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螺旋板换热器产生气阻的原因及对策

来源:暂无 浏览量:载入中...发布时间:2022.05.14


螺旋板换热器是一种高效换热设备 ,因其制作工艺简单、换热效率高而在化工生产中被普遍 采用 。但新螺旋板换热器在刚开始投用时 ,往往 由于其内部产生气阻而造成系统阻力加大 ,严重 的甚至会导致介质不能通过换热器, 生产不能正常进行。

1、螺旋板换热器结构分析 

螺旋板换热器有 2 个通道, 分别是顶入侧出和侧入顶出。 2 个通道呈交叉分布, 正常生产时冷热介质分别从顶部和侧部流入, 在逆向流动的过程中实现换热。 

2、气阻产生的原理分析 

2 .1 气柱产生压差的原理分析;在 U 形管中装有某种液体 , U 形管右侧封有一段气柱高为 h1 , 气柱之上有一段 高为 h0的液柱, 气柱下部的液柱高为 h , U 形管左 右两侧液位相同 , 液柱上面的压强分别为 P1 和 P2 。

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2 .2 螺旋板换热器产生气柱的过程分析

(1)液体顺着新螺旋板换热器右侧顶部入口 流入 ,从最外层向内层流动,如图 3 所示 。

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(2)随着液位不断升高,左侧液位到达流道内 圈顶部最高点, 如图 4 所示。

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(3)液体继续流入,越过第 1 圈流道内圈顶部 的高点进入第 2 圈 ,并在第 1 圈流道顶部形成一 段气柱,如图 5 所示 。 

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假若液体介质的压头足够大, 可以克服整个 螺旋板换热器内部形成的气阻, 则液体可以继续 流通 ,并最终将螺旋板内部的气柱逐步排向出口, 生产不会受到影响。但是如果螺旋板换热器的流 道圈数很多,而且液体介质的压头偏小 ,不能克服 螺旋板内气柱形成的阻力 ,则液体将不能形成流 通,并最终影响生产 。 

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3、气阻产生的特点

根据以上分析 ,螺旋板换热器产生气阻有以 下特点:

(1)板间距越大越容易产生气阻 ,反之越不容易产生气阻;

(2)介质黏度越大越不容易产生气阻 ;

(3)介质注入的速度越慢 ,越容易产生气阻, 而且气阻越大 ;反之 ,则越小;

(4)螺旋板换热器的 换热面积越大或者流道圈数越多, 产生的气阻越大;

(5)介质密度越大 ,产生的气阻越大 。

4、预防和消气阻的对策

为了防止产生气阻, 使用螺旋板换热器时可 采取以下几种措施 :

(1)在保证流量的情况下, 尽 量选用流道间距比较小的螺旋板换热器 ;

(2)开启 螺旋板换热器时, 先打开螺旋板出口的排空气阀 门,并快速打开出入口阀门,使介质快速通过螺旋 板的同时将换热器中的空气尽快排除;

(3)在场地 允许的情况下 ,可采用平卧式安装方式 ,以避免气阻的产生 ;

(4)若换热器圈数较多, 形成的气阻很 大,介质系统压力不能克服其阻力 ,也可先将螺旋影响汽轮机热效率的关键因素是乏汽排入冷凝器 后凝 结 成 水后 放 出 的 潜 热, 乏 汽热 量 很 大 (2 .1 GJ/ t), 温度接近于环境 , 几乎没有做功能 力,只能被循环水带走流失在环境中 。而将一部 分蒸汽用以加热给水后 ,减少了向冷凝器排放的 蒸汽量,减少了冷凝器的负担 ,提高了汽轮机热效 率的同时 ,也提高了冷凝器的真空度 。真空度提 高后 ,排汽温度降低 ,汽轮机的汽耗量减小。

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运行后 , 冷凝器 真空度 由 82 kPa 增加到 95 kPa , 低压加热器系统冷凝水回水温度由40 ℃ 升高至51 .5 ℃,汽轮机每小时耗汽量减少1 t , 每 小时节约热量约7 .25 GJ/h 。按 24 元/GJ 计算, 1 年运行7 200 h ,低压加热器投运后每年创造经济 效益约125 .3 万元 。 同时 ,低压加热系统投运后,一方面减轻了冷 凝器的负担,延长了冷凝器的使用年限 ;另一方面 提高了机组的真空度 ,增加了机组运行的安全性。

5 、结语

汽轮机组的热力系统管路复杂 ,在设计安装 过程中易出现差错。武钢能源总厂通过现场查找 分析故障 ,及有效的技改措施 ,使原本停用的 1 号 高炉汽轮鼓风机组低压加热系统成功运行 ,提高 了机组运行的效率和安全性, 获得了可观的经济 效益 ,同时也提高了设备管理人员的故障分析、判 断、解决能力。

本文摘自左爱武——武汉平煤武钢联合焦化有限公司

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