某聚乙烯醇回收预热器的设计开题报告

1. 研究目的与意义

本课题所研究的是某聚乙烯醇回收预热器的设计,通过给定的原始数据合理设计预热器。

因聚乙烯醇的广泛应用及市场需求量大等，对其回收预热器的合理设计有助于提高生产效率，提升产品质量，于此同时，也降低了生产耗损，节约成本，同时也保护了环境。

而聚乙烯醇的生产能力与品质也反映了综合国力的高低。

2. 国内外研究现状分析

目前国内所用的预热器一般有三种类型：壳管式换热器、板式换热器、热管换热器。1) 壳管式换热器的工作原理：壳管式换热器中，一种流体横向掠过管子通过管壁与管内流动的另一种流体换热；流体阻力：较大；特点：结构坚固，处理能力大、选材范围广，适应性强，易于制造，生产成本较低，清洗较方便，在高温高压下也能适用，缺点：传热效率低，结构紧凑性不足，单位换热所需的金属消耗量量多。2) 板式换热器工作原理：冷却水侧与被冷却水侧流动均匀湍流，两种流体逆向流动，由于波纹的作用引起湍流传热；流体阻力：大，需要强制循环；特点：优点：传热效率高，对数温差大，重量轻、占地面积小，清洗方便，而且容易改变换热面积或流程组合，适用于多重介质换热。缺点：工作压力≤2MPa，工作温度≤200℃，不适用于易堵塞介质。3） 热管换热器的工作原理：热管的一段受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体，液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段；流体阻力：几乎无影响；特点：传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。缺点：只能回收显热，不能回收潜热：接管位置固定，缺管配管的灵活性。

国外目前一般采用回转式预热器、竖式预热器、板壳式预热器。其中1）回转式预热器工作原理：回转式空气预热器是一种以逆流方式运行的再生式热交换器。加工成特殊波纹的金属蓄热元件被紧密地放置在转子扇形隔仓内。转子以一定转速旋转，其左右两部分分别为烟气和空气通道，空气侧又分为一次风通道及二次风通道，当烟气流经转子时，烟气将热量释放给蓄热元件，烟气温度降低。当蓄热元件旋转到烟气侧时，又将热量释放给空气，空气温度升高，如此周而复始地循环，实现烟气与空气的热交换。特点：结构紧凑，占地面积小，质量轻，布置灵活方便，使锅炉容易得到合理的布置方案，低温腐蚀的危险较管式空气预热器轻。缺点：漏风量大，其结构复杂，制造工艺要求高，运行维护工作多，检修也复杂。热态自动控制也较为困难。2）竖式预热器工作原理：原料由加料室进入烟气物料隔离罩，沿中央分料锥的锥面均匀分布于预热器本体两圆筒间环形堆料空间。来自回转窑900～1000℃的热烟气经集气室的进气孔进入环形堆料空间的整个断面，通过料层，朝进料方向逆向流动，进行充分的热交换。预热至600℃的物料借助各个推杆卸料器依次被推至窑内。达到均匀喂料的目的。热交换后温度降至约300℃的烟气，经电除尘器排烟机排入大气；特点：具有结构合理，热效率及自动化水平高。缺点：不能充分利用碎料(要求进料颗粒18～50mm)及不适宜热稳定性差的原料。3）板壳式预热器工作原理：主要由板管束和壳体两部分组成,将冷压成形的板壳式换热器成对板条的接触处严密地焊接在一起,构成一个包含多个扁平流道的板管。许多个宽度不等的板管按一定次序排列。为保持板管之间的间距,在相邻板管的两端镶进金属条,并与板管焊在一起。板管两端部便形成管板，从而使许多板管牢固地连接在一起构成板管束。板管束的端面呈现若干扁平的流道板管束装配在壳体内，它与壳体间靠滑动密封消除纵向膨胀差。特点：介于管壳式换热器和板式换热器之间的一种结构形式，它兼顾了二者的优点:安全可靠，污塞倾向小，压力降小，传热效率高，结构紧凑。缺点：制造工艺较管壳式换热器复杂,焊接量大且要求高。

3. 研究的基本内容与计划

内容：设计者应根据本技术文件中的设计条件和该设备所在地的自然条件对设备进行符合性工艺设计计算、机械强度设计计算、材料采购、制造、检（试）验和验收，供应商应采用先进可靠的高效传热技术，并对所采用的技术负责。同时应严格依据设计条件进行设计与制造，任何更改均须事先征得本公司的书面认可。

计划：1～2周开题；3～4周 了解工程力学、材料力学、工程热力学等书本知识；5周：整理筛选与预热器有关的材料；6～7周 画图及网格划分；8～10周 通关给定的原始数据进行设计计算；11周计算后期图形处理及分析；12～13 论文撰写； 14周准备答辩。

4. 研究创新点

本文就是通过某一实际工况对回收预热器进行合理设计，使其能真正应用到生产中去，为实际设计提供一份可行性的方案。