流體阻力過大不僅會(huì)增加能耗,還可能影響換熱效率,因此石墨換熱器的流體阻力控制至關(guān)重要。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,塊孔式石墨換熱器通過優(yōu)化孔道截面形狀,將圓形孔道改為橢圓形孔道,減少流體流動(dòng)阻力,使阻力損失降低 25%-30%;管殼式石墨換熱器則通過調(diào)整折流板間距和數(shù)量,避免流體在殼程形成渦流,降低流動(dòng)阻力。在運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化方面,通過計(jì)算流體的雷諾數(shù),確定比較好流速范圍,一般將雷諾數(shù)控制在 1000-5000 之間,既保證湍流程度以提升換熱效率,又避免流速過高導(dǎo)致阻力過大。某水處理企業(yè)通過采用橢圓形孔道的塊孔式石墨換熱器,流體阻力損失從原來的 0.5MPa 降至 0.35MPa,每年可節(jié)約水泵能耗約 8 萬元。食品苯甲酸鈉結(jié)晶,石墨換熱器促析出。上海石墨換熱器非標(biāo)定制
石墨換熱器憑借石墨材料獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu),具備***的耐腐蝕性能,尤其在處理強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性介質(zhì)時(shí)表現(xiàn)突出。其**換熱元件通常采用不透性石墨制成,通過模壓或浸漬工藝提升致密性,有效避免介質(zhì)滲透。常見的結(jié)構(gòu)形式包括塊孔式、管殼式和板式,其中塊孔式換熱器以石墨塊為基體,內(nèi)部開設(shè)縱橫交錯(cuò)的孔道,冷熱介質(zhì)分別在不同孔道內(nèi)流動(dòng),通過石墨壁實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。這種結(jié)構(gòu)不僅換熱效率高,還能承受一定的壓力,適用于化工、冶金等行業(yè)的腐蝕性流體換熱場(chǎng)景。與金屬換熱器相比,石墨換熱器在硝酸、鹽酸等強(qiáng)腐蝕環(huán)境中使用壽命可達(dá) 5-8 年,大幅降低設(shè)備更換成本,成為腐蝕性工況下的推薦換熱設(shè)備。四川列管式石墨換熱器生產(chǎn)企業(yè)石墨換熱器節(jié)能改造,年省蒸汽 800 噸。
石墨材料的熱膨脹系數(shù)較?。s為 1×10??/℃),但在溫度驟變時(shí)仍可能產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致石墨元件開裂。為控制熱應(yīng)力,石墨換熱器在設(shè)計(jì)中采用了多種技術(shù)措施。例如,在管殼式石墨換熱器中,換熱管與管板的連接采用柔性結(jié)構(gòu),通過設(shè)置膨脹節(jié),吸收因溫度變化產(chǎn)生的熱變形;在塊孔式石墨換熱器中,石墨塊之間采用彈性密封墊片,允許一定的熱膨脹位移。此外,在運(yùn)行過程中,需嚴(yán)格控制介質(zhì)溫度變化速率,一般要求溫度變化速率不超過 5℃/min。某企業(yè)通過在石墨換熱器進(jìn)出口設(shè)置溫度調(diào)節(jié)閥,實(shí)時(shí)監(jiān)控介質(zhì)溫度,將溫度變化速率控制在 3℃/min 以內(nèi),有效避免了熱應(yīng)力導(dǎo)致的設(shè)備損壞。
高溫工況下,石墨材料抗壓強(qiáng)度易下降,新型高溫抗壓強(qiáng)化技術(shù)通過兩方面改進(jìn):一是在石墨制備過程中添加碳纖維增強(qiáng)體,形成石墨 - 碳纖維復(fù)合材料,抗壓強(qiáng)度從 120MPa 提升至 180MPa;二是在設(shè)備結(jié)構(gòu)上采用蜂窩狀支撐結(jié)構(gòu),將石墨塊內(nèi)部孔道設(shè)計(jì)為蜂窩狀,分散壓力,使設(shè)備在 300℃高溫下的抗壓能力提升 50%。某石油化工企業(yè)在高溫裂解氣冷卻工藝中,采用該強(qiáng)化技術(shù)的石墨換熱器,在 280℃、1.5MPa 工況下連續(xù)運(yùn)行 18 個(gè)月,石墨元件無變形、無破裂,相比傳統(tǒng)設(shè)備,高溫抗壓壽命延長(zhǎng) 2 倍,滿足高溫高壓工藝的長(zhǎng)期運(yùn)行需求。石墨換熱器抗熱應(yīng)力,溫度驟變不易裂。
流體分布不均會(huì)導(dǎo)致石墨換熱器局部過熱或換熱效率下降,新型流體分布器設(shè)計(jì)有效解決這一問題。針對(duì)管殼式石墨換熱器,研發(fā)出多孔導(dǎo)流式分布器,在殼程入口設(shè)置 3 層導(dǎo)流板,每層開設(shè)不同孔徑的導(dǎo)流孔,通過流體力學(xué)模擬優(yōu)化孔徑分布,使流體在殼程分布均勻性提升 80%,避免局部流速過高導(dǎo)致的磨損與局部低溫造成的結(jié)垢。某煉油企業(yè)在使用該分布器的石墨換熱器后,換熱管表面溫度差異從原來的 15℃縮小至 3℃,整體傳熱系數(shù)提升 20%,且換熱管磨損速率降低 50%,設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性***增強(qiáng)。輕量化石墨換熱器,重量減 20% 省空間。重慶塊孔式石墨換熱器廠家直銷
管殼式石墨換熱器,化工酸堿換熱效率高。上海石墨換熱器非標(biāo)定制
稀土提取工藝中,需使用強(qiáng)酸(如鹽酸、硫酸)溶解稀土礦石,生成的稀土溶液需進(jìn)行加熱或冷卻,石墨換熱器可滿足強(qiáng)酸環(huán)境下的換熱需求。在某稀土企業(yè)的稀土浸出工藝中,采用板式石墨換熱器,以蒸汽為加熱介質(zhì),將稀土鹽酸溶液從 25℃加熱至 80℃,加快稀土元素的浸出速率,石墨材料耐鹽酸腐蝕,設(shè)備運(yùn)行 2 年無故障。在稀土溶液的凈化過程中,石墨換熱器可用于冷卻溶液,通過降低溫度,使雜質(zhì)離子析出,提高稀土溶液純度。相比傳統(tǒng)的搪玻璃換熱器,石墨換熱器換熱效率高,且無搪玻璃脫落污染溶液的風(fēng)險(xiǎn),確保稀土產(chǎn)品質(zhì)量。上海石墨換熱器非標(biāo)定制
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