Estado de la industria de los intercambiadores de calor
Intercambiador de calor con camisa:
Este tipo de intercambiador de calor se fabrica instalando una camisa en la pared exterior del contenedor y tiene una estructura simple sin embargo, su superficie de calentamiento está limitada por; la pared del recipiente y el coeficiente de transferencia de calor tampoco son altos Para mejorar el coeficiente de transferencia de calor y hacer que el líquido en el hervidor se caliente uniformemente, se puede instalar un agitador en el hervidor cuando se enfría agua o agente calentador sin cambio de fase. Se introduce en la chaqueta, también se puede instalar un agitador en la chaqueta. Particiones en espiral u otras medidas para aumentar la turbulencia y aumentar el coeficiente de transferencia de calor en un lado de la chaqueta. Para complementar la falta de superficie de transferencia de calor, se utilizan tubos enrollados. También se pueden instalar dentro del hervidor. Los intercambiadores de calor con camisa se utilizan ampliamente en procesos de reacción, calentamiento y enfriamiento.
Intercambiador de calor de serpentín sumergido:
Este tipo de intercambiador de calor es un tubo de metal que se dobla en varias formas adecuadas para el recipiente y se sumerge en el líquido del recipiente. el intercambiador de calor de tubo de serpiente es que tiene una estructura simple, puede soportar alta presión y puede estar hecho de materiales resistentes a la corrosión. Su desventaja es que el líquido en el recipiente tiene baja turbulencia y el coeficiente de transferencia de calor fuera del tubo es pequeño; Para mejorar el coeficiente de transferencia de calor, se puede instalar un agitador en el dispositivo contenedor.
Intercambiador de calor por pulverización:
Este intercambiador de calor fija los tubos de intercambio de calor en filas sobre una estructura de acero. El fluido caliente fluye por los tubos y el agua de refrigeración fluye desde arriba. Rocía agua de manera uniforme, por lo que también se le llama enfriador por aspersión. El exterior del tubo del intercambiador de calor por aspersión es una capa de película líquida con un alto grado de turbulencia y el coeficiente de transferencia de calor fuera del tubo es mucho mayor que el de. Además, este tipo de intercambiador de calor se coloca principalmente en lugares donde circula el aire. La evaporación del agua de refrigeración también elimina parte del calor, lo que puede reducir la temperatura del agua de refrigeración y aumentar la fuerza motriz. de transferencia de calor, por lo tanto, en comparación con el tipo de inmersión, el efecto de transferencia de calor del intercambiador de calor de ducha se ha mejorado enormemente.
Intercambiador de calor de manguito en tubos Un intercambiador de calor de manguito en tubos es un manguito concéntrico hecho de tubos rectos de diferentes diámetros conectados por codos en forma de U. En este tipo de intercambiador de calor fluye un fluido. en el tubo y el otro fluido fluye en el espacio anular. Ambos pueden obtener un mayor caudal, por lo que el coeficiente de transferencia de calor es mayor. Además, en el intercambiador de calor de carcasa, los dos fluidos pueden ser puramente contracorriente, que es el numérico. la fuerza motriz promedio es mayor. El intercambiador de calor de manguito tiene una estructura simple, puede soportar alta presión y es fácil de aplicar (el número de secciones de tubería se puede aumentar o disminuir según las necesidades. En particular, el intercambiador de calor de manguito tiene un gran coeficiente de transferencia de calor). Gran fuerza motriz de transferencia de calor y puede soportar ventajas de alta presión.
Intercambiador de calor de placas:
El intercambiador de calor de pared divisoria más típico, tiene una larga historia de aplicación industrial y aún domina todos los intercambiadores de calor. La estructura principal consta de placas de intercambio de calor y tiras de goma entre las placas. Ha dominado el mercado durante mucho tiempo, pero es de gran tamaño, tiene una baja eficiencia de intercambio de calor y es costoso reemplazar las tiras de caucho (el costo de reemplazo de las tiras de caucho representa aproximadamente 1/3-1/2 del todo el proceso). Se utiliza principalmente para el intercambio de calor entre líquido y líquido. En la industria a menudo se le llama intercambio de calor agua-agua. Su eficiencia de intercambio de calor es de 5000w/m2.K.
Para aumentar el coeficiente de transferencia de calor del fluido fuera del tubo, se suele instalar un cierto número de deflectores transversales en la carcasa. Los deflectores no solo evitan que el fluido haga un cortocircuito y aumentan la velocidad del fluido, sino que también obligan al fluido a atravesar el haz de tubos varias veces según la ruta prescrita, lo que aumenta considerablemente el grado de turbulencia. Los deflectores de uso común incluyen formas redondas y de disco, siendo los primeros los más utilizados.
Debido al lanzamiento de la nueva versión de GMP en China, los intercambiadores de calor de placas se retirarán gradualmente de industrias con altos niveles de higiene como la de alimentos, bebidas y productos farmacéuticos.
Intercambiador de calor de carcasa y tubos:
El intercambiador de calor de carcasa y tubos (también conocido como tipo tubo y tubos) es un intercambiador de calor de carcasa y tubos. Consiste principalmente en una carcasa, un haz de tubos y una placa de tubos. Se compone de una cabeza y otras partes. La carcasa es en su mayoría redonda, con haces de tubos paralelos o tubos en espiral instalados en el interior. en la placa del tubo. Hay dos tipos de fluidos que intercambian calor en el intercambiador de calor de carcasa y tubos. Uno fluye dentro del tubo y su carrera se llama lado del tubo; el otro fluye fuera del tubo y su carrera se llama lado de la carcasa. La superficie de la pared del haz de tubos es la superficie de transferencia de calor. Hay diferentes tipos de tuberías. Los diámetros son generalmente de 16 mm, 20 mm o 25 mm. El espesor de la pared de la tubería es generalmente de 1 mm, 1,5 mm, 2 mm y 2,5 mm. Los intercambiadores de calor importados pueden tener un diámetro mínimo de 8 mm y un espesor de pared de sólo 0,6 mm. La eficiencia del intercambio de calor ha mejorado enormemente y se ha promovido gradualmente en el mercado nacional desde 2012. El intercambiador de calor de carcasa y tubos y el diseño del haz de tubos en espiral pueden maximizar el efecto de turbulencia y aumentar la eficiencia de la transferencia de calor.
El diseño asimétrico de las capas internas de carcasa y tubos puede alcanzar un máximo de 4,6 veces. Este diseño asimétrico determina su amplia aplicación en el campo del intercambio de calor vapor-agua. La máxima eficiencia de intercambio de calor puede alcanzar 14000w/m2.k, lo que mejora enormemente la eficiencia de producción y ahorra costos.
Al mismo tiempo, dado que la mayoría de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos son de estructura metálica, con el lanzamiento de la nueva versión de GMP en China, los intercambiadores de calor con acero inoxidable 316L como cuerpo principal se convertirán en una herramienta imprescindible. para las industrias de bebidas, alimentos y farmacéutica.
El intercambiador de calor de placas de doble tubo también se denomina intercambiador de calor tipo P:
Este intercambiador de calor agrega una placa de tubos en cada extremo del intercambiador de calor de carcasa y tubos, lo que puede prevenir eficazmente contaminación por fugas. Hay pocas marcas nacionales en el mercado y son caras, generalmente más de 100.000 yuanes. Las importaciones pueden costar cientos de miles. Cumplen con la nueva versión de las regulaciones GMP. Aunque el precio es caro, determina que el mercado es amplio. El intercambiador de calor híbrido se basa en el contacto directo entre fluidos fríos y calientes para la transferencia de calor. Este método de transferencia de calor evita la resistencia térmica de la suciedad en la pared divisoria de transferencia de calor y en ambos lados, siempre que el contacto entre los fluidos sea bueno. habrá una mayor tasa de transferencia de calor. Por lo tanto, los intercambiadores de calor híbridos se pueden utilizar dondequiera que se permita que los fluidos se mezclen entre sí, como en el lavado y enfriamiento de gases, enfriamiento por agua circulante, calentamiento mixto vapor-agua, condensación de vapor, etc. Se utiliza en empresas químicas y metalúrgicas, ingeniería energética, ingeniería de aire acondicionado y muchos otros sectores de producción.
Los intercambiadores de calor híbridos se pueden dividir en los siguientes tipos diferentes según los diferentes usos:
(1) Torre de refrigeración (o torre de agua fría)
En este Este tipo de equipo, se utiliza ventilación natural o ventilación mecánica para enfriar el agua que ha aumentado de temperatura durante la producción y luego reciclarla para mejorar los beneficios económicos del sistema. Por ejemplo, el agua circulante en centrales térmicas o nucleares, el agua de refrigeración en la producción de amoníaco sintético, etc., se enfrían mediante torres de refrigeración por agua y luego se reciclan. Este método se ha utilizado ampliamente en proyectos prácticos.
(2) Depurador de gases (o depurador)
En la industria, este equipo se utiliza para depurar gases con diversos fines, como por ejemplo utilizar líquido para absorber ciertos componentes de la mezcla de gases. Estos componentes pueden eliminar el polvo del gas, humidificar o secar el gas, etc. Pero su uso más extendido es el de enfriar gases, y el líquido utilizado para enfriar es principalmente agua. Una forma especial de la misma puede considerarse la cámara de nebulización, muy utilizada en proyectos de aire acondicionado. La cámara de pulverización no sólo enfría el aire como un depurador de gases, sino que también puede calentarlo. Sin embargo, también tiene desventajas como los altos requisitos de calidad del agua, el gran espacio de piso y el alto consumo de energía de las bombas de agua. Por lo tanto, en los edificios en general, las salas de aspersión no se usan comúnmente o solo se usan como equipos de humidificación. Sin embargo, todavía se utiliza mucho en fábricas textiles, fábricas de cigarrillos, etc. ¡cuyo objetivo principal es regular la humedad!
(3) Intercambiador de calor de chorro
En este equipo, el fluido con mayor presión se expulsa desde la boquilla para formar una velocidad muy alta, y el fluido de baja presión se introduce. La cámara de mezcla está en contacto directo con el chorro para la transferencia de calor y ingresa al tubo de difusión juntos. Después de alcanzar la misma presión y temperatura en la salida del tubo de difusión, se envía al usuario.
(4) Condensador mixto
Este tipo de equipos generalmente utiliza el contacto directo entre agua y vapor para condensar el vapor. El intercambiador de calor regenerativo es un dispositivo utilizado para el intercambio de calor regenerativo. Está lleno de relleno sólido para almacenar calor. Generalmente, la rejilla cortafuegos se construye con ladrillos refractarios (a veces se utilizan cintas onduladas metálicas, etc.). El intercambio de calor se produce en dos etapas. En la primera etapa, el gas caliente pasa a través de la rejilla contra incendios, transfiere calor a la rejilla contra incendios y lo almacena. En la segunda etapa, el gas frío pasa a través de la rejilla contra incendios y se calienta recibiendo el calor almacenado en la rejilla contra incendios. Estas dos fases ocurren alternativamente. Por lo general, se usan dos regeneradores alternativamente, es decir, cuando ingresa gas caliente a un dispositivo, ingresa gas frío al otro. Se utiliza a menudo en la industria metalúrgica, como en el regenerador de hornos siderúrgicos de hogar abierto. También se utiliza en la industria química, como precalentadores de aire o cámaras de combustión en hornos de gas y hornos de craqueo regenerativo en plantas petroleras artificiales.
Los intercambiadores de calor regenerativos se utilizan generalmente en situaciones donde los requisitos de mezcla del medio son relativamente bajos.
El intercambiador de calor cerámico es un nuevo tipo de dispositivo de recuperación de energía térmica de alta temperatura de tipo tubo. El componente principal es el carburo de silicio. Puede usarse ampliamente en metalurgia, maquinaria, materiales de construcción, industria química y otras industrias para recuperar directamente 850-1400. ℃ de emisiones de varios hornos industriales. El calor residual de los gases de combustión a alta temperatura se utiliza para obtener aire de combustión o gas de proceso a alta temperatura.
El material del elemento de intercambio de calor de este dispositivo es un nuevo tipo de cerámica de ingeniería de carburo de silicio, que tiene excelentes propiedades de resistencia a altas temperaturas y al choque térmico. Puede enfriarse con aire desde 1000 ℃ hasta temperatura ambiente. , repetido 50 veces no aparecerán grietas arriba; la conductividad térmica es la misma que la del acero inoxidable y tiene buena resistencia a la corrosión en medios oxidantes y ácidos. La estructura resolvió con éxito la compensación térmica y resolvió mejor el problema del sellado de gas. El dispositivo tiene una alta eficiencia de transferencia de calor y un importante efecto de ahorro de energía. Se utiliza para precalentar el aire de combustión o calentar gases de proceso en ciertos procesos. Puede ahorrar energía primaria y la tasa de ahorro de combustible puede alcanzar el 30-55%. proceso y mejorar significativamente la capacidad de producción.
El proceso de producción de los intercambiadores de calor cerámicos es básicamente el mismo que el de los muebles de horno. La conductividad térmica y la resistencia a la oxidación son las principales propiedades de aplicación del material. Su principio es colocar el intercambiador de calor cerámico cerca de la salida de humos en un lugar con temperatura más alta, sin necesidad de aire frío ni protección contra altas temperaturas. Cuando la temperatura del horno es de 1250-1450°C, la temperatura en la salida de humos debe ser. ser 1000-1300 ℃, el calor residual recuperado por el intercambiador de calor cerámico puede alcanzar 450-750 ℃, y el aire caliente recuperado se envía al horno para formar un gas mixto con el gas para la combustión, lo que reduce directamente los costos de producción y aumenta beneficios económicos.
Los intercambiadores de calor cerámicos se han desarrollado bien bajo las limitaciones de los intercambiadores de calor metálicos porque pueden resolver mejor la resistencia a la corrosión, la resistencia a altas temperaturas y otros problemas. Sus principales ventajas son: buena conductividad térmica, alta resistencia a altas temperaturas, buena resistencia a la oxidación y resistencia al choque térmico. Tiene una larga vida útil, bajo mantenimiento, rendimiento confiable y estable y fácil operación.