积极面对竞争日益激烈的石墨换热器市场

积极面对竞争日益激烈的石墨换热器市场 (z) 【_L{, 积极面对竞争It益激烈的 石墨换热器市场 潘虎(南京化工大学) 李秋了;(江苏社科进修大学) 丁/<fz o 摘要白七十年代我国研制成第一台圆块式石墨换热器以来, 因其独特的性能,其应用范围已从最初的冶金行业,扩大刊化工,石 化,农药,医药与轻工等各相关行业,市场需求量也大幅度增加.同 时,由于制作技术难度不大,制作设备要求不高,而剂润却有程大吸 B【力,导致大小厂家纷封上马,市场竞争日趋擞烈,如何面对市场的 挑战,本文将以试验与理论分析为基础提出自己的看路,愿与业内人 士磋口-词石墨换热器市场竞争出路传热性能礞热,关量词石墨换热器市场竞争出路传热性能V’ 石墨换热器因其具有优异的耐腐蚀性能 与高于钢材的导热系数,加之易加工等特 点,使得从七十年代为冶金行业研制成第一 台圆块式石墨换热器用于硫酸系统以来,由 于材料来源充足,制造技术难度不大,对制 造设备要求不高,而利润却很可观,因而吸 引了许多大小广家相继上马,据了解仅南通 一 地,已有廿家左右厂家在生产不同规格, 不同类型的石墨换热器.而市场用户的增加 远跟不上加工制造能力的增长速度.各企业 之间相互竞争的程度可想而知.据传,一家 用户招标,仅南通就去了四,五家企业参加 投标,结果竞相压价甚至出现无利可目的局 面.试想一下,在这种情况下,制造企业哪会 花力气来提高产品性能?其后果是我们国家 在设计,制造和研究石墨换热器方面的水平 上不去,尤其是某些对石墨换热器的性能, 结构知之甚少,根本不具备设计和研究能力 的企业,凭着最基本的设备也在堂而煌之的 生产着各种石墨换热器,其产品质量也可想 而知.有一些企业靠不 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 的手法与正规大 厂争夺市场,前景实在令人堪忧,其最终结 果是对生产厂与用户双双不年0,如果认为用 户买了便宜货得了实惠,那是一种误解,因 为产品的价格与质量是直接相关联的,笔者 认为石墨换热器市场的出路在于开发新型产 品,发展现有产品,严格把好石墨换热器原 材料,制造和检验关,以确保产品质量,这 才是一种面对当前市场的积极态度.本文将 从石墨换热器的性能,原材料,结构等几个 方面提出看法和建议,与有志的业内人士讨 论切磋. 对石墨换热器的性能,通常指传热性 能,耐受的最大工作压力,最高工作温度及 耐腐蚀性能.其中,最高工作温度由所采用 的浸渍用树脂帕耐温性能决定,耐腐蚀性能 可查有关资料或通过试验实测决定,最大工 作压力由所用原材料及换热器结构决定,而 传热性能则与原材料的导热系数及结构型式 有关.本文在通过试验实测数据的基础上, 重点针对传热性能及最大耐压程度加以讨 论. ?电磷’ 1.传热性能 目前,我国应用最多的石墨换热器主要 是圆块式及列管式两大系列从以前各厂家 提供的产品样本来看,与传热性能有关的参 数唯有”传热面积”一个,也就是说,用户 去厂家选型的依据仅”传热面积”一项而 已.而一台换热器的传热面积与其结构和使 用的工况有关,在查阅产品样本时会发现, 会有两种以上规格的石墨换热器具有同一个 传热面积.例如,同一个传热面积可设计成 细长一些,也可设计成粗短一些,它们将适 用于不同的工况,选型不当,轻则造成企业 盼经济损失j重则不能满足生产需要而影响 生产的正常运行,这势必给用户选型时带来 麻烦,因此了解换热器的传热性能,对用户 和制造单位都是至关重要的,而这正是目前 换热器市场的一大缺憾. 一 台换热器的传热性能包括传热系数和 流体阻力两项,由于换热器拢道往往比较复 杂,因而流体阻力应通过实验测得.传热系 数在换热器的结构一定时,仅与流体工况有 关,可按有关公式计算得到的关于传热系数 的计算公式,列管式换热器的设计方法已较 成熟,而圆块式因其结构型式与列管式不 同,应根据实测结果加以处理,整理成传热 系数的计算公式.笔者曾先后为南通碳素 厂,东新电碳厂及南京化学工业公司防腐工 程处生产的四块式石墨换热器作了传热性能 麦测工作,并整理出了传热系数计算公式, 可供选型,选适宜工作点及非标换热器的设 计与校核用.笔者还设计了.歹lI管换热器横 型,并也作了传热性的实测工作,按实铡数 据整理的传热系数K与雷诺准数Re及漉体阻 力?P的曲线如图1—4. 实铡结果表明,换热器的传热性能与其 结构形式,原材料及使用时的工况有关,那 幺制造单位想提高传热性能就应从上述三方 啦) (图1)阍块式石墨换热器的(K,Re,?P)曲线 P)曲线 (图3)列管式石墨换热器的K,RL曲线 王 茜 tI L :_I (图4)刊管式石墨换热器的(KRe,?P)曲线 面着手. 2.石墨换热器所用原材料 现夸,我国用于石墨换热器的原材料犬 都是人造石墨粒子增强树脂为基体的”碳J树 脂”复合材料,例如许多厂家用石墨电极加 工圆块式石墨换热器的换热块和列管式换热 器的管板,由于粒径较大,孔隙率大,作为 复合材料连续相的树脂充填量也大,而树脂 导热系数远低于碳粒子,因而传热系数较碳 粒径小的细结构换热块为小,其耐冲刷性 能,机械强度也较后者低.笔者试验中也发 现细结构换热块的传热系数远大于石墨电极 换热块.为此选择较细碳子做增强材料有利 于提高换热器的传热性能. 3.石墨换热罄的耐压性能 无论列管式还是圊块式石墨换热器,都 有一个钢制外壳,因此换热器的耐压能力取 决于石墨元件,如石墨管或换热块,也就是 说提高石墨元件的强度,必可提高换热器的 耐压性能. 如前述,石墨元件是碳/树脂复合材料, 以复合材料的力学性能看,采用纤维增强复 合材辩粒子增强的为好,因此,在上述石墨 元件中加入一定比例,一定长度的碳纤雏, (图5)缠绕碳纤维的圈管 再辅以适宜的浸渍用树脂和浸渍工艺,将有 利于耐压能力的提高. 另据笔者试验表明,在圆管形石墨元件 外以一定角度缠绕碳纤维(如图5所示), 可使石墨管的耐压能力明显提高,脆性降 低,而塑性提高,由于碳纤维复盖面积不 大,故对传热能力影响不大,本试验结果应 用于列管式石墨换热器,可使其耐压能力得 以提高. 对于管蜒与换热块的上下表面覆盖一 层很薄的碳纤维网,则可提高其耐压能力, 而对传热性能几乎没有影响,如图6,7所 2 (图6)复盏磺纤雏网的换热块 1一复盖硪耋F雏网I2一瓢向孔I3一径向孔 (图7)覆盖磺纤维网的管扳 l一嚷纤肇阿}2一警括3--接热警 2 3 +_ret工丰 示. 4.石墨攮热器的结构 圆块式石墨换热器的结构,国内各厂家 所生产的产品,从产品样本上看都大同小 异,所存在的区别仅在于换热块原材料以及 换热块高度.随着所选用的原材料粗,细不 同,其上的轴向与径向流道直径也有所不 同,粗结构材料的流道孔径较大,而细结构 换热块的流道孔径轴小,以获得较大的传热 面积.其实无论太孔还是小孔,都是圆形直 孔,从流体力学角度看,都是流体在圆形直 管内流动,管长l与管径d之比Ud越小就越 容易达到湍流,有利于得到的传热系数K. 为此,有的厂家把换热块高度设计得较小, 以减小l/d值,但这又必将增加换热块的数 量,增多了密封点,加大了制造和安装的工 作量,目前国内各厂家的换热块高度在200, 3O0mm左右,纵向流道孔径在4,16,22,其 Vd=19,9,均远小于50,都属短管范臣. 经笔者实例表明,在Re?500—7O0时,即已 达湍流,从而有较大的传热系数.可以 (圉8)按热缴向孔的文丘里管结梅示意田 设想,在不减小换热块高度,不增加密 封点的前提下,进一步减小直孔的长度,降 低Ud值,提高K值是圆块式石墨换热器结构 的一大改进,笔者曾考虑过多种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,经分 析计算认为,采文丘里式纵向流道更为有利 (如图’8所示).纵向流体通过文氏管时, 经渐缩一喉管——渐放管,不但改变流动 方向,而且流速也有较大的变化,这部将 有益于达到湍流状态,经计算K值可提高 7,30,提高幅度由工况决定尤其令人鼓 舞的是在Re,W偏低时,提高幅度较大.这一 点可使换热器在低能耗下高效运行. 至于列管式石墨换热器,相对来说,设 计与制遣都已成熟,在考虑结构改进时,主 要应注意热补偿及提高管子耐冲刷和耐压性 能,可考虑采用碳纤维增强圆管,耐对管 扳,尤其是大规格管板应注意材料的不均匀 性及碳纤维网作表面增强处理. 综上所述,石墨换热器市场容量毕竟有 限,而现有产品良莠不齐,用户应注意选 购.对制造单位而占,既不能采用不规范手 段吸引用户,更不该对竞争激烈的无情的市 场手足无措,应以积极的态度来面对,当前 应做的是严把现有的产品质量关,从原材料 抓起,尤其是一些靠外购原材料的小厂更应 如此.其次是研究改进 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ,开发结构新颖 的石墨换热器,这才能使自己在复杂的市场 上牢牢地占有一席之地. 参考资料 1.’聩素’,1989,(2)Jl991,(5) 2.’石墨设备,,1985,(2,t) 5.’碾素技术’,1992.,(1) 4.’石抽化工设备y,1987,(11)