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天骥列管式换热器:换热器和冷却塔的选用

浏览次数: 发布日期:2019-06-29 19:24

、常见冷却配置的随意现象:

列管式换热器列管式冷凝器)专业生产厂家无锡天骥化工2019年6月29日讯  热处理过程的冷却与加热一样,是个万万不可忽视的重要环节。然而,现实中由于认识上的误区,许多场合冷却系统的配置不经过热平衡计算,往往流于简陋、随意甚至盲目。这不仅增加了工艺难度,还严重影响热处理质量。

以下做法就表现出了很大的随意性和盲目性:

1,把淬火槽浸入水中,认为可以靠槽外水把槽内温度降下来。

2,有意拉长回流流程,槽液泵出后,绕墙边、爬房顶、犄角旮旯设暗渠,认为拉长回流长度可以借助环境降温。

3,自制槽内盘管,不计盘管壁厚和表面积多大,认为加了盘管,就可把热量带走。

4,随便在储液槽之上加一道塑料管或铁管,围成圆圈,扎一些喷淋孔眼,上驾一风机吹风,认为这样就是冷却塔了。

5,夏天为了应急,可以加水的槽,投冰块入槽降温。

……种种奇思异想,不一而足。

这些都是随意想象的土点子,没有根据热量平衡原理进行计算,来选配适合的冷却装备。常常是到了夏天,槽温居高不下,工艺、生产无法进行。

 

下面针对槽内热量来源和热量多少,提供几个理论数据,以期能够对淬火槽(油槽、PAG溶液槽、水槽、盐、碱溶液槽)选配合适的换热装置提供一种简略的计算依据。

 

二、单位重量炽热工件的热量:

 

槽液温度的升高,其热量来源主要是淬火工件。一般钢件平均的比热容为0.167大卡/kg,淬火工件的出炉温度一般在900℃上下,1kg炽热工件淬火时,可以向槽内释放的热量为:

 

(900-25)×0.167=146大卡

 

1吨炽热工件淬火向槽内释放的热量就是146000大卡

 

淬火槽槽液往往需要在规定时间内降到某一温度之下,以利下批工件淬火。这就需要选配合适的冷却装置在这规定的时间内把前面的这部分热量带走。无冷却装置的淬火槽,靠自然冷却,每小时降温仅为1-3℃。所以,热处理产量和质量都对槽液降温有不可或缺的要求。

以每小时产量(包括料盘、工装)为1吨的炉型为例,那么所需的换热装置就必须具备在1小时内换走至少146000大卡热量的能力。否则,随着炉子继续工作,槽液温度的上升是在所难免的。如果要求在半小时内降温到淬火前温度,那么换热装置的换热能力就需要加倍,必须具备在半小时内换走槽内146000大卡热量的能力。时间长短,产量高低,都可以以此类推。

 

三、正确选配冷却装置

 

槽液冷却装置常用的配置方式有“换热器+冷却塔”,或者直接接“冷却塔”。

常用换热器有列管式和板式的,板式换热器还分为螺旋板式和平行板式板式两种。列管式换热器的传热系数一般在0.35kw/m²·℃左右,换热能力为301大卡/m²·℃·h,也就是说,每1 m²列管表面积,1小时内把换被热介质降低1℃,可带走其301大卡的热量,降低2℃则加倍……。板式换热器的换热系数比列管式大得多,一般在3.3kw/m²·℃以上,换热能力为2838大卡/m²·℃·h。列管式换热器在热处理行业一般用于热量低的场合,化工行业采用较多。热处理冷却场合很少采用。

 

 

列管式换热器,列管式冷凝器 

列管式换热器

  

下面简略先容板式换热器和冷却塔的如何选配:

板式换热器是以其换热面积来划分规格的。所以,选配板式换热器,需要计算所需换热器的最小换热面积,从而选用相等或略大的规格。

 

 

列管式换热器,列管式冷凝器
平行板式换热器 

 

螺旋板式换热器

 

假设槽液经过板式换热器后温度降低2℃,一小时内需要换走146000大卡热量,需要选用换热器的最小换热面积为:

14600÷2838÷2=25.7m ²

 

如果被换热介质温度较高,流经换热器后温度可降低3℃,则板式换热器的面积可以缩小为:

 

14600÷2838÷3=17.1m ²

 

“换热器+冷却塔”配置一般用于被冷却介质不宜与大气接触的场合,比如淬火油、盐、碱水溶液、纯净水等。而清水、PAG水溶液,则可以直接接“冷却塔”。

 

列管式换热器,列管式冷凝器        

开式冷却塔 (被冷却介质与大气接触)

 

列管式换热器,列管式冷凝器

 

闭式冷却塔        (被冷却介质不与大气接触)

 

 

冷却塔表示其冷却能力的主要参数是它的每小时冷却水量。分标准工况、中温工况和高温工况。标准工况被冷却介质的进、出口温差为5℃、中温工况为8℃、高温工况为10℃。热处理介质的冷却一般选用标准工况。

 

以上述1吨炽热工件释放热量164000大卡为例,淬火槽液在流经冷却塔的降温过程中进出口槽液平均温差为4℃,冷却塔循环运行1小时,那么,所需水量为:

 

146000÷4=36500kg=36.5吨

 

依上述计算,应该选用冷却水量≥36.5吨的冷却塔。

 

考虑冷却塔常年运行,循环管路会有结垢,冷却效果下降,淬火槽液在流经冷却塔的降温过程中进出口槽液平均温差为3℃,冷却塔循环运行1小时,那么,所需水量为:

 

146000÷3=348667kg=48.7吨

 

依上述计算,应该选用冷却水量≥48.7吨的冷却塔

 

 以上是以1吨炽热工件为位单位淬火计算出来的换热器和冷却塔规格选用依据。

当槽液冷却时间需要缩短或者时间可以延长,则可以反比例计算增减来选择规格;当产量不足1吨或者大于1吨,则可以正比例计算增减来选择规格。

 

板式换热器的占地面积小,造价低,与大气不适合接触的槽液,适宜选配之与开式冷却塔相配,有腐蚀性的槽液,只把板式换热器做成耐腐蚀的即可,而不需要冷却塔具备耐腐蚀性。这种配置的换热原理是:用开式冷却塔出口的清水,给板式换热器换热,板式换热器出口的清水,送开式冷却塔冷却。

槽体较大的PAG溶液槽,可以直接接闭式冷却塔。但进闭式冷却塔之前,需要可靠过滤。

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