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蒸發(fā)結(jié)晶不凝氣排出口如何放置
不凝氣對傳熱有多大影響?
不凝氣指蒸汽(包括二次蒸汽)中的不冷凝氣態(tài)物質(zhì),如空氣CO2、H2S等,它們混雜在蒸汽中進入加熱室在加熱室滯留于加熱管壁,并不斷集累,使壁面被一屋不凝氣包圍,阻擋蒸汽與壁面接觸而氣體導熱系數(shù)都小,熱阻大故增加傳熱熱阻,使傳熱系數(shù)大為降低。實驗證明蒸汽中,含有1%的不凝氣,蒸汽冷凝給熱系數(shù)降低60%。
看過好多蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)計,對于不凝氣的排放口大都有問題??匆幌聡鴥?nèi)各化工設(shè)計單位的設(shè)計?;げ吭O(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站1974年匯編的《化工設(shè)備圖冊》中收集了我國化工系統(tǒng)各設(shè)計單位推選出的設(shè)計圖紙。在第3 、5分冊所列的53臺立式冷凝器和立式蒸發(fā)器中, 30臺的設(shè)計是把排氣口設(shè)置在頂部,排氣管徑又多選用20mm的管徑,而蒸汽進口又在上部。這種布置方式在我們的工程設(shè)計中屢見不鮮。這是否正確?
冷凝器中不凝氣的排放口應(yīng)設(shè)在蒸汽流程的終端,而與不凝氣的重度無關(guān)。排氣口與進汽口相距應(yīng)盡可能遠,即上進汽時為下排氣(冷凝液出口的稍上方)而下進汽時為頂排氣。
以上所說的排氣口系指冷凝器的主排氣口。在冷凝器的設(shè)計中, 通常還在蒸汽不易到達的死角處設(shè)置輔助排氣口。
如立式冷凝器中,加熱蒸汽通常從上部進入,在蒸汽進口管對面上管板的下方死角處也可能積聚不凝氣,可在此處設(shè)置輔助排氣口。例如美國虎克化學公司設(shè)計的蒸汽加熱室,一般蒸汽進口放在上部,主排氣口直徑較大,且設(shè)在加熱室的底部,冷凝水出口的稍上方。另外在加熱室的中部和頂部分設(shè)有直徑較小的輔助排氣口,供開車時加速排氣之用。柴倫巴式蒸發(fā)器的加熱室設(shè)有三個不凝氣排出口。主排氣口直徑為2 一4 英寸。位于加熱室下部冷凝水出口之上。另外在加熱室下部大約三分之一高處和頂部設(shè)有1 ~1.5英寸的排氣口。正常操作時,僅底部主排氣口經(jīng)常開啟排氣,而輔助排氣口關(guān)閉, 只有傳熱出現(xiàn)異常時才間斷開啟排氣。
不凝氣指蒸汽(包括二次蒸汽)中的不冷凝氣態(tài)物質(zhì),如空氣CO2、H2S等,它們混雜在蒸汽中進入加熱室在加熱室滯留于加熱管壁,并不斷集累,使壁面被一屋不凝氣包圍,阻擋蒸汽與壁面接觸而氣體導熱系數(shù)都小,熱阻大故增加傳熱熱阻,使傳熱系數(shù)大為降低。實驗證明蒸汽中,含有1%的不凝氣,蒸汽冷凝給熱系數(shù)降低60%。
看過好多蒸發(fā)結(jié)晶器設(shè)計,對于不凝氣的排放口大都有問題??匆幌聡鴥?nèi)各化工設(shè)計單位的設(shè)計?;げ吭O(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站1974年匯編的《化工設(shè)備圖冊》中收集了我國化工系統(tǒng)各設(shè)計單位推選出的設(shè)計圖紙。在第3 、5分冊所列的53臺立式冷凝器和立式蒸發(fā)器中, 30臺的設(shè)計是把排氣口設(shè)置在頂部,排氣管徑又多選用20mm的管徑,而蒸汽進口又在上部。這種布置方式在我們的工程設(shè)計中屢見不鮮。這是否正確?
冷凝器中不凝氣的排放口應(yīng)設(shè)在蒸汽流程的終端,而與不凝氣的重度無關(guān)。排氣口與進汽口相距應(yīng)盡可能遠,即上進汽時為下排氣(冷凝液出口的稍上方)而下進汽時為頂排氣。
以上所說的排氣口系指冷凝器的主排氣口。在冷凝器的設(shè)計中, 通常還在蒸汽不易到達的死角處設(shè)置輔助排氣口。
如立式冷凝器中,加熱蒸汽通常從上部進入,在蒸汽進口管對面上管板的下方死角處也可能積聚不凝氣,可在此處設(shè)置輔助排氣口。例如美國虎克化學公司設(shè)計的蒸汽加熱室,一般蒸汽進口放在上部,主排氣口直徑較大,且設(shè)在加熱室的底部,冷凝水出口的稍上方。另外在加熱室的中部和頂部分設(shè)有直徑較小的輔助排氣口,供開車時加速排氣之用。柴倫巴式蒸發(fā)器的加熱室設(shè)有三個不凝氣排出口。主排氣口直徑為2 一4 英寸。位于加熱室下部冷凝水出口之上。另外在加熱室下部大約三分之一高處和頂部設(shè)有1 ~1.5英寸的排氣口。正常操作時,僅底部主排氣口經(jīng)常開啟排氣,而輔助排氣口關(guān)閉, 只有傳熱出現(xiàn)異常時才間斷開啟排氣。
進汽口位置的選擇蒸汽汽入口
蒸汽冷凝傳熱膜系數(shù)的計算通常采用努塞爾特公式,此公式的推導中忽略了蒸汽和冷凝膜之間的摩擦力。實際上在工業(yè)冷凝器中,蒸汽流速的影響在某些情況下是不能忽略的。一般而言,當蒸汽從上向下流動時,有減薄冷凝液膜厚度的作用,可增大冷凝膜系數(shù)。相反,當蒸汽自下向上流動時,將阻礙冷凝液膜的向下流動,會增厚液膜,因而減小冷凝膜系數(shù)。這就是為什么大多數(shù)立式冷凝器都采用蒸汽從上部進入的緣故。在這種情況下,就應(yīng)把排氣口設(shè)在冷凝器的下部。
什么情況下需改用下進汽方式呢?蒸發(fā)系統(tǒng)中二次蒸汽有時為過熱蒸汽,特別是蒸發(fā)沸點升高較大的物料時,二次蒸汽的過熱度較高。有時生蒸汽也是過熱蒸汽。如用這種過熱蒸汽濃縮熱敏性物料或結(jié)晶性物料,為防止加熱管內(nèi)壁溫度過高引起物料過熱分解或管壁結(jié)垢,則宜采用下方進汽。因為加熱管下部管壁上的冷凝液膜已較厚,其熱阻較大,且可使蒸汽快達到飽和從而避免管壁溫度過高。
蒸汽冷凝傳熱膜系數(shù)的計算通常采用努塞爾特公式,此公式的推導中忽略了蒸汽和冷凝膜之間的摩擦力。實際上在工業(yè)冷凝器中,蒸汽流速的影響在某些情況下是不能忽略的。一般而言,當蒸汽從上向下流動時,有減薄冷凝液膜厚度的作用,可增大冷凝膜系數(shù)。相反,當蒸汽自下向上流動時,將阻礙冷凝液膜的向下流動,會增厚液膜,因而減小冷凝膜系數(shù)。這就是為什么大多數(shù)立式冷凝器都采用蒸汽從上部進入的緣故。在這種情況下,就應(yīng)把排氣口設(shè)在冷凝器的下部。
什么情況下需改用下進汽方式呢?蒸發(fā)系統(tǒng)中二次蒸汽有時為過熱蒸汽,特別是蒸發(fā)沸點升高較大的物料時,二次蒸汽的過熱度較高。有時生蒸汽也是過熱蒸汽。如用這種過熱蒸汽濃縮熱敏性物料或結(jié)晶性物料,為防止加熱管內(nèi)壁溫度過高引起物料過熱分解或管壁結(jié)垢,則宜采用下方進汽。因為加熱管下部管壁上的冷凝液膜已較厚,其熱阻較大,且可使蒸汽快達到飽和從而避免管壁溫度過高。
2018/07/16 08:26:26
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