法（1）汉字：如褐煤、长焰煤、气煤等；（2）符号：汉语拼音字头，如HM，CY，QM等；（3）数码：根据分类指标数值的大小给定两位数码。 （三）煤炭分类总表类别符号数码分类指标VdafPM无烟煤WY01，02，03≤10.0－烟煤YM11，12，13，14，15，1621，22，23，24，25，2631，32，33，34，35，3641，42，43，44，45，46>10.0－褐煤HM51，52>37.0*≤50** （1）无烟煤的分类类别符号数码分类指标Vdaf（%）Hdaf（%）无烟煤一号无烟煤二号无烟煤三号WY1WY2WY30102030～3.5>3.5～6.5>6.5～10.00～2.0>2.0～3.0>3.0 （2）烟煤的分类类别符号数码分类指标Vdaf（%）GR.I.Yb**（%）贫煤PM11>10.0～20.0≤5贫瘦煤PS12>10.0～20.0>5～20瘦煤SM1314>10.0～20.0>10.0～20.0>20～50>50～65焦煤JM152425>10.0～20.0>20.0～28.0>20.0～28.0>65*>50～65>65*≤25.0≤25.0（≤150）（≤150）肥煤FM162636>10.0～20.0>20.0～28.0>28.0～37.0（>85）*（>85）*（>85）*>25.0>25.0>25.0（>150）（>150）（>150）1/3焦煤1/3JM35>28.0～37.0>65*≤25.0（≤220） 类别符号数码分类指标Vdaf（%）G（GR.I.）Yb**气肥煤QF46>37.0（>85）*>25.0（>220）气煤QM34434445>28.0～37.0>37.0>37.0>37.0>50～65>35～50>50～65>65*≤25.0（≤220）1/2中粘煤1/2ZN2333>20.0～28.0>28.0～37.0>30～50>30～50弱粘煤RN2232>20.0～28.0>28.0～37.0>5～30>5～30不粘煤BN2131>20.0～28.0>28.0～37.0≤5≤5长焰煤CY4142>37.0>37.0≤5>5～35 （3）褐煤的分类类别符号数码分类指标PM（%）Qgr,maf（MJ/kg）褐煤一号HM1510～30－褐煤二号HM252＞30～50≤24注：中国煤新分类中各类煤的特征(了解）能源地质学P116 第三节硬煤的国际分类1.分类方法硬煤国际分类以三位数字表示煤的牌号，第一位数表示…第二位数表示…第三位数表示…2.硬煤的国际分类表见煤化学P95 第四节煤质评价煤质评价的阶段和任务1.初步评价2.详细评价3.最终评价煤质评价的内容1.地质评价2.工艺技术评价3.经济评价煤质评价的方法（旧煤化学P221）1.化学方法2.煤岩方法3.工艺方法4.物理及物理化学方法 §3煤的用途及对煤质的要求《能源地质学》P121我国能源以煤为主，约占70％，煤炭的消费构成大体如下：火力发电31%各种工业锅炉31%民用20%炼焦8%，蒸汽机车4%化工3%，出口3%不同部门对煤质的要求不同 1．炼焦用煤焦炭用于炼铁、铸造、生产电石、气化以及金属的冶炼等。炼焦是在炼焦炉的炭化室内进行的。有较强的结焦性和粘结性；煤的灰分要低；煤的硫分要低；配煤的挥发分要合适；其他指标要求：如要求配煤总水分Mt在7%～10%之间。2．气化用煤煤直接燃烧效率低，热能利用率仅15%～18%，且污染大气。我国每年燃烧煤炭，排入大气的烟尘量达1200万t，S02达1800万t，占排入大气污染物总量的60%～80%。煤的气化是使煤与氧气、空气、水蒸气等反应，生成含有CO、H2等可燃气体的工艺过程，即把固态的煤变成可燃气体的过程。 3．液化用煤煤的液化就是将煤中的有机质转化成液态产物的加工过程。液化方法：即煤直接加氢液化；煤间接液化；煤的部分液化。4．火力发电用煤我国约有30%的煤用于火力发电，年耗煤约4亿多吨，是用煤大户。影响电厂用煤指标主要有挥发分(Vdaf)、灰分(Ad)、水分(Mar)、硫分(St,d)、发热量(Qnet,ar)、灰熔点(DT，ST，FT)等。 5.其他铁路机车用煤；船舶用煤；高炉喷吹用煤；烧结矿用煤；制活性炭用煤；制造电石用煤；制腐植酸用煤；提取褐煤蜡用煤；水泥工业用煤；陶瓷工业窑炉用煤；工业锅炉的用途煤；生活用煤。 作业：1.表5-1反映煤化程度的主要指标2.中国煤炭旧的分类方案3.中国煤炭新的分类方案4.硬煤的国际分类方法5.煤质评价'