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蒸汽高效換熱的研究

作者: 2014年05月16日 來源: 瀏覽量:
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以蒸汽為熱源將水加熱,在采暖、空調、生活熱水選何種換熱器是整體設計的一項重要內容。必須滿足以下三個條件: u加熱速度快,熱效率高。 u操作簡單,少維修,低運行成本。 u綜合造價低,占地小,配套設備少。

 

以蒸汽為熱源將水加熱,在采暖、空調、生活熱水選何種換熱器是整體設計的一項重要內容。必須滿足以下三個條件:

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->加熱速度快,熱效率高。

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->操作簡單,少維修,低運行成本。

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->綜合造價低,占地小,配套設備少。

用蒸汽作熱源加熱水基本有兩種方法:

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->間接加熱――蒸汽與水為兩個獨立系統,通過金屬表面熱能從高品位向低品位傳導。

<!--[if !supportLists]--> u      <!--[endif]-->.直接加熱――蒸汽直接和被加熱物質接觸。

間接換熱器的特性

間接加熱必須具備兩個條件才能進行熱能的位移。從傳熱公式Q=KF△T可以看出:1.傳導必須有溫差,即△T≠0.不能等溫換熱,一般情況要求△T≥20℃,否則溫差越小,換熱面積越大。2.K值。一種金屬的傳熱系統K值為恒定值。如果金屬表面生成0.1㎜厚水垢,K值相應減少幾倍,換熱面也相應減少幾倍,在采暖、空調系統中用軟水就是這個道理。因蒸汽與水是兩個各自獨立的系統,壓力相互間不會影響。

蒸汽換熱應采用二級換熱

第一級為汽-水換熱(利用潛熱);第二級為水-水換熱(利用顯熱)。在飽和蒸汽中,因潛熱大于顯熱5倍左右,因工程造價原因,一般采用汽――水一級換熱。

間接換熱器種類及特點

一、列管式換熱器。采用層流傳熱,一級換熱熱效率不超過80%,冷凝水溫度高,超過100℃,易汽化,蒸汽壓力低于0.2MPa時,易產生蒸汽與水的沖擊噪音,且有儲存熱水功能,水溫上熱下冷。份量重,易結垢。因檢修需要一定抽管距離,且占地面積大,價格高,基本為淘汰產品。

二、螺旋板式換熱器。采用層流傳熱,有兩種不同材質:一種為碳鋼,一種為不銹鋼。熱效率不超過80%,一次性使用無法維修。比列管式占地相對小,易結垢,造價低,冷凝水溫度超過100℃.易汽化,蒸汽壓力小于0.2MPa時,冷凝水與蒸汽產生汽水沖擊噪聲,因價格低廉不普遍被采用。

三、波紋管式換熱器。采用振動和層流混合傳熱,一級換熱熱效率不超過80%,占地小,易結垢,冷凝溫度超過100℃,易汽化,蒸汽壓力小于0.2MPa時,水與蒸汽產生沖擊噪聲,因占小,90年代初為流行產品。

四、浮動盤管換熱器。采用振動傳熱,是利用蒸汽動能,換熱面產生振動破壞水膜,層流變為穩流傳熱,是世界上比較先進的方法,并采用新型結構浮動盤管束,提高了傳熱能力,同時自動脫垢能力大提高,因制造工藝而異,熱效率約在80-90%左右。0.2MPa以下蒸汽易產生汽水沖擊噪聲。儲存式上下溫差大,有死水區。結構緊湊,體積小,占地面積少。但價格稍微偏高,現在有很多地方采用,目前國內所有廠家未做過試驗,蒸汽壓力與水壓多大時合適,振頻率過大,水分子與換熱面不接觸,無法傳熱,過小又起不到破壞水膜的作用,影響傳熱系數。

五、機械換熱機組。為兩級換熱:第一級將蒸汽通過噴淋方法變為高溫水;第二級用水泵高流速(3M/S)在板式換熱器中產生高速摩擦進而產生喘流換熱器。這種換熱器機組是目前國際上熱效率最高(97.8%),冷凝水低于100℃,0.2MPa以下蒸汽正常使用,但因占地大、造價高(比浮動盤管高5倍以上)、消耗電力、維修大、價格貴、無法普遍使用。

傳導加熱換熱種類很多,但都有不足之處:1.無法等溫換熱2.怕結垢,易結垢3.熱效率一般無法超過87%4.換熱器需定期維修5.冷凝水溫度高,易汽化,浪費能源6.使用蒸汽壓力不得低于0.2MPa。優點:兩系統壓力、流速、流量互不影響,100%回收冷凝水。

這就是蒸汽間接換熱的一些換熱器的優點和不足——除此之外蒸汽間接加熱的換熱器還有很多。因此,蒸汽的間接加熱在換熱行業中占有重要地位。

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標簽:蒸汽 高效換熱 研究

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