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 多管式熱交換器

 輻射式熱交換器

 多管+輻射式組合せ形

 輻射式ケージ熱交換器

 プレートフィン式多管熱交換器


多管式円筒形熱交換器は、複数本の伝熱チューブを配置した対流伝熱式熱交換器の代表的なものです。

熱源ガスは伝熱チューブの管内を通過し、予熱空気はバッフルプレートを介して伝熱チューブの管外を通過します。この様にして高温空気を得ることが出来ます。

* 適用仕様条件
熱源ガス側

熱源入口温度 最大 900 ℃
ダスト量 最大 100 gr/Nm3
ダストの付着

管内流速を諸条件により調整する。
(チューブサイズ、本数等)

予熱空気側
予熱空気出口温度 :最大
700
ダスト量
gr/Nm3
総括熱伝達係数
平均
15〜25
KC/m2h℃
伝熱面積
最大
250〜300
u
重 量
最大
20〜  30
TON
寸 法
最大直径
3000
mm
最大長さ
10000
mm
圧力損失
熱源ガス(管内)
50〜100
mmH2O
予熱空気(管外)
100〜200
mmH2O
圧 力
両流体共耐圧設計が可能です。
負荷変動(発停)
激しい繰り返し運転に対し構造上の考慮が必要です。

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二重式円筒形は、高温高粉塵ガスの熱交換器に最も適し、内外筒の二重筒で構成されています。

熱源ガスは内筒側を通過し、内筒と外筒の間隙に予熱空気を通過させます。

内筒側の伝熱は輻射伝熱が主体で、外筒側(間隙)は対流伝熱によって高温空気を得ることが出来ます。

* 適用仕様条件
熱源ガス側

熱源入口温度 最大 1300 ℃
ダスト量 高粉塵に最適
ダストの付着

設計時に付着を考慮して伝熱面を決定します。

予熱空気側
予熱空気出口温度 :最大
700
ダスト量
gr/Nm3
総括熱伝達係数
平均
15〜25
KC/m2h℃
伝熱面積
最大
50〜70
u
重 量
最大
15〜25
TON
寸 法
最大直径
3000
mm
最大長さ
10000
mm
圧力損失
熱源ガス(管内)
mmH2O
予熱空気(管外)
100〜200
mmH2O
圧 力
内筒側− 空気側よりの圧力によって外圧力となる。
(最大  2000 mmH2O)
外筒側− 耐圧設計が可能です。
負荷変動(発停)
激しい繰り返し運転に対し最適です。

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多管式円筒形と二重式円筒形の組合せは、諸条件によって組合せを選定します。
選定条件は次の通りです。

  1. 温度条件・・・・熱源ガス温度及び空気出口温度等
  2. 圧力条件・・・・内筒のメタル温度による耐圧性
  3. ダスト条件・・・温度による付着状況及び耐摩耗度等
  4. 腐食成分・・・・HCL、SOX、NOX、その他、重金属化合物
  5. 高温腐食及び低温腐食による伝熱面の耐用年数

多管式円筒形は、対流伝熱効果が最も高く設置スペース上は有利です。

管内の熱源ガス流速を高速にしてダストの付着を防止できます。

但し、熱源ガス中に低融点ダストが介在する場合、伝熱チューブが閉塞することがあります。

低融点ダストが多量に介在し、伝熱チューブに閉塞が懸念される場合は、付着ダストによってプラントの運転及び回収熱量に比較的左右されない二重式円筒形を高温側に配置し、中低温側には多管式円筒形を配置します。

組合せ形は、プラントの運転状況・熱・腐食・ダスト等の関係より適切な機種を選択し、さらにプラント全体の設置スペースを有効に利用する事が出来ます。

* 組合せ形代表構成例
高 温 側
・・・・・
輻射伝熱二重式円筒形
 
 
中低温側
・・・・・
対流伝熱多管式円筒形

 

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輻射式ケージ形は、高温ガス体及び管内流体の耐圧性を要求する熱交換器に最も適します。

伝熱面は伝熱チューブを外周の中心円に沿って多数配置します。

伝熱は、伝熱チューブ外径側の熱源ガスの輻射伝熱が主体となります。

伝熱チューブ内径側に予熱空気を通過させ、対流伝熱を主体に、熱源ガスの輻射伝熱を吸熱しながら高温空気を得ることが出来ます。

* 適用仕様条件
熱源ガス側
熱源入口温度 最大 1300 ℃
ダスト量 最大   10 gr/Nm3
ダストの付着

設計時に伝熱チューブ外径側の付着を考慮して伝熱面を諸条件によって調整する。

予熱空気側
予熱空気出口温度 :最大
700
ダスト量
gr/Nm3
総括熱伝達係数
平均
15〜 25
KC/m2h℃
伝熱面積
最大
50〜80
u
重 量
最大
20〜30
TON
寸 法
最大直径
3000
mm
最大長さ
10000
mm
圧力損失
熱源ガス(管内)
mmH2O
予熱空気(管外)
100〜200
mmH2O
圧 力
両流体共耐圧設計が可能です。

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プレートフィン式の多管円筒形は、小流量・低圧・高温仕様の熱交換器に最も適しています。

伝熱面は伝熱チューブにプレートフィンを装着し高性能伝熱を実現しています。

熱交換器の設置スペースの縮減化を計ることが可能です。

* 適用仕様条件
高温ガス側 高温ガス
入口温度
最大 600℃
気体の
 物質名
空気
酸素
窒素
炭酸ガス
一酸化炭素
可燃物
その他

AIR
O2
N2
CO2
CO
H2,CH2,C2H6,C3H8等
 

低温ガス側 低温ガス
出口温度
最大 700℃

気体の
 物質名

空気
酸素
窒素
炭酸ガス
一酸化炭素
可燃物
その他
AIR
O2
N2
CO2
CO
H2,CH2,C2H6,C3H8等
 
総括熱伝達係数
20〜 25
KC/m2h℃
伝熱面積
最大
u
重 量
最大
200
kg
寸 法
直径
50〜350
mm
長さ
500〜2000
mm
圧力損失
高圧ガス側(管内)
50〜100
mmH2O
低圧ガス側(管外)
100〜200
mmH2O
圧 力
両ガス体共耐圧設計が可能です。
負荷変動(発停) 激しい繰り返し運転に対し、構造上の考慮が必要です。

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