干式蒸发器的制冷剂在管内流动,水在管簇外流动。制冷剂流动通常有几个流程,由于制冷剂液体的逐渐气化,通常越向上,其流程管数越多。为了增加水侧换热,在专业纯钛蒸发器内传热管的外侧设有若干个折流板,使水多次横掠管簇流动干式蒸发器的优点:(1)润滑油随制冷剂进入压缩机,一般不存在积油问题;(2)充灌的制冷剂少,一般只有满液式的1/3左右;(3)蒸发温度t0在0℃附近时,水不会冻结。使用这种专业纯钛蒸发器必须注意:(1)制冷剂有多个流程,在端盖转弯处如处理不好会产生积液,从而使进入下一个流程的液体分配不均匀,影响传热效果;(2)水侧存在泄漏问题,由于折流板外缘与壳体间一般有1~3mm间隙,与传热管之间有2mm左右的间隙,因而会引起水的泄漏。实践证明,水的泄漏会引起水侧换热系数降低20%~30%。
蒸发就是用加热的方法,将含有不挥发性溶质的溶液加热至沸腾状况,使部分溶剂汽化并被移除,从而提高溶剂中溶质浓度的单元操作。工业生产中应用纯钛蒸发器蒸发操作有以下几种场合:1.浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如电解烧碱液的浓缩,食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等。2.同时浓缩溶液和回收溶剂,例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,中药生产中酒精浸出液的蒸发等。3.为了获得纯净的溶剂,例如海水淡化等。总之,在化学工业、食品工业、制药等工业中,专业纯钛蒸发器蒸发操作被广泛应用。
干式蒸发器的主要特点是:制冷剂在管内完全蒸发并过热成为过热气体,这有利于使用热力膨胀阀自动调节供液量。通常使用的制冷剂有R22、R134a、R407c、R4l0a等。因为制冷剂在纯钛蒸发器内蒸发,只要专业纯钛蒸发器管内流速超过4m/s,就可以把管内的润滑油带回压缩机,回油方便。在设计当中,壳程采用GB151或TEMA规定的E型结构(折流板型式),折流板的缺口大小根据载冷剂的物理性质与流量大小开15%~50%的缺口,通常情况下,折流板缺口的流速与载冷剂横向掠过管束的流速大致相等,为了保证换热效果,折流板与壳体内壁的间隙、换热管与折流板的间隙要小于或等于GB151或TEMA规定的小间隙,特别是在低温情况下,这些间隙显得尤为重要,由于在低温情况下,载冷剂一般为高粘度流体,流速慢,热阻相对增大,间隙泄漏更加明显。
应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力。从这个角度来说,纯钛蒸发器顺流式就优于逆流式,因为顺流式进出口端的温度比较平均不像逆流式那样,热、冷流体的高温段都集中在一端,低温部分集中于另一端,易于因两端收缩不同而产生热应力。 流量小而粘度大(331.510~2.510Pas)的流体一般以壳程为宜,因在壳程Re>100即可达到湍流。但这不是的,如流动阻力损失允许,将这类流体通入纯钛蒸发器管内并采用多管程结构,亦可得到较高的表面传热系数。对于有的介质或气体介质,必使其不泄露,应特别注意其密封,密封不仅要可靠而且还要求方便和简单。应尽量避免采用,以降低其成本。以上这些原则有的是相互矛盾的,所以在具体设计时应综合考虑,决定哪一种流体走管程,哪一种流体走壳程。
壳管式蒸发器工作时,螺杆式冷水机,壳体内应保留一定数量的液态制冷剂,液位用浮球控制,其静液面高度应为筒体直径的备左右,大部分纯钛蒸发器冷却管沉浸在液体中,以液体对液体的方式进行热交换。专业纯钛蒸发器,因此传热效果较好,传热系数较大。但液位不可太高,否则会出现制冷机的回液现象。这种蒸发器虽氮、奴通用,但所用管子材料不同。般氨蒸发器用4025x2.5-438X3的钢管制造,氛利昂燕发器用紫锏管或黄铜管制造。当载冷剂具有腐蚀性时,管板一般使用耐腐蚀复合金属板,冷却管使用髙强度铝砷黄铜管。为増强传热效果,奴利昂蒸发器多采用翅片管。
换热器内漏的处理方式:当发现纯钛蒸发器内漏后,先把纯钛蒸发器大盖拆卸下来,然后向管程注水打压(有时直接利用装置循环水充压),检查小浮头侧的胀口和垫片牌有无泄漏,再根据检查结果决定下一道工序。1、小浮头垫片失效的处理方法最简单,只要换小浮头垫片就可以。2、对于浮动管板胀口泄漏,如果只有少数几个胀口泄漏,且泄漏不太大,一般可以由两人用手电筒在交叉两个方向同时进行检查,寻找出泄漏的胀口;如果泄漏胀口太多,无法准确地用该方法找出漏点,就需要采取其他办法进行检漏。3、若小浮头垫片和胀口均无泄漏,就可判定是箱侧的胀口或者换热器和管束泄漏,可采用管箱侧内漏检查法。
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