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貴州波紋管廠家談波紋管技術在換熱器上的應用

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貴州波紋管廠家談波紋管技術在換熱器上的應用

發布日期:2016-12-01 作者:貴州今晨偉業貿易有限公司 點擊:

    化工企業普遍使用列管式換熱器。該換熱器價格低, 製造簡單。缺點是換熱效果欠佳, 管程易堵, 冷媒消耗大。1999 年, 我廠冰機係統技術改造中, 采用了北京某公司的波紋管技術, 將其合作單位製造的波紋管換熱器(F = 500m 2) 用於生產。經過一年多的生產試運行, 該技術在節約水源, 提高換熱效果, 降低係統壓力降等方麵明顯優於傳統技術, 且波紋管換熱器具有操作簡單,占地小, 管程不易堵等優點。貴州波紋管廠家以該台換熱器為例, 介紹波紋管技術, 以供參考。 

1 理論分析 

1.1 結構特點 

    波紋管換熱器與普通換熱器的區別在於以波紋管代替直管。波紋管是由<25mm ×0.8mm 的薄壁不鏽鋼(0Cr18N i10T i) 管通過專用設備加工而成。波紋管與直管采用搭焊接。 

1.2 可能產生的問題 

    波紋管壁厚隻有0.8 mm , 最薄處為0.75mm。AG亚游集团自然會對其穩定性, 抗腐蝕性及耐介質的衝刷能力等產生疑問。事實上, 這也是技術人員必須考慮到的問題。 

1.3 技術分析 

(1) 工作狀況 

    該台波紋換熱管的作用是用冷卻水將氣氨冷卻成液氨。管程通水, 殼程通氣氨(液氨) , 水壓p 水= 0.3M Pa, 氣(液) 氨p 氨= 1.3M Pa, 進口水溫t水進= 9.5 ℃, 出口水溫t水出= 16 ℃, 氣(液) 氨平均溫度tW = 37 ℃。 

(2) 穩定性分析 

    由工況及結構特點可知, 波紋管主要失效破壞應力來自氣氨的壓力和由於管子兩端固定溫差引起管子熱脹並轉換為軸向壓應力。所以波紋管的側向和軸向同時受均布外壓p 的作用。軸向外壓對管子失穩影響不大。可以直接將波紋管僅受側向外壓圓筒的失穩作為主要失效問題進行討論和設計。管子的失效可能是當外壓達到一定值時,管壁的徑向撓度隨壓縮應力的增加而急劇增大,直到管子被壓癟。 

貴州波紋管廠家

    波紋管是由光管管坯加工而成。有資料介紹,波紋管失穩失效部位位於波紋管本體兩端的直管段。 

    該波紋管長度L = 4950 mm , 直徑(以光管計) D 0= 25 mm , 壁厚n= 0.8 mm , L C 為臨界長度。 

    由於L C= 1.17D 0 (D 0/n) 1/2 = 1.17×25 (25/0.8) 1/2 = 163.5 mm ,L > L C, 故為長圓筒。已知壁厚、管長及管徑, 根據圖算法原理, 可以算出波紋管在37 ℃下的許用外壓〔p 〕為21784 M Pa(計算過程略) , 〔p 〕> p 氨, 故波紋管不會發生穩定失效。 

(3) 腐蝕失效 

    對於奧氏體不鏽鋼波紋管換熱管來說, Cl-應力腐蝕是失效的主要破壞形式, 腐蝕一般先以裂紋出現, 後快速向前發展, 直至失效。Cl- 應力腐蝕的溫度範圍一般為70~ 250 ℃, 這裏的溫度為37 ℃, 故發生Cl- 應力腐蝕的可能性極小。另外, Cl- 也是產生腐蝕的一個重要因素, 對於不鏽鋼材料, 其工作環境中Cl- 濃度應小於或等於25×10- 6, 經檢測, 巨化工業用水中的Cl- 濃度為4×10- 6, 氣氨和液氨中的Cl- 濃度可以忽略不計。所以, 波紋管在這種工況下是比較安全的。 

(4) 衝刷磨損 

    至於水中泥沙的衝刷, 造成不鏽鋼管管壁減薄, 從而縮短波紋管的壽命。目前, 在技術分析上還存在很大的困難, 但據AG亚游集团對廊房管道輸送局供暖設備進行考察, 結果比較理想。該局水質含沙量較大, 一個9m 直徑的沉澱槽, 運行5 個月, 積沙深達1.5m。但自1995 年11 月至1999 年1 月, 該局投用的波紋管換熱器運行正常, 從未檢修。 

    由於波紋管技術應用於化工領域還不多, 可能還會有其它失效形式。筆者也隻是與列管式換熱器作了比較。 

2 實際應用效果 

    波紋管換熱器由於波紋節的存在, 增大了換熱麵積, 由於壁厚隻有018 mm , 換熱效果較好。最為重要的是由於波紋節的存在, 液體流經管內時不斷湍動, 換熱效果很好。另一方麵, 由於液體湍流, 不斷衝刷內壁, 使汙垢很難形成, 波紋管幾乎不會出現管堵現象。 

    為充分考查波紋管換熱器的使用情況, AG亚游集团在1999 年11 月至2000 年4 月, 停掉4台立式列管換熱器, 且波紋管的冷媒(冷卻水) 減至夏季用水量的1/3, 結果生產基本穩定。通過一年的性能考核, 基本完成了當初預計目標: 年節約水量600萬t, 節約水費66 萬元, 由於氣氨總管壓力下降,節電600 kW ·h, 年節約電費約31.3 萬元, 排汙達標, 設備運行情況良好。 

    2000 年年初, 巨化集團公司壓力容器檢測站對波紋管進行了檢測: 打開封頭時, 未發現列管中有汙物堵塞情況。對任意抽取的6 根管進行內窺鏡檢查(深入長度為1.6~ 1.8 m ) , 結果表明內壁腐蝕情況不明顯, 未見腐蝕坑或其他嚴重腐蝕現象, 管波峰內也未發現汙物積存。 

3 使用波紋管換熱器應注意的問題 

    使用波紋管換熱器時, 一定要注意以下幾點: 

(1) 針對具體情況選取。不鏽鋼波紋管換熱器對工況要求較嚴(特別是對Cl- 的濃度) , 冷媒介質的壓力也不能太高。 

(2) 波紋管換熱器管束的抗震性較差, 運輸及吊裝時, 不得出現過度碰撞。 

(3) 波紋管換熱器運行10 個月左右應停車一次, 便於波紋管收縮複原。波紋管的收縮也有利於汙垢的剝落。 

(4) 每個廠冷媒清潔程度不同, 新上的波紋管換熱器最好能在進口加裝一台過濾設備, 同時應定期打開封頭檢查 


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