分离器与换热器.doc

分离器 分离器的主要作用是用来分离气体中夹带的液体，根据安装位置的不同分前置气液分离器和后置气液分离器。前置气液分离器主要是用来分离被抽气体中夹带的液体，例如在造纸行业用的较多。后置气液分离器则主要是用来分离泵和压缩机工作时随排出气体中夹带的大量液体。根据分离器设计压力和工作压力的不同大致可分为以下三种：第一种是在真空状态下工作的分离器，设计压力从-0.1Mpa到-0.02Mpa，设计计算时依据的标准是GB1501998钢制压力容器。我们公司的产品主要包括的是前置分离器。第二种是在常压状态下工作的分离器，设计压力从大于-0.02Mpa到小于0.1Mpa，设计计算时依据的标准是JB/T4735-1997钢制焊接常压容器。我们公司的产品主要是用在各种真空泵的排出口的分离器。第三种是在有正压力状态下工作的分离器，设计压力从0.1Mpa到不大于35Mpa，设计计算时依据的法规和标准是压力容器安全技术监察规程和GB1501998钢制压力容器。我们公司的产品主要是用在各种压缩机的排出口的分离器。名词解释：工作压力 承受内压的压力容器，其最高工作压力是指在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力；承受外压的压力容器，其最高工作压力是指压力容器在正常使用过程中，可能出现的最高压力差值；对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差值。设计压力 设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，压力容器的设计压力不得低于最高工作压力，装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破片的爆破压力。压力容器安全技术监察规程简介适用范围：（同时具备下列条件的压力容器）1 最高工作压力（Pw）大于等于0.1Mpa（不含液体静压力）;2 内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m，且容积（V）大于等于0.025m3;3 盛装介质为气体.液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。容器分类: 将适用范围内的压力容器划分为三类 1下列情况之一的, 为第三类压力容器:（1） 高压容器;（2） 中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);（3） 中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于10Mpa m3);（4） 中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于等于0.5Mpa m3);（5） 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2Mpa m3);（6） 高压.中压管壳式余热锅炉;（7） 中压搪玻璃压力容器;（8） 使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa)的材料制造的压力容器;（9） 移动式压力容器，包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等；（10） 球形储罐(容积大于等于50m3);（11） 低温液体储存容器(容积大于5m3). 2下列情况之一的, 为第二类压力容器(第1条规定的除外):（1） 中压容器;（2） 低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);（3） 低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质);（4） 低压管壳式余热锅炉;（5） 低压搪玻璃压力容器; 3低压容器为第一类压力容器(第1条.第2条规定的除外).压力容器的压力等级划分: 按压力容器的设计压力(P)划分如下1 低压 (代号L) 0.1MPaP1.6MPa2 中压 (代号M) 1.6MPaP10MPa3 高压 (代号H) 10MPaP100Mpa4 超高压 (代号U) P100Mpa介质毒性程度的分级和易燃介质的划分:1. 压力容器中化学介质毒性程度和易燃介质的划分参照HG20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类的规定。无规定时，按下述原则确定毒性程度：极度危害(工级) 最高容许浓度0.1mg/m3；高度危害(级) 最高容许浓度0.1一1.0mg/m3；中度危害(级) 最高容许浓度1.0一0.170.0343. 流体空间的选择要使换热器正常而有效地运行, 就必须从以下几个方面慎重地选择流动空间:（1） 温度 高温流体一般走管程，因为高温会降低材料的许用应力，高温流体走管程可节省保温层和减少壳体厚度，有时为了便于高温流体的散热，也可使高温流体走壳程，但为了保证操作人员的安全，需设置保温层。（2） 压力 较高压力的流体走管程，可减少壳体厚度。（3） 粘度。（4） 腐蚀性 腐蚀性较强的流体应走管程，以节省耐腐蚀材料。（5） 压力降。（6） 清洁性 较脏和易结垢的流体应走管程，以便于清洗和控制结垢。如必须走壳程，则应采用正方形排列，并采用可拆式（浮头式，填料函式，U型管式）换热器。（7） 流速。（8） 传热膜系数。板式换热器板型换热器中用的最多最为广泛的是板式换热器，从20世纪30年代，有薄金属板压制的板片组装而成的板式换热器问世，并将该换热器应用于工业中，显示出了优异的性能，从此就迅速地得到了广泛的推广应用，成为紧凑高效的换热设备之一，与螺旋板式和板翅式共称为紧凑式换热器。板式换热器不像管壳式换热器那样有国际上公认的先进标准和国内标准，也未见著名的生产厂工厂标准。我国为统一供需要求，于1996年颁布了国家标准 GB 16409-1996 板式换热器，适用于设计压力不大于2.5Mpa的板式换热器，其设计温度范围应不超过垫片材料的允许使用温度。标准对设计，制造，检验和验收的要求都作了规定。板式换热器的结构与参数板式换热器是由数十块(或更多)平板式换热片叠在一起压紧构成。板片是优质不锈钢板或钛板，厚0.60.8mm，用大型液压机在其表面上压出特殊设计的波纹。在板片的一侧表面上紧贴着用有机材料(丁晴橡胶、氟橡胶等)制造的垫片，以保持板片间的密封性。这些板片的两侧用刚性的端盖及用多个(612个)螺栓压紧，成为一个整体(与板框式压滤机相似)。每两件板片之间的空隙与垫片共同构成流体的通道，物料由上而下或由下而上连续流动。每块板片的两侧分别流过冷的和热的流体，通过板片进行热交换。板片的波纹型式很重要，它决定了板片的工作特性。主要的波纹型式有：水平平直式(或称洗衣板形)、斜纹式、人字式(字形)和双人字型(字形)，斜形的波纹又有不同的斜角。换热板片波纹的设计和制造是板式换热器的技术关键。板片的波纹深度一般为56 mm ,垫片在压紧后的厚度和它相同，这样垫片与板片波纹的顶部是在同一平面上，互相紧贴。板片的四角各有一个大圆孔，分别作为冷热流体的进出通道。板片的波纹有两个很重要的功能：、提高传热性能。物料在两件波纹板之间的缝隙通过，这些波纹使流体不断改变流动方向，产生旋转和扭转，形成许多微细的涡流，从而使流体内各部分的质点不断迅速转移，使热交换迅速进行；流体的强烈湍流还减少了悬浮微粒在换热面上的沉积和结垢，故被称为“自洁式换热器”；表面压成波纹也使实际换热面积增大了百分之几十；所有这些因素都显著加强了传热过程，使它的传热系数比一般管式加热器提高几倍。、提高板片的刚性和受压能力。在板片组合压紧以后，相邻两板间有很多波纹的突出点互相接触，形成很多支承点，从而大大增强了板片的刚性。因此，虽然板片的厚度很薄而面积又很大，也能承受相当高的压力。换热面的厚度比用加热管小得多，就大幅度减少了材料消耗和设备重量。板式换热器的型号以板片的型号来代表，每种型号的板片有一定的换热面积和传热特性。每台换热器所用板片的数量视所需的总面积而定，变化幅度可以很大。换热器的框架长度则按安装板片的需要，每种型号均有几个不同长度的等级。板式换热器的板片是垂直放置的，物料从上方入，下方出；或从下方入，上方出；冷和热的物料安排成反方向流动，以取得最大的有效温度差，达到最高的效率。如果用蒸汽加热，应从上方进汽，下方排出凝缩水，被加热的物料则从下方入，上方出。板式换热器通常用单程的工作方式，这对板片和连接管路的布置是最有利的。在大多数情况下，适当地选择板片的型式和参数，可以用单程达到所需的热交换参数。但在某些特殊情况下，也可用双程或四程的方式(但绝不需要象管式加热器那样用很多程)。现在国内外都有很多生产板式换热器的制造厂，如瑞典Alfa-Laval公司，英国的APV公司和德国的GEA公司等；国内如兰州石油化工机器厂、天津板式换热器厂、广州龙归换热器总厂、上海饮料机械厂、南京船用辅机厂等。他们都有多种规格的产品，其具体样式和参数也是多样化的。这类产品的主要参数是：单片换热面积(m2)，最大装机面积(m2)，通道直径(mm)，最大物料量(t/h)，每通道流量(kg/s)，传热系数值(W/m2.K)，以及框架的尺寸等。值通常是以水对水在40下、压力降为50kPa时测出的数值，在产品资料中还标明其容许的使用压力和温度。关于板式换热器的选用，国外的生产厂家通常是根据用户提出有关的数据，主要是冷热两种物体的种类、数量和性质，以及工作的条件，由他们通过计算选择最佳方案，提供用户决定。但国内的制造厂,对某些行业较有经验，对某些行业仍经验不足，有时需由用户自行选定。这时要注意如下几点： 1、加热面积不可按照原有管式加热器的面积，一般只需后者的3050。应通过有关传热的计算来决定(这种计算比较复杂，此处难以列出)。 2、注意设备的通道直径即角孔和连接管的直径，它决定了物料的最大通过量。如选用了较大的通道直径，在以后有需要时可以增加板片数量来提高物料处理量。直径不足会限制物料的流量。3、板片之间的间距(缝隙宽度)也很重要，多数板式换热器的这一数值为56mm，可应用于液体，也可使用略有正压的水蒸汽(汽压0.030.1MPa)。有些产品的这一数值小于4mm，只能用于液体或压力较高的蒸汽。 板式换热器的主要优点：（1） 总传热系数高板式换热器的板间流道，是一个横截面多变. 曲折的流道，它很有效地使流体产生湍流，从而降低了液膜的热阻，另外不会出现像管壳式换热器那样的旁路流。于是板式换热器的总传热系数约为管壳式换热器的3-5倍。（2） 占地面积小用于同一工况下的板式换热器的占地面积，约为管壳式换热器的五分之一左右。（3） 多种介质换热在一台板式换热器中，只要设置中间隔板，就可以进行多种介质的换热，这一特点是管壳式换热器难以达到的。（4） 末端温差小末端温差是指一流体入口温度与另一流体出口温度之差。对水-水换热而言，板式换热器的末端温差可低达1-2度，而管壳式换热器甚至难以使流体末端温差达到5度以下。（5） 使用方便只要拆下压紧螺柱，即可取出板片或移开板束，于是清洗，维修，增加和减少板片，更改流程组合都十分方便。板式换热器的主要缺点：（1） 工作压力板式换热器的每张板片上都有一个由弹性材料制造的密封垫圈，密封周边很长，密封系统刚性差，特别是在导流区的二道密封处，支承薄弱，又离压紧螺柱较远，得不到足够的压紧力，所以承受不了较高的工作压力。虽然目前的产品能达到2.5Mpa，但不是所有产品都可在2.5Mpa下工作。制造厂将在具体的产品上，给出实际使用的操作压力数值。（2） 工作温度板式换热器的工作温度，决定于密封垫圈材料所能承受的温度。橡胶类垫圈，不同的胶种，有其相应的工作温度范围，但均不超过200度；石棉垫圈的最高工作温度为250-260度，现在国际上已禁用。（3） 含固体的介质由于板间流道的平均间隙为3-5mm，且流道曲折多变，当换热介质中含有较大的颗粒或纤维时，流道很容易堵塞。所以对这样的换热场合，要在换热器的入口装过滤器，或选择特殊的大间隙板式换热器。板式换热器的应用 板式换热器应用于化工，石油，石油化工，机械，电力，冶金等工业部门，创始于20世纪40-50年代，这是伴随着人们对它的特点认识的进一步深入，创造水平的提高，板片制造材料的发展，以及单机大型化等因素而来的。据APV公司介绍, 有200多种介质的换热都可采用板式换热器, 现摘录部分介质列表如下:溶液类水和其它类碳酸氢钠溶液碳酸钠溶液碳酸钾溶液铝酸钠溶液磷酸铵溶液硫酸铵溶液碳酸铵溶液亚硝酸铵溶液磷酸锌溶液硫酸锌溶液硫酸铝溶液亚硫酸铵溶液氢氧化钠溶液氯化锌溶液乙醛溶液丙酮溶液乙炔水溶液锅炉给水轧辊冷却水发动机冷却水核反应堆冷却水漂白用水生活用热水抗生素酒类乳品丁醇乙二醇甲醇乙丙醇明胶皂液糖汁酸类油类丙酸磷酸硫酸亚硫酸醋酸硼酸硝酸氨基酸原油润滑油液压油切削液石油气淬火油电缆油食品油进行换