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工业洁净厂房换热设备及其维护

作者: 深圳市中净环球净化科技有限公司发表时间:2022-01-14 17:48:07浏览量:130

工业洁净厂房换热设备及其维护 本文详细介绍工业洁净厂房换热设备之直接式换热器和冷凝器的分类,及换热设备的维护方案。 1. 工业洁净厂房设备之直接式换热器 直接式换热器也称为混合式换热器,其特点是冷、...
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工业洁净厂房换热设备及其维护

本文详细介绍工业洁净厂房换热设备之直接式换热器和冷凝器的分类,及换热设备的维护方案。

1. 工业洁净厂房设备之直接式换热器

直接式换热器也称为混合式换热器,其特点是冷、热流体直接混合进行换热,因此在热交换的同时,还发生物质交换。直接式与间接式相比,由于省去了传热间壁,因此结构简单,传热效率高,操作成本低,但采用这种设备只限于允许两种流体混合的场合。

(1)蒸汽直接式换热器

蒸汽和液体混合直接加热是常见的一种加热方式。实践经验表明,在蒸汽和液体之间需要大的接触面,以利于蒸汽的快速冷凝,加速换热速度。研究表明,减小接触面,换热速率明显降低。在设备性能不正常时,如液滴太大或蒸汽泡太大,会导致换热速度低下,这种情况在高黏度产品时容易发生。

尽管在加热蒸汽和液体之间有很大的温度差,但这类设备的加热仍然是温和的。原因之一是加热时间很短,只有几分之一秒; 另外一个原因,也许是更为重要的,是在蒸汽和物体之间立即形成一层很薄的冷凝液膜。这层液膜起到保护物体免受高温的影响。因此蒸汽直接加热方式允许有很高的温度梯度,这是任何间壁式换热器无法做到的,这种换热器对蒸汽质量有一定要求,由于设备性能的需要和保证产品质量,蒸汽须不含不凝结气体,因为不凝结气体会影响蒸汽冷凝、干扰换热过程。关于气源、蒸汽或锅炉用水,不应含有影响产品的物质。换句话说,锅炉用水应该具备饮用水的质量,非正常的水处理剂是不许使用的。在有些使用场合下,如制品提晶,需要除去蒸汽和产品混合时所增加的水分,以保持原有的组分不变。除去水分的方法通常是在真空下使水分蒸发,这是一举两得的做法,因为在真空闪蒸水分时,既除了水分,又可以使产品迅速冷却。通过温度控制(在蒸汽混合前、混合后以及蒸发后),可以做到处理前后产品的水分含量不变。

这种蒸汽直接加热设备有两种类型:喷射式和注入式。喷射式是在连续流动的液体中喷射蒸汽;注入式是在连续流动的蒸汽中注入液体。在蒸汽喷射式(蒸汽进入液体)中,蒸汽或者通过许多小孔,或者通过环状的蒸汽帘喷射入流体管道中。在蒸汽注入式(液体进入蒸汽)中,液体或者以膜的形式,或者以液滴的形式分布在充满高压蒸汽的容器中,落于容器底部,加热后的液体从底部排出。

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(2)蒸汽喷射式换热器

蒸汽喷射式冷凝器也是混合式换热器。不同的是,它利用冷却水与蒸汽混合,使蒸汽冷凝,以除去水分;这在浓缩操作中是必须的,在浓缩操作中要快速除去蒸发出来的蒸汽,此外还要在蒸发室内造成真空。

2. 工业洁净厂房设备之冷凝器

(1)喷射式冷凝器

用断面逐渐收缩的锥形喷嘴进行水或其他液体冷却剂喷射时,水在喷嘴内的流速逐渐增快。速度越高意味着动能越大,而压力则越小。如果将喷嘴座板的喷嘴上、下游隔开,上游空间(即水室)通入高压水,则由于水的喷射就造成下游的低压,因而产生抽汽的作用。吸汽室将蒸汽吸入后,经过导向挡板使之从水流射束的四周均匀地进入混合室,而与许多聚集于喉部的射束表面相接触。因射束的流速高,其动能大,蒸汽即凝结在水柱表面而被带走,经过喷嘴所形成的射流速度一般为 15~30m/s。带走蒸汽的各射流在喉部准确聚集后,通过扩压管将动能转换为势能以后,再从尾管排出。由上述可知,喷射式冷凝器除了有混合冷凝作用外,还具有抽真空的作用,所以特别适用于真空系统中蒸汽的排除。例如食品工业中的真空浓缩、真空脱气、真空干燥等。当用这种水力喷射器作冷凝器时,就可以不再需要真空泵了;一般水力喷射冷凝器的高压水压力为0.2~0.5MPa,可采用高压头的离心泵或多级离心泵供送。中净环球净化可提供洁净厂房、GMP车间的咨询、规划、设计、施工、安装改造等配套服务。

(2)填料式冷凝器

冷却水从上部喷淋而下,与上升的蒸汽在填料层内接触。填料层是由许多空心圆柱形填料环或其他填料充填而成,组成两种流体的接触面,混合冷凝后的冷凝水从底部排出,不凝结气体则由面部排出。

(3)孔板式冷凝器

孔板式冷凝器装有若干块钻有很多小孔的淋水板,淋水板的形式有交替相对放置的弓形式和圆盘圆环交替放置的形式。冷却水自上方引入,顺次经板孔穿流而下的同时,还经淋水板边缘泛流而下。蒸汽则自下方进入,以逆流方式与冷水接触而被冷凝,少量不凝结气体从上方排出。进入的冷却水经与蒸汽进行热交换后被加热,而后从下方尾管排出。

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(4)低位式冷凝器

除喷射式冷凝器外,填料式和孔板式冷凝器都需要真空泵,使冷凝器内处于负压状态。在这种情况下,如无适当措施,冷凝水无法排出,通常采用两种方法,即低位式和高位式。

直接使用抽水泵将冷凝水从冷凝器内抽出,因而可以简单地安装在地面上,故名低位式冷凝器。高位式冷凝器不用抽水泵,而是将冷凝器置于10m 以上的高度,利用其下部很长的尾管(称为气压管,俗称大气腿)中液体静压头的作用来平衡上方冷凝器内的真空度,同时抽出冷凝水。为了保证外部空气不进入真空设备,气压管应淹没在地面的溢流槽中。

(5)水帘(水幕)式空气冷却器

这种混合换热器常用作空气的冷却净化器。含尘空气进入后,经与冷却水的水幕接触而降温、增湿、净化。

工业洁净厂房换热设备维护方案如下:

工业运转不可缺失换热设备,这类设备常态的运行很易凝结污垢,若没能及时予以消除将会累积更多。运转状态下的换热设备被损耗,从长期来看减低了本该有的设备性能,缩减可运转的年限。常见问题有结垢与腐蚀。

(1)运行中结垢

在换热器表层,日常运转时的设备内经由很多的流体,因而汇聚了固态性的污垢物质。水的硬度是水质标志之一,它反映了水的含盐特性,其值为水中钙、镁、铁、锰等溶解盐类的总量。固体及汇入进来的流体是彼此接触的,水垢带来了后续较大的运转干扰。换热设备凝集起来的表层污垢缩小了应有的换热实效,热阻由此也会提高。同时,若表层累积着偏多污垢,那么通道经由的流体也将变得更少并且增添了阻力。泵体功率被减低,耗费了较多的修护资金。

因此,对于换热设备要经常的清洗,在流体进入换热设备之前增加过滤设备,使得进入设备的流体无杂物;同时将进入的流体进行软化处理防止产生结垢。在后续运转中,要随时查验并调控各时点的温度及流速。可增设配备的旁路系统,维持初期设定好的温度条件及流速状态;及时修护设备,在更大范围内推迟结垢且延长可运转的总时间,运送至进口的物料总量也并非固定,是不断变更的;在各个阶段内都应测定聚集于换热器的污垢总量,测定酸碱值及微粒体积;针对各类状态下的结垢,都要配备不同添加剂,所以热交换设备用水须经过软化处理;水软化方法通常有例子交换法、化学沉淀法和加热法等。

(2)腐蚀与维护

由于现场环境及流体的性质,换热器板材选择不当,会导致换热器发生腐蚀泄漏等状况。为防止这一现象的发生, 选择换热器时需要明确流体的介质及使用地区的环境,同时在流体中增加缓蚀剂,以抑制腐蚀;一般腐蚀分为的化学反应腐蚀和电化学反应腐蚀两种。

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2022-01-14 130人浏览
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