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      緊湊、節能型蒸汽加熱器在大型空分設備中的應用

      2019-08-24

        1.概述


        蒸汽加熱器是空分設備、石油化工、食品工業、冶金工業中應用非常廣泛的設備,它主要是利用蒸汽冷凝時所放出的熱量來加熱所需的工藝氣體。例如在空分設備中利用蒸汽加熱器來加熱污氮氣,污氮氣又用來對后續流程的分子篩進行加溫活化。所以,蒸汽加熱器性能的優劣直接影響到分子篩是否正常工作,從而對整個空分設備的正常運行產生非常重要的作用。


        當前,工業上常用的蒸汽加熱器主要有兩種型式:光管式和疊片式。這兩種型式的蒸汽加熱器雖然性能比較穩定,應用也比較廣泛,但存在著不足,主要表現為:一方面,僅依靠蒸汽的冷凝放熱來加熱工藝氣體,排放的冷凝水仍具有較高的溫度,該部分熱能沒有得到充分利用,例如某空分設備中200℃的飽和蒸汽進加熱器,排放的是200℃的飽和水,從結構原理上沒有達到節能的效果,并且還可能對環境造成熱污染。另一方面,產品外形尺寸較大,消耗材料較多,制造成本相對較高。鑒于這種情況,在激烈的市場競爭中,迫切需要開發一種制造成本較低,占地面積小,換熱效率高,節能效果好的新一代產品,以提高企業的市場競爭力。

      導熱管生產

        鑒于這種情況,前幾年,我們通過消化、吸收國外先進技術,開發出了中、小型的新一代緊湊、節能型蒸汽加熱器,并獲得了成功。它與老結構的產品相比,在相同工藝流量的情況下,具有結構緊湊、體積小、重量輕、節能效果好、設備安裝方便、傳熱效率高等優點,通過實際運行,使用效果很好。


        隨著國民經濟的發展,鋼材需求量的增加,空分設備的等級不斷加大,現在,已經有“五萬”、“六萬”等級的空分設備投產,所以,與之配套的蒸汽加熱器也勢必要向大型化方向發展。


        本文所論述的,就是在已開發的中、小型的蒸汽加熱器的基礎上,如何將設備大型化,以配套大等級的空分設備之需要。


        2、工藝流程與型式


        大型蒸汽加熱器,與中、小型的相比較,在工藝流程上是一致的,總體結構型式也相同,但在局部的結構處理上,有其特別的地方,為了滿足大氣量的傳熱性能,需要對某些結構做出特殊的處理。


        主要結構型式為:整體采用立式結構,上管板與殼體平蓋固定,下管板是活動的,以便讓換熱管受熱膨脹時自由伸縮。換熱管采用整體軋片式,換熱管與管板的連接采用強度焊加貼脹。


        其工藝流程為:飽和蒸汽(或過熱蒸汽)在垂直的翅片管內自上而下冷凝(或過熱蒸汽顯熱冷卻后再冷凝),冷凝后的飽和水經過汽液分離器后,在蒸汽壓力的作用下流回到過冷區,在過冷區的翅片管內自下而上流動,進行顯熱換熱。而被加熱的氣體則垂直于翅片管流動并橫掠過管束,與管內的蒸汽進行熱量交換,從而達到熱量傳遞之目的。


        設置汽液分離器的目的,主要是為了分離掉蒸汽中的不凝性氣體以及避免非設計工況時在換熱管內產生的汽液界面,保證進入過冷區的管內介質完全為飽和水,減少汽液


        界面對換熱管和焊接接頭產生的腐蝕,以提高產品的使用壽命。


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