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附件2.4
传热操作单元
机械化、自动化设计指导方案(试行)
目录
TOC \o 1-3 \h \z \u 1 传热的方式 1
2 换热器类型 1
2.1间壁式换热器 2
2.1.1管式换热器 2
2.1.2板式换热器 2
2.1.3翅片式换热器 3
2.1.4热管换热器 3
2.2混合式换热器 3
2.3蓄热式换热器 3
3 换热器操作方式 3
3.1间歇操作 4
3.2连续操作 4
4机械化、自动化操作要求 4
4.1间歇操作 4
4.1.1进料 4
4.1.2出料 5
4.2连续操作 6
4.2.1进料 6
4.2.2出料 7
4.3其他 7
5集中控制要求 8
6 典型传热单元设计方案 8
6.1工艺简述 8
6.2碳酸乙烯酯精馏塔再沸器换热的机械化和自动化实施方案 8
1 传热的方式
根据传热机理的不同,传热的基本方式分为热传导、热对流和热辐射三种。
(1)热传导
热传导简称导热,是指直接接触的系统之间或系统内各部分之间没有宏现的相对运动,仅仅依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而实现热量传递的现象。
(2)热对流
热对流是指流体中各部分质点之间发生宏现相对运动和混合而引起的热量传递过程,即热对流只能发生在流体内部。
热对流分为强制对流及自然对流两种。
(3)热辐射
热辐射简称辐射,是物体因热的原因而产生电磁波在空间的传递现象。当任何物体的温度大于热力学零度时,都会以电磁波的形式向外界辐射能量,当被另一物体部分或全部接收后,又重新变为热能,这种传热方式称为辐射传热,即辐射传热是物体间相互辐射和吸收能量的总结果。
实际传热过程往往是两种或三种传热方式的综合结果。
2 换热器类型
依据传热原理和实现热交换的方法换热器可分为间壁式、混合式和蓄热式三类。其中以间壁式换热器应用最为普遍。换热器是将 热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器在 化工、 石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位,其在化工生产中换热器可作为 加热器、 冷却器、 冷凝器、 蒸发器和 再沸器等,应用广泛。换热器是一种实现传热过程的设备,根据不同特性,有不同的分类,其中间壁式换热器应用最为广泛,
2.1间壁式换热器
2.1.1管式换热器
(1)套管式换热器
优点是结构简单,耐高压,传热面积容易改变,两流体可严格逆流操作,有利于传热;缺点是接头多,易泄露,单位管长上的传热面积较小,单位换热面积消耗的金属量大。
(2)蛇管式换热器
蛇管式换热器分为两种:沉浸式和喷淋式。
(3)管壳式换热器
管壳式换热器是目前化工上应用最广泛的一种换热设备。
2.1.2板式换热器
(1)夹套式换热器
夹套式换热器是在反应器或容器的外壁上安装夹套制成的,夹套与器壁之间形成加热介质或冷却介质的通道。
(2)螺旋板换热器
两块金属板,每块的一端分别与分割挡板焊在一起,卷成螺旋形,两板之间焊有定距柱以维持通道间距,在螺旋板两侧焊有盖板。
(3)平板式换热器
平板式换热器是由一组长方形的薄金属板平行排列,夹紧组装于支架上面构成,以“板式”结构作为换热面;主要部件为传热板片、密封垫片和压紧装置。
2.1.3翅片式换热器
(1)板翅式换热器
两块平行的金属板之间,夹入波纹状的金属翅片,边侧密封,组成一个整体。根据波纹翅片的不同排列,可得到不同的操作方式,如逆流、并流、错流等;翅片式板翅式换热器的核心部件,其常用形式有平直翅片、波纹翅片、锯齿形翅片、多孔翅片等。
(2)翅片管式换热器
翅片管式换热器是在管子内表面或外表面装有很多径向或轴向翅片。
2.1.4热管换热器
热管换热器由壳体、热管和隔板组成的。热管按冷凝液循环方式分为毛细管热管、重力热管和离心热管三种。
2.2混合式换热器
在传热过程中,采用冷热流体直接接触进行换热,这种传热方式传热面积大,设备较简单。
2.3蓄热式换热器
首先使用热流体流过换热器,将器内固体填充物加热,然后停止热流体,使冷流体流过蓄热器内已被热流体加热的填充物,吸取热量而被加热。如此周而复始,达到冷热流体之间的传热目的。
3 换热器操作方式
换热器操作方式主要有两种:间歇操作和连续操作。
3.1间歇操作
间歇操作的特征是冷媒或热媒间隔进入换热器,然后进行传热,换热器间歇使用,冷媒或热媒传热完成后,停止冷媒或热媒的流入,然后根据工艺要求对换热器进行清洗、置换,继而进行下一生产周期的操作。
3.2连续操作
连续操作的特征是冷媒或热媒连续进入换热器,然后进行传热,换热器连续使用。
4机械化、自动化操作要求
传热操作的机械化、自动化
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