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介绍蒸汽换热器的发展历史

二十世纪20年代出现板式换热器,并应用于食品工业。以板代管制成的换热器,结构紧凑,传热效果好,因此陆续发展为多种形式。30年代初,瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器,用于飞机发动机的散热。30年代末,瑞典又制造出第一台板壳式换热器,用于纸浆工厂。在此期间,为了解决强腐蚀性介质的换热问题,人们开始注意新型材料制成的换热器。
  60年代左右,由于空间技术和尖端科学的迅速发展,迫切需要各种高效能紧凑型的蒸汽换热器,再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展,蒸汽换热器制造工艺得到进一步完善,从而推动了紧凑型板面式蒸汽换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外,自60年代开始,为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要,典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期,为了强化传热,在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
  70年代的世界能源危机,有力促进了换热强化技术的发展。为了节能将耗,提高工业生产经济效益,要求开发适用于不同工业过程要求的高效换热设备。所以这些年来,蒸汽换热器的开发和研究成了人们关注的课题。当今换热器技术的发展以CFD(计算流体力学技术)、模型化技术、强化传热技术等形成一个高技术体系。所谓提高换热器性能,就是提高其传热性能。狭义的强化传热系数指提高流体和传热之间的传热系数
  近年来,随着制造技术的进步,强化换热元件的开发,使得新型高效换热器的研究有了较大的发展,根据不同的工艺条件与工况设计制造了不同结构形式的新型换热器,也取得了较大的经济效益。故我们在选择换热设备时一定要根据不同的工艺、工况要求选择。换热器的作用可以是以热量交换为目的。在即定的流体之间,在一定时间内交换一定数量的热量;也可以是以回收热量为目的,用于余热利用;也可以是以保证安全为目的,即防止温度升高而引起压力升高造成某些设备被破坏。
  随着我国石化、钢铁等行业的快速发展,蒸汽换热器的需求水平大幅上涨。未来,国内市场需求将呈现以下特点:对产品质量水平提出了更高的要求,如环保、节能型产品将是今后发展的重点;要求产品性价比提高;对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈。同时,行业发展必须要注重对现有产品的改进和高端产品的研发。

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蒸汽换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过半片进行热量交换。蒸汽换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。蒸汽换热器广泛应用于冶金、石油、化工、食品、制药、船舶、纺织、造纸等行业,是加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。
  蒸汽换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
  蒸汽换热器主要由框架和板片两大部分组成。
  板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹,并在板片的四个角上开有角孔,用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。
  框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。
  蒸汽换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间,然后用夹紧螺栓夹紧而成。
  1.2蒸汽换热器的特点
  (蒸汽换热器与管壳式换热器的比较)
  a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂的流道,使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺数(一般Re=50~200)下产生紊流,所以传热系数高送进锅炉。
  温度---间接 可调节,不可等温换热。
  直接 奔迪:可调温,可等温换热,并可储能。
  喷淋式:可调温,但不能等温换热和储能。
  储 存 式---间接 上下温差大,有死水区。
  直接 奔迪上下无温差,因蒸汽推动无死水区。
  压力---间接 蒸汽压力对水系统无影响。蒸汽压力小于0.2MPa易产生与冷凝水冲击噪音。 直接 蒸汽压力对水系统有一定影响。
  除 氧---间接 加热温度低于102℃,流速高于0.2m/s无法除氧。
  直接 奔迪流速低于0.1-0.2m/s,汽水自动分离,自动除氧,其他无此功能。
  维修---间接 必须定期检修。
  直接 几乎不用维修。
  附属设备---间接 洗澡必须有冷凝水回水管道,采暖及空调必须加补水泵,高位或低位膨胀水箱,软水器。
  直接 洗澡不用回水管,采暖与空调取消补水泵,高位或低位膨胀水箱。
  目前世界各国都在研究蒸汽直接换热设备。过去,蒸汽直接加热,因噪音、压力、流量、温度不易控制,而普通采用间接换热。90年代随着人们对热能利用率要求提高,对蒸汽直接加热有了新的认识。湖南西门机电自1985年引进国外先进技术,不断的研制进步,是蒸汽与水直接混合加热技术的领跑者,处于行业领先地位。科学的日益发展,技术的不断进步,使直接换热设备更加完善。
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