蓄热式换热器
换热器原理介绍

换热器基础知识简单计算板式换热器板片面积选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法:Q=K×F×Δt,Q——热负荷K——传热系数F——换热面积Δt——传热对数温差传热系数取决于换热器自身的结构,每个不同流道的板片,都有自身的经验公式,如果不严格的话,可以取2000~3000。
最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。
换热器的分类与结构形式换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。
随着节能技术的飞速发展,换热器的种类越来越多。
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器,结构型式也不同,换热器的具体分类如下:一、换热器按传热原理可分为:1、表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。
表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。
2、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。
蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
3、流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器,是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体。
4、直接接触式换热器直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备,例如,冷水塔、气体冷凝器等。
二、换热器按用途分为:1、加热器加热器是把流体加热到必要的温度,但加热流体没有发生相的变化。
2、预热器预热器预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。
3、过热器过热器用于把流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。
4、蒸发器蒸发器用于加热流体,达到沸点以上温度,使其流体蒸发,一般有相的变化。
三、按换热器的结构可分为:可分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
蓄热式换热器 -回复

蓄热式换热器 -回复
蓄热式换热器是一种利用材料的热贮存特性进行换热的设备。
它通过在换热器中放置高热容材料(如岩盐、水、油脂等),在低负荷时对其加热,使其储存大量热能。
当需要换热时,将冷流体经过蓄热材料,热能会释放到冷流体中,从而实现热量的传递。
蓄热式换热器具有以下优点:
1. 蓄热材料具有较高的热容量,可以在短时间内吸收或释放大量热能,提高换热效率。
2. 通过合理的控制,可以利用低价电能或廉价热能(如夜间电能、太阳能等)进行蓄热,以供高峰期需要。
3. 不受供、需热力波动的影响,能够平稳供热或换热。
4. 蓄热材料具有一定的储存热量的能力,可以平衡供需之间的矛盾,减小能源浪费。
5. 蓄热式换热器结构简单,运行稳定可靠,维护成本低。
蓄热式换热器在许多领域都有应用。
比如,在太阳能热水器中,蓄热式换热器可以将太阳能热量转化为热水供应给使用者;在工业生产中,蓄热式换热器可以平衡热能供应与需求之间的差异,提高能源利用效率;在空调系统中,蓄热式换热器可以用于夜间低负荷时段,储存冷能以供白天高峰期使用等。
总的来说,蓄热式换热器通过利用材料的热贮存特性,可以提高能源利用效率,平衡供需矛盾,是一种有效的换热设备。
旋转式蓄热器

回转式蓄热器,是将蓄热体置放于一个可回转的容器中,该容器可设定停留在二个特定位置,来完成对蓄热体的加热、冷却功能。
具有高效利用余热、有效回收烟气中粉尘、高温烟气瞬间冷却、高温烟气管道切换等功能,是高温烟气处理系统中一种新颖的处理装置。
蓄热式燃烧技术,是采用蓄热式烟气余热回收装置,交替切换空气或气体燃料与烟气,使之流经蓄热体,达到最大限度回收高温烟气的显热、降低排烟温度、提高助燃介质或气体燃烧温度的目的,从而降低燃料消耗,具有显著的节能减排效果。
设备的总体布局回转式蓄热器主要由鼓风机、引风机、旋转蓄热体等系统组成。
设备工作原理如图1所示,高温烟气通过引风机进入旋转蓄热体,使蓄热体加温、高温烟气瞬间冷却到设定的温度,蓄热体被逐步加热。
当高温烟气冷却达到设定烟气温度时,可转动旋转蓄热体通过鼓风机将新鲜空气进入旋转蓄热体使蓄热体冷却,新鲜空气被加热形成预热烟气进入到预热利用装置,由一组回转式蓄热器形成余热利用系统。
这类换热器结构简单、可耐高温,适用于高温气体的冷却和余热回收。
回转式蓄热器内,以陶瓷材料作为蓄热体,其工作温度可以达到1000℃。
此蓄热器在工作状态中,高温烟气可在<0.5秒时间里瞬间释放显热从700-800℃降温到250-200℃以下,达到瞬间冷却的效果;而在冷却蓄热体时,新鲜空气又能够通过高温蓄热体使预热烟气迅速吸热升温到400-500℃,同时冷却高温蓄热体。
回转式蓄热器作为新一代余热回收装置,不仅能够高效利用余热,而且能够通过瞬间冷却高温烟气,有效收集大量烟气中的重金属粉尘和微颗粒(PM2.5);同时由于其具有瞬间冷却的功能,就可以有效的杜绝高温烟气中二噁英的生成,是一种新型的节能环保装置,应用范围广泛,应用前景广阔。
设备能力回转式蓄热器:各部件设计及制作工艺,严格按照国家有关标准的执行蓄热器验收按相关国家标准执行蓄热器外层涂有防锈漆工作原理成熟可靠,热能回收效率高具有瞬间冷却高温烟气的功能,有效防止烟气中二噁英的生成 具有PM2.5收集功能,大大减轻后一级除尘器的压力 该装置结构紧凑,实用性强蓄热体采用陶瓷小球,集中换向,运行费用低回转式蓄热式换热器与传统换热器的比较回转式蓄热式换热器传统换热器1 滚筒转动带动蓄热体相互摩擦和轻微碰撞,起到自动清灰,可长期使用无堵塞灰尘易囤积,造成堵塞,需要人工清灰 2 传热效率稳定79%以上,不受灰尘堆积影响 随着灰尘囤积,热效率会降低3 烟气出口温度传感器设定,来控制旋转切换,排出烟气的温度完全可控有些换热器不能完全控制烟气排出时的温度 4 通过合理的参数设定,使预热空气的温度控制在合理范围难以控制预热空气的温度 5 实现高温瞬间冷却(0.5秒)至低温很难实现瞬间冷却设备选型选型以处理的烟气量与空气量共同选择旋转式蓄热器的型号,详情请参考下表 序号 烟气量 (NM3) 烟气进口 温度(℃)烟气出口 温度(℃) 空气出口温度(℃)空气量(NM3) 型号 1 1000 650 200 200~450 1500 HY-Q700 2 1500 650 200 200~450 2250 HY-Q800 3 2500 650 200 200~450 3750 HY-Q900 4 5000 650 200 200~450 7500 HY-Q1100 5 7500 650 200 200~450 11250 HY-Q1300 6 10000 650 200 200~450 15000 HY-Q1400 7 15000650200200~45022500HY-Q1600不同型号蓄热器烟气量和烟风阻力曲线图:。
换热器原理

21. 间断型翅片管式换热器强化传热原理.
P117
22. 翅片管式换热器翅片的常用形式、特点.
(1).平翅片:主要通过增大换热面积来达到强化传热的效果,平翅片结构简单,易于加工,应用最早和最广泛的翅片结构。
(2).间断型翅片
在平翅片表面开孔、开槽,使其表面结构改变的翅片称为间断型翅片。如条缝形翅片、槽形翅片、百叶窗形翅片、穿孔形翅片等。
3. 对腐蚀性介质,可选用什么材料换热器?
非金属材料换热器:石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等
4. 管壳式换热器特点,常用类型?
优点:管壳式换热器具有易于制造、成本较低、清洗方便、适应性强、处理量大、工作可靠以及选材范围广等特点,且能适用于高温高压的工况。缺点:存在壳程流动死区、壳程压力损失较大、容易结垢以及容易发生管束诱导振动等
(4)液体耦合间接式换热器:
系统由两台间壁式换热器组成,通过某种传热介质(如水或液态金属)的循环耦合在一起。
主要优点:①② P4
2. 换热器常用哪些材料制造?
金属材料换热器:碳钢、不锈钢、铝、铜、镍及其合金等
非金属材料换热器:石墨、工程塑料、玻璃、陶瓷换热器等。
稀有金属换热器可解决高温、强腐蚀等换热问题,但材料价格昂贵使应用范围受到限制。钛应用较,钽、锆等应用较少。
(2) 加大平均温差:尽量采取近于逆流的传热方式; 提高热流体温度或降低冷流体温度
(3) 采用高效能传热面
8. 用对数平均温差法,效率-传热单元数法进行传热计算.
9. 温度变化对流体物性参数的影响,如何修正.
?
10. 已知冷、热流体进口温度分别为t1、t2,出口温度分别为t’1,t’2,画出顺流、逆流换热时冷热流体温度的变化曲线,写出顺流、逆流的对数平均温差计算公式,并比较对数平均温差法和效能=传热单元数法.
蓄热式换热器

的直接混合来换热的。
引言
off
fuel
燃烧器 B
炉温 1350℃ 钢板 1250℃
on
fuel
蓄热室B
排气 150℃
air 切换阀
蓄热室A
主要内容及基本要求
蓄热式热交换器主要用于流量大的气-气热交换场合, 如动力、石油化工、冶金等工业中的余热利用和废热回收。
5.1 结构和工作原理 5.2 与间壁式换热器的比较 5.3 传热设计计算特点
2)除了在蓄热式换热器的冷、热气体进口处之外,冷热 气体的温度随时间呈周期性变化。
在蓄热式换热器高度方向上取某一A-A截面,在整个周期内, 该处蓄热材料及气体的温度按图所示情况变化。
5.1 结构和工作原理
5.1.2 阀门切换型蓄热换热器
fuel
fuel
燃烧器 B
炉温 1350℃
钢板 1250℃
排气 150℃
air 切换阀
阀门切换型蓄热式换热器
(a) 蓄热式烧嘴
(b)烧嘴转
蓄热燃烧原理图
空气 煤气
原理图
外置式单蓄热室结构图
砌筑尺寸 砌筑尺寸
内置式蓄热室结构图
外置式双蓄热室结构图
蓄热式烧嘴结构图
5.1 结构和工作原理
从玻璃加热池上 排出的高温烟气进入 蓄热格子体时的温度 约为1100~1300℃, 通过蓄热室后温度约 为400~600℃,进入 蓄热室的空气温度约 100~120℃,排出时 达到约900~1100℃, 然后进入加热池内供 燃油使用。
燃烧器 燃烧室
高炉热风炉结构图
5.1 结构和工作原理
5.1.1 回转式蓄热换热器
回转式换热器又叫再生蓄热式换热器, 主要由圆筒形蓄热体(常称转子)及风罩 两部分组成,分为转子回转型和外壳回转 型。
填充床蓄热式热交换器的设计计算

及热交换器的长度这三者之间变化的制约关系。 由文献〔!〕得: } $ % &’ " ( & { ! ) ) # * ! % 〔’(! %#) + ’ 〕 ) ) # * ! & ’ % 〔’$(! %#) ,- 〕
〔’〕 : 的对流给热系数, + ’ 的值按下式计算
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式中: ) # " " # — —填充体的导热系数; + ’ — — —流体对固体 !! 通过热交换器的特征质量流率; ,- — ./ " + ’ & ’ % , ! " & ) ! * , 01 ’ 23 & 23 " )& ’ %$! 01 " *$ ! ! % ,!
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图) %&"
# 值随特征流速的变化关系
・1 ) ; -. ( "’-8 3 ( 5 6 ・1 ) 。 热交 换 器 允 许 的 阻 力 压 降 ’% ( !--:;; )-( 填充床的孔隙率# ( - & ";冷空气的流量 * $! & !2% 3 4。 其中: 9 - 、 9 0 分别为被预热介质和预热介质 入口温度: 9 0 ( "-/ & 0$1 , 9 - ( %" & "1 。 按上述步骤,各参数的计算结果 列 于 表 ()") )。 表 ! 是按上述方法设计的蓄热式热交换器 的实际运行参数与理论计算参数的对照表。从 表 ! 可以清楚地看出,按此法设计热交换器投 入运行后,其运行结果的实测值与按理论计算 表)
旋转型蓄热式换热器(产品说明)

旋转型蓄热式换热器工作特点一、旋转型蓄热式换热器滚筒转动带动蓄热体相互摩擦和轻微碰撞,自动清除蓄热体上附着的灰尘,长期使用无堵塞。
二、因灰尘自动清除,使热效率基本不降低,保证热效率在79%以上。
三、通过烟气出口温度传感器的设定,来控制旋转切换,排烟温度完全可控。
四、通过合理的参数设定(空气入口温度、切换周期等)使预热空气的温度控制在合理范围,改善炉膛的燃烧条件。
工作原理罐体在气缸的作用下能够实现90°旋转,在工作过程中一个罐体处于烟气急冷工作,另一个罐体处于新风冷却状态,在二个罐体的出风口设有温度控制器,当烟气急冷状态罐体的出口温度大于设定温度时,气缸动作,二个罐体交换工作状态,即冷却烟气的罐体处于新风冷却多孔陶瓷球状态,原来处于新风冷却状态的罐体承担烟气急冷工作,采用高温陶瓷球来作为急冷载体,高温烟气经过陶瓷球后被迅速冷却,在0.5s以内从500--700℃迅速冷却到200℃以下。
型号对照表阻力曲线序号 烟气量 (NM 3) 烟气进口 温度(℃) 烟气出口 温度(℃) 空气出口温度(℃) 空气量 (NM 3) 型号 2 1000 650 200 200~450 1500 HY-Q700 3 1500 650 200 200~450 2250 HY-Q800 4 2500 650 200 200~450 3750 HY-Q900 5 5000 650 200 200~4507500HY-Q1100 6 7500 650 200 200~450 11250 HY-Q1300 7 10000 650 200 200~450 15000 HY-Q1400 815000650200200~450 22500HY-Q1600。
换热器的结构与性能特点

a.切除过少
b.切除适当
c.切除过多
挡板切除对流动的影响
精选课件
精选课件
精选课件
管子的规格和排列方式
管子的规格:最常用的直径为19 mm、 22 mm、25 mm、32 mm、38 mm、 57 mm 管长:1.5、2.0、3.0、6.0m L/D=4~10(管长/壳体直径)
精选课件
精选课件
换热器的结构与性能特点
精选课件
在工业生产中,要实现热量的传递,须采用一定 的设备,此种传递热量的设备,称换热器或热交换器。
换热器广泛应用于各种工业生产过程中,其主要 用途适用于加热、冷却、蒸发、冷凝、干燥等方面, 因其使用的条件不同,其容量、压力、温度等变动范 围较大,为了适应不同的用途,存在各种形式及结构 的换热器。
列管一端固定在与 优点是管束可取出清洗或更换。因为管束可自 外壳固定的管板上, 由移动,所以适用两流体温差大的换热情况。 另一端固定在可自 缺点是结构复杂,造价高 由移动的管板上
管束一端可自由膨 胀
优点是结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。 缺点是壳内流体有外漏的可能,所以壳体内不 适于流过易挥发,易燃,易爆和有毒介质。只 适用于低压流体。
精选课件
流体流速的选择
流体 种类
一般液体 宜结垢液体
气体
流速 m/s
管程
壳程
0.5~0.3 >1
5~30
0.2~1.5 >0.5 3~15
精选课件
不同粘度液体在列管换热器中流速(在钢管中)
液体粘度mPa.s
>1500 1000~500 50பைடு நூலகம்~100
100~53 35~1 >1
最大流速m/s
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5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程 (2)换热量Q可由热气体1与蓄 热体间的对流换热来表示
Principle and design of heat exchanger 2015
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程 (3)换热量Q还可由冷气体2 与蓄热体间的对流换热来表示
Principle and design of heat exchanger 2015
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程 (4)综合以上三式,可得蓄热式换热 器的传热系数计算式:
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
5.1 结构和工作原理
5.1.2 阀门切换型蓄热换热器
Principle and design of heat exchanger 2015
fuel 燃烧器 B
fuel
炉温 1350℃ 钢板 1250℃
排气 150℃
蓄热式
由于蓄热式换热器中,加热和冷却过程中的平均壁温不
等,使得蓄热式传热量仅为间壁式的(
)倍。
即由传热表面温度不稳定所造成。
Principle and design of heat exchanger 2015
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程
当τ→0时,tw1与tw2的曲线将重合,
蓄热式烧嘴结构图
Principle and design of heat exchanger 2015
5.1 结构和工作原理
从玻璃加热池上 排出的高温烟气进入 蓄热格子体时的温度 约为1100~1300℃, 通过蓄热室后温度约 为400~600℃,进入 蓄热室的空气温度约 100~120℃,排出时 达到约900~1100℃, 然后进入加热池内供 燃油使用。
Principle and design of heat exchanger 2015
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.1 温度分布特点 由于蓄热式换热器的热交换是依靠蓄热物质的热容量以及
冷、热流体通道周期性地交替,使得蓄热式换热器中传热面及 流体温度的变化具有一定的特点。 特点:
1)蓄热材料的壁面温度在整个工作周期中呈周期性变化, 且在加热期间的变化情况与冷却期间的变化情况也不相同。
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
工作过程:烟气从入口5进入换 热器,通过转子的一半(180°) 的蓄热板向下流,当烟气流经 蓄热板时,把热量传给蓄热板, 使其温度升高,空气从另一侧 下方的空气入口流入换热器, 流经旋转转子的120°时,从已 被烟气加热的蓄热板中吸取它 在被烟气加热时所储存的热量, 使其温度升高,最后流出换热 器。烟气、空气流速一般为 8~16m/s,流动阻力控制在每米 250~1000Pa。
5.1.1 回转式蓄热换热器
回转式换热器又叫再生蓄热式换热器, 主要由圆筒形蓄热体(常称转子)及风罩 两部分组成,分为转子回转型和外壳回转 型。
在转子回转型中,转子转动,而风罩 不动。转子回转时,按照一定的周期不断 交替地通过冷、热流体通道。当转子某部 分在某一时刻通过了热流体通道,转子上 的蓄热体就吸收并积蓄热能,到下一时刻, 转子该部分到达冷流体通道,就把所储蓄 的热能释放给冷流体。外壳回转型,转子 不动,而外壳(即风罩)转动,同样可以 达到热交换的目的。
蓄热板的形状应不使气体在其上作层 流流动,同时能防止它在烟气中发生腐蚀 和堵塞。蓄热板组合件中的波形板和定位 板上斜波纹与气流方向约成30度夹角,而 两者波纹方向相反,以加强扰动,提高传 热效果。
因蓄热板布置紧密,容易堵灰,故在 传热面的上下部设有蒸汽吹灰装置。当空 气预热器发生二次燃烧(焦炭复燃)事故 时,吹灰装置可兼作灭火设施使用。
蓄热式烤包器结构图
Principle and design of heat exchanger 2015
节能潜力
70
%
60
50 燃
料
节 约
40
率
30
20
50-60%
预热前窑炉出口排烟温度(℃) 1400 1200
25-30%
以往的水平
600 400
1000 800
100
200 400 600 800 1000 1200 1400 预热空气温度
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
结构特点:回转式空气预热器中,转子的 中心轴支承在上下轴承上,转子周界上装 有环形长齿条,电机带动主动齿轮并通过 齿条使转子以每分钟3/4~4/5转的转速绕中 心轴转动。圆形转子从上到下被12块径向 隔板隔成互不通气的12个大扇形格,每个 30°的大扇形格又被许多块横向和径向短 隔板规则地分为许多小格仓,小格仓中放 满预先叠扎好的蓄热板。
蓄热燃烧原理图
空气 煤气
Principle and design of heat exchanger 2015
原理图
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
外置式单蓄热室结构图
5 蓄热式 换热器
Principle and design of heat exchanger 2015
一、概述
概述:在蓄热式换热器中,冷、热流体交替地流过同一固体传热面及其所形成
的通道,依靠构成传热面的物体的热容作用(吸热或放热),实现冷、热流体
之间的热交换。与间壁式换热器相比,虽然需要有固体传热面,但间壁式中,
air 切换阀
阀门切换型蓄热式换热器
Principle and design of heat exchanger 2015
(a) 蓄热式烧嘴
(b)烧嘴转
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
蓄热式
Principle and design of heat exchanger 2015
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程 处理手段:
以蓄热体在加热期和冷 却期的平均温度作为壁面的 进出口温度;
以流体在加热期和冷却 期的平均温度作为冷、热流 体的平均温度。
--假想间壁式换热器
热量是在同一时刻通过固体壁由一侧的热流体传递给另一侧的冷流体。若与直
接接触式换热器相比,则差别更为明显,因为在蓄热式中不是通过冷、热流体
的直接混合来换热的。
引言
off
fuel
燃烧器 B
炉温 1350℃ 钢板 1250℃
on
fuel
蓄热室B
排气 150℃
air 切换阀
蓄热室A
Principle and design of heat exchanger 2015
砌筑尺寸
砌筑尺寸
Principle and design of heat exchanger 2015
内置式蓄热室结构图
Principle and design of heat exchanger 2015
外置式双蓄热室结构图
Principle and design of heat exchanger 2015
Principle and design of heat exchanger 2015
空预器的漏风原因及分类
空预器的转子是转动的,在转子与空预器上下壳体及圆周壳体之间存在一定 距离的间隙。由于冷风侧和热风侧各个仓室之间的流体压力、温度和流速的差异 ,造成了流体在不同仓室之间的相互泄漏,即空预器内部漏风。 空气预热器漏风主要可以分为以下两类: (1)携带漏风。携带漏风主要是因为空气预热器在转动过程中,一部分驻留在换热 元件中的空气被携带到烟气中去,一部分驻留在换热元件中的烟气被携带到空气 中去。这种情况造成的漏风量很小,但这种漏风是空气预热器的构造无法避免的。 (2)直接漏风。直接漏风主要是由于空气预热器结构本身为保证安全运行而使烟 气与空气之间存在一定的间隙;同时,由于烟气和空气之间存在压差也会产生漏 风。直接漏风主要包括径向漏风、轴向漏风、旁路漏风、中心筒漏风。径向漏风 占直接漏风量的80%左右,主要是因为转子上、下端温度差异而发生蘑菇状变形, 进而造成密封间隙的增大和漏风率的增加。
此时,
=1,因此,称之为
考虑非稳定换热影响系数,Cn。
τ→0,Cn=1,蓄热式换热器达到最大 换热能力,等同于相同条件的间壁式 换热器;但实际上,τ>0, Cn<1,因 此,相同条件下蓄热式的传热量一定 小于间壁式的,蓄热式换热器优点不 能显现。
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程
以蓄热式换热器一个 循环的时间为单位 (一个周期)
1 热流体; 2 冷流体
蓄热式
Principle and design of heat exchanger 2015
5.2 与间壁式换热器的比较分析
5.2.2 换热器的热平衡及传热方程