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紧凑、节能型蒸汽加热器在大型空分设备中的应用

2019-08-24

  1.概述


  蒸汽加热器是空分设备、石油化工、食品工业、冶金工业中应用非常广泛的设备,它主要是利用蒸汽冷凝时所放出的热量来加热所需的工艺气体。例如在空分设备中利用蒸汽加热器来加热污氮气,污氮气又用来对后续流程的分子筛进行加温活化。所以,蒸汽加热器性能的优劣直接影响到分子筛是否正常工作,从而对整个空分设备的正常运行产生非常重要的作用。


  当前,工业上常用的蒸汽加热器主要有两种型式:光管式和叠片式。这两种型式的蒸汽加热器虽然性能比较稳定,应用也比较广泛,但存在着不足,主要表现为:一方面,仅依靠蒸汽的冷凝放热来加热工艺气体,排放的冷凝水仍具有较高的温度,该部分热能没有得到充分利用,例如某空分设备中200℃的饱和蒸汽进加热器,排放的是200℃的饱和水,从结构原理上没有达到节能的效果,并且还可能对环境造成热污染。另一方面,产品外形尺寸较大,消耗材料较多,制造成本相对较高。鉴于这种情况,在激烈的市场竞争中,迫切需要开发一种制造成本较低,占地面积小,换热效率高,节能效果好的新一代产品,以提高企业的市场竞争力。

导热管生产

  鉴于这种情况,前几年,我们通过消化、吸收国外先进技术,开发出了中、小型的新一代紧凑、节能型蒸汽加热器,并获得了成功。它与老结构的产品相比,在相同工艺流量的情况下,具有结构紧凑、体积小、重量轻、节能效果好、设备安装方便、传热效率高等优点,通过实际运行,使用效果很好。


  随着国民经济的发展,钢材需求量的增加,空分设备的等级不断加大,现在,已经有“五万”、“六万”等级的空分设备投产,所以,与之配套的蒸汽加热器也势必要向大型化方向发展。


  本文所论述的,就是在已开发的中、小型的蒸汽加热器的基础上,如何将设备大型化,以配套大等级的空分设备之需要。


  2、工艺流程与型式


  大型蒸汽加热器,与中、小型的相比较,在工艺流程上是一致的,总体结构型式也相同,但在局部的结构处理上,有其特别的地方,为了满足大气量的传热性能,需要对某些结构做出特殊的处理。


  主要结构型式为:整体采用立式结构,上管板与壳体平盖固定,下管板是活动的,以便让换热管受热膨胀时自由伸缩。换热管采用整体轧片式,换热管与管板的连接采用强度焊加贴胀。


  其工艺流程为:饱和蒸汽(或过热蒸汽)在垂直的翅片管内自上而下冷凝(或过热蒸汽显热冷却后再冷凝),冷凝后的饱和水经过汽液分离器后,在蒸汽压力的作用下流回到过冷区,在过冷区的翅片管内自下而上流动,进行显热换热。而被加热的气体则垂直于翅片管流动并横掠过管束,与管内的蒸汽进行热量交换,从而达到热量传递之目的。


  设置汽液分离器的目的,主要是为了分离掉蒸汽中的不凝性气体以及避免非设计工况时在换热管内产生的汽液界面,保证进入过冷区的管内介质完全为饱和水,减少汽液


  界面对换热管和焊接接头产生的腐蚀,以提高产品的使用寿命。


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