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导热油列管冷凝器是工业热交换系统的关键设备,其结构设计直接决定了热能回收效率、设备寿命及运行安全性。
一、核心组件及其功能
列管束:热量传递的动脉
材料选择:导热油列管冷凝器常采用304/316L不锈钢或碳钢镀镍工艺,以应对导热油在高温(200-350℃)下可能产生的热裂解产物腐蚀。
管径与排列:管径通常为19-25mm,采用正三角形排列以提升传热系数,同时需在管束间设置0.8-1.2倍管径的间距,防止导热油中的碳化物堵塞流道。
表面处理:高频焊螺旋翅片管可提升换热面积50%以上,适用于高黏度导热油工况。
壳体与折流板:流场调控的核心
壳体设计:需承受导热油工作压力(0.6-2.5MPa)及热膨胀应力,壁厚通常为8-15mm,设置环形膨胀节以吸收轴向热位移。
折流板优化:采用弓形折流板,缺口高度为壳径的20%-25%,配合螺旋导流板可使壳程湍流强度提升40%,降低结垢速率。
管板与密封结构:防泄漏屏障
管板厚度:根据管程压力与管孔数量计算,一般取管径的4-6倍,例如DN25管径对应管板厚度≥100mm。
密封形式:高温工况下采用强度焊+贴胀工艺,配合柔性石墨复合垫片,泄漏率可控制在1×10?? Pa·m?/s以下。
二、典型结构类型对比
固定管板式冷凝器
结构特征:管板与壳体刚性连接,适用于清洁介质与小温差工况。
应用局限:当导热油与冷却水温差>50℃时,需设置补偿圈以缓解热应力,否则可能导致管板开裂。
浮头式冷凝器
结构优势:一端管板可自由浮动,便于机械清洗管束,适用于含催化剂颗粒的导热油系统。
维护成本:浮头端盖需定期检查密封面,单次拆装成本约为固定管板式的2-3倍。
U型管式冷凝器
耐温特性:单管程设计消除温差应力,适用于300℃以上高温导热油冷凝。
清洗难点:U型弯头段需采用高压水射流清洗,最小弯曲半径应≥2倍管径以保证清洗效果。
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