过程设备设计 教学课件 ppt 作者 郑津洋 董其伍 桑芝富 主编 66 36 4.pptVIP

第六章 换热设备 6.3.1 余热锅炉的作用 6.3.2 余热锅炉的基本特点 6.3.3 余热锅炉的基本结构 6.4.1 传热强化概述 6.4.1 传热强化概述 浙江大学承压设备研究室 * 浙江大学承压设备研究室 * 6.1 概述 6.2 管壳式换热器 6.3 余热锅炉 6.4 传热强化技术 6.3 余热锅炉 余热锅炉——余热锅炉是利用工业生产中的预热来生产蒸汽的一种换热设备。 广泛应用于化工、石油、冶金等工业部门。 什么是锅炉？ 满足工艺生产的需要 提高热能总利用率，节约一次能源消耗 消除环境污染，减少公害 作用： 燃煤锅炉 燃油锅炉 燃气锅炉 ?????????? 与锅炉基本相似，通常由省热器、蒸发器和过热器等部件组成。无燃烧装置。 结构形式多种多样 热源广，介质多种多样， 有些主体设备与辅助设备分散安装在工艺流程的不同位置。 操作不稳定受到余热源热负荷波动的影响。 有些水侧、气侧均处于高温、高压条件下。 6.3 余热锅炉 1.管壳式余热锅炉：由锅筒、管子及金属壳体组成。结构紧凑、单位换热面积的金属消耗较少，适应的介质和操作条件较广泛。 2. 烟道式余热锅炉：与燃烧炉类似。在硫酸工业应用较广。烟气的含尘量高，受热面磨损严重，腐蚀严重。 6.3 余热锅炉 增加平均传热温差 ——逆流流动 、多股流体流动 扩大换热面积——小直径管 提高传热系数——有功传热强化和无功传热强化 6.4 传热强化技术 式中K为总传热系数,α1、α2为传热面两侧的对流给热系数,R1、R2为两侧污垢热阻。δ为管壁的厚度，λ为管材的热导率。 6.4 传热强化技术 提高对流传热系数的方法 主动强化 被动强化 采用外加的动力（如机械力、电磁力等）来增强传热 除了输送传热介质的功率消耗外不再需要附加动力来增强传热 在管壳式换热器中，采用最多的被动强化传热方法是扩展表面及管内放置强化传热元件，它既能提高传热系数，又能增加传热面积。 槽管 横纹槽管 碾扎槽管 螺旋槽管 翅片 板式翅片 外翅片圆管 内翅片圆管 槽带板式翅片 穿孔翅片 6.4 传热强化技术 6.4.2 扩展表面及内插件强化传热 扩展表面 ???? a 螺旋槽管? b 横纹槽管 c 板式翅片 　 d 槽带板式翅片 e 外翅片圆管 f 穿孔翅片 6.4 传热强化技术 6.4.2 扩展表面及内插件强化传热 扩展表面 其它形状换热管:缩放管、螺纹管、波纹管 几种表面粗糙换热管（a）缩放管图6-37 ；（b）螺纹管；（c）波形管 6.4 传热强化技术 6.4.2 扩展表面及内插件强化传热 内插件强化传热 不改变传热面形状，通过改变换热管内流体流动来强化传热，提高传热效率，简便有效，也有利于传热面积的扩大，且易于对旧设备进行改造，应用广泛。 目前管内插入物种类较多，主要是利用各种金属的条、带、片和丝等绕制或扭曲成螺旋形（如螺旋线、扭带、错开扭带、螺旋片和静态混合器等），或冲成带有缺口的插入带。 各种插入物强化传热的机理是，利用插入物使流体产生径向流动，从而加强流体的混合，获得较高的对流传热系数。在设计过程中应考虑加入内插件后的压降增大影响。 改变壳程挡板结构 改变管束支承结构 6.4 传热强化技术 6.4.3 壳程强化传热 杆式支承结构 b. 自支承结构 将折流板该成杆式支承结构，消除传热死区、阻力小、结垢减慢、消除局部腐蚀和磨损 。 自支承结构通过采用自支撑管，如刺孔膜片管、螺旋扁管和变截面管来简化管束支撑，提高换热器的紧凑度。 c. 螺旋折流式支承结构