CN203203233U - 管道式高流速气体加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了管道式高流速气体加热器，它包括防雨罩（1）、电热管束接线端（2）、测温元件（3）、气体入口（4）、管壳（5）、支撑环（6）、电热管束（7）、气体出口（8）、法兰A（9）、密封环（10）、法兰B（11）、设备支承（12）和管帽（13），所述的电热管束（7）由六支U型管结构的电加热管周向排列而成位于管壳（5）内，电热管束（7）U型开口端与法兰B（11）法兰连接且固定于法兰A（9）上，电热管束接线端（2）与电热管束（7）U型开口端连接，支撑环（6）位于管壳（5）内与电热管束（7）半焊接，管壳（5）上开设有气体入口（4）和气体出口（8）。本实用新型使气体流速高的同时占地体积小。

Description

管道式高流速气体加热器

技术领域

本实用新型涉及气体处理技术领域，特别是一种管道式高流速气体加热器。 

背景技术

化工行业中，气体处理是涉及领域广泛的一种工艺过程。在空气分离及天然气预处理及液化领域中，均存在多种高温加热再生过程和气-气、气-液换热过程，而电加热器因其极高的泛用性和操作便利性在绝大部分工艺装置中充当加热设备。 

现有的传统电加热器由单管束或多管束组成，每根管束中包含3根电加热管，而随着工艺装置处理量的增加及工艺装置小型化、撬装化的趋势，传统的单管束电加热管的加热功率已经无法满足处理量的需求，而由于管束的固定性，增加管束数量会增加设备的体积，并且在多管束设备中必须降低气体的流速来满足工艺需要，小型化、撬装化的装置更无法满足设备占用体积的增加。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高流速且占用体积小的管道式高流速气体加热器。 

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：管道式高流速气体加热器，它包括防雨罩、电热管束接线端、测温元件、气体入口、管壳、支撑环、电热管束、气体出口、法兰A、密封环、法兰B、设备支承和管帽，所述的电热管束由六支U型管结构的电加热管周向排列而成位于管壳内，电热管束U型开口端与法兰B法兰连接且固定于法兰A上，法兰A与法兰B之间设有密封环，测温元件置于密封环上，电热管束接线端与电热管束U型开口端连接，电热管束接线端外设有防雨罩，支撑环位于管壳内与电热管束半焊接，管壳上开设有气体入口和气体出口，设备支承位于管壳下方，管壳与防雨罩对应的另外一端设有管帽。所述的电热管束接线端所接线为三相交流电，所述的电热管束六根电加热管沿周向均匀分布，支撑环为镂空结构用于减少气体流通阻力。 

本实用新型具有以下优点： 

一、本实用新型采用6组电加热管周向排列，使设备在较高压力下能够取得较低的壳体壁厚。 

二、本实用新型使气体流速高的同时占地面积减少。 

三、本实用新型的支撑环为镂空结构用于减少气体流通阻力，此结构在卧式布置和立式布置中都能稳固管束，减少震动和弯曲。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为电加热管排列图； 

图3为支撑环结构图； 

图中，1-防雨罩，2-电热管束接线端，3-测温元件，4-气体入口，5-管壳，6-支撑环，7-电热管束，8-气体出口，9-法兰A，10-密封环，11-法兰B，12-设备支承，13-管帽。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，本实用新型的保护范围不局限于以下所述： 

如图1、图2、图3所示，管道式高流速气体加热器，它包括防雨罩1、电热管束接线端2、测温元件3、气体入口4、管壳5、支撑环6、电热管束7、气体出口8、法兰A9、密封环10、法兰B11、设备支承12和管帽13，所述的电热管束7由六支U型管结构的电加热管周向排列而成位于管壳5内，电热管束7U型开口端与法兰B11法兰连接且固定于法兰A9上，法兰A9与法兰B11之间设有密封环10，测温元件3置于密封环10上，电热管束接线端2与电热管束7的U型开口端连接，电热管束接线端2外设有防雨罩1，支撑环6位于管壳5内与电热管束7半焊接，管壳5上开设有气体入口4和气体出口8，设备支承12位于管壳5下方，管壳5与防雨罩1对应的另外一端设有管帽13。所述的电热管束接线端2所接线为三相交流电，所述的电热管束7六根电加热管沿周向均匀分布，支撑环6为镂空结构用于减少气体流通阻力。 

本实用新型的工作过程如下：设备接头电源进入工作状态，待加热气体从气体入口4进入管道式高流速加热器中，经过电热管束7的作用后从气体出口8流出，设备工作过程中通过监控测温元件3对设备进行监测。 

传热计算： 

加热器内部为6根U型电加热管 

1.电加热管的表面功率 

$W_b=\frac{W_1\×6\×{10}^3}{\mathrm{\π}\×d\×L\×6}$

L——电加热管发热长度(发热部分按最短的计算),m; 

d——电加热管外径,m; 

W₁——每一根U型电加热管功率,KW; 

W_b——电加热管表面功率,W/m²; 

2.套管的当量直径 

$D_e=\frac{4\×A}{\mathrm{\π}(6\×d+D_i)}$

$A=\frac{\mathrm{\π}}{4}(D_i^2-d^2)$

A——加热器流通面积,m²; 

d——电加热管外径,m; 

D_i——加热器内径,m; 

D_e——加热器当量直径,m; 

3.质量通量 

$G=\frac{q_{m,s}}{A}$

G——介质质量通量,kg/(m².s) 

A——加热器流通面积,m²; 

q_m,s——质量流量,kg/s; 

4.传热系数 

$\mathrm{\α}=0.023\frac{\mathrm{\λ}}{D_e}{\left(\mathrm{Re}\right)}^{0.8}{\left(\mathrm{Pr}\right)}^{0.4})$

Re——雷诺数 

Pr——普朗特数 

D_e——加热器当量直径,m; 

λ——导热系数; 

α——传热系数; 

5.气膜污垢热阻 

$R=R_i+\frac{1}{\mathrm{\α}}$

α——传热系数; 

R_i——介质污垢热阻; 

R——气膜污垢热阻; 

6.电加热管与介质之间的温差 

△T=W_b×R 

R——气膜污垢热阻; 

W_b——电加热管表面功率,W/m²; 

△T——电加热管与介质之间的温差,℃。 

Claims (2)

1.管道式高流速气体加热器，其特征在于：它包括防雨罩（1）、电热管束接线端（2）、测温元件（3）、气体入口（4）、管壳（5）、支撑环（6）、电热管束（7）、气体出口（8）、法兰A（9）、密封环（10）、法兰B（11）、设备支承（12）和管帽（13），所述的电热管束（7）由六支U型管结构的电加热管周向排列而成位于管壳（5）内，电热管束（7）U型开口端与法兰B（11）法兰连接且固定于法兰A（9）上，法兰A（9）与法兰B（11）之间设有密封环（10），测温元件（3）置于密封环（10）上，电热管束接线端（2）与电热管束（7）U型开口端连接，电热管束接线端（2）外设有防雨罩（1），支撑环（6）位于管壳（5）内与电热管束（7）半焊接，管壳（5）上开设有气体入口（4）和气体出口（8），设备支承（12）位于管壳（5）下方，管壳（5）与防雨罩（1）对应的另外一端设有管帽（13）。

2.根据权利要求1所述的管道式高流速气体加热器，其特征在于：所述的电热管束（7）六根电加热管沿周向均匀分布。

Images