双管板换热器作为一种高效、安全、可靠的热量交换设备,在制药、化工、食品、石油、电力等多个行业中得到了广泛应用。它通过双管板设计,有效提高了热交换效率,同时确保了设备的安全性和可靠性。
一、结构特点
双管板换热器由两个平行的管板、一定数量的换热管以及两端的封头等部件组成。其核心特点在于采用了双管板设计,即在换热器的两端各设置一块管板,两块管板之间通过换热管相连。这种设计使其在结构上更加稳定,能够承受更高的工作压力和温度。
此外,换热管通常采用优质不锈钢或碳钢材质,具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。同时,换热管的排列方式也可以根据实际需求进行灵活调整,以实现理想的热传递效果。
二、工作原理
基于热传导和对流传热的基本原理。当两种不同温度的流体分别流经换热器的两侧时,热量通过换热管壁从高温流体传递到低温流体,从而实现热量的传递和平衡。
在双管板换热器中,由于采用了双管板设计,使得流体在流经换热管时能够形成多个回路,增加了流体与换热管壁的接触面积,从而提高了热传递效率。同时,双管板设计还能够有效防止泄漏问题的发生,提高了换热器的安全性和可靠性。
三、优势
1、在结构上采用了双管板设计,即在换热器的两端各设置一块管板,两块管板之间通过换热管相连。这种设计使得换热器在承受工作压力和温度方面表现出色,能够满足各种复杂工况的需求。同时,换热管通常采用优质不锈钢或碳钢材质,具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能,能够长期稳定运行而不易损坏。
2、在热传递性能方面,展现出了显著的优势。由于其采用了双向流动的设计,使得流体在流经换热管时能够形成多个回路,从而增加了流体与换热管壁的接触面积,进而提高了热传递效率。与传统管壳式换热器相比,双管板换热器的换热系数高出30%以上,使得能量利用率得到了大大提高。此外,双管板设计还能有效防止泄漏问题的发生,提高了换热器的安全性和可靠性。
3、在耐腐蚀性能方面,由于采用了高质量的不锈钢和钛合金材料制造,双管板换热器能够抵御各种腐蚀性介质的侵蚀,适用于化工、制药、食品等行业的热交换过程。这种优异的耐腐蚀性能使其在恶劣的工作环境下仍能保持稳定运行,延长了设备的使用寿命。
4、在清洁与维护方面,同样具备便捷性。其设计使得在清洁和维护时无需拆卸整个设备,只需拆卸固定螺母和管路即可,大大降低了维护成本和难度。此外,它的积垢和结垢现象较少,减少了清洗和维护的次数和成本,使得设备的运行更加经济高效。
四、应用
双管板换热器的广泛应用得益于其优势。在工业生产中,可用于回收生产过程中产生的余热,减少能源浪费,降低生产成本。在环境保护领域,可用于治理工业废水和废气,实现资源的回收和环境的保护,对于推动绿色生产具有重要意义。在医药制造过程中,能够实现温度的精确控制,对于药物的纯度和药效具有重要影响。在热交换站中,可用于将供热水与回收水进行热交换,提高热能利用效率,降低能源消耗。在污水处理方面,可以将废水中的热量传递给清水,实现能量的回收利用,提高能源利用效率。
此外,双管板换热器在防止管壳程间介质混串和介质压差很大的场合中具有应用价值。对于绝对防止管壳程间介质混串的场合,它能够有效杜绝因物料混合而产生的腐蚀和安全事故。在管壳程间介质压差很大的场合中,通过在内外管板之间的空腔中加入一种介质来减小压差,确保设备的稳定运行。
五、制造工艺
双管板换热器的制造工艺包括准备、组装、焊接等多个步骤,每个步骤都需要严格控制质量,确保设备的性能和安全性。
1、准备阶段
材料审查:对焊接材料(如碳钢焊接材料、不锈钢焊接材料)以及其他辅助材料(如垫片材料、砂轮、磨料等)进行审查,确保材料的质量符合要求。
材料检验:依据材料质量证明书对材料进行实物检验,包括材料标记、表面质量、几何尺寸检查等。
换热管检查:对换热管进行特别检查,包括表面质量(如裂纹、轧折、折叠等)、几何尺寸(如长度、内外径、壁厚等)以及硬度检查。
2、组装阶段
管板与换热管连接:内管板与换热管采用强度胀接方式连接,胀接前需进行胀接工艺评定,以确定合适的胀接参数。胀接时应测量并记录相关尺寸(如内管板管孔尺寸、换热管外径等),并根据胀接率公式计算胀后换热管内径的范围。
预组装:内外管板预组装时,检查两块管板孔的同心度、垂直度以及外管板与内管板间距,确保管束的组装质量。
管束组装:注意穿管顺序和切管长度,确保伸出外管板的长度均匀。
3、焊接阶段
焊接工艺评定:在产品正式施工前,对筒体板材对接焊缝、换热管与管板强度焊角焊缝、接管法兰对接焊缝的焊接工艺评定及手工焊的焊工操作技能评定进行审查。
焊接过程:对需要焊接的部分进行预热和对齐后进行焊接,焊接过程需要保证焊缝的质量和密封性。
4、检验与试验
无损检测:对焊接接头进行无损检测,如射线检测或超声检测,以确保焊缝质量。
水压试验:壳程水压试验,升至设计压力无渗漏后升至试验压力保压一段时间(如30分钟),然后降至设计压力检查漏点。若发现漏点,需进行补胀或重新焊接,并再次进行水压试验。
氦检漏:对外管板进行氦检漏,确保设备的密封性能。
5、其他步骤
绝缘处理:对设备进行绝缘处理,以防止电气设备漏电或短路等问题。
安装支架和附件:安装换热器所需的支架、管道、阀门、传感器等附件,确保各个部件之间的连接牢固和密封性。
检查调试:完成以上步骤后进行检查调试工作,确保设备正常运行并满足使用要求。