列管式換熱器簡介:
列管式換熱器(tubular exchanger)是目-化工及酒-生產上應用-廣的-種換熱器。列管式換熱器主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質 ,可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進行換熱時,-種流體由封頭的連結管處進入,在管流動,從封頭另一端的出口管流出,這稱之管程;另-種流體由殼體的接管進入,從殼體上的另-接管處流出,這稱為殼程。
各種換熱器類型:
固定管板式
列管式換熱器的結構比較簡單、緊湊、造--,但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上,管板分別焊在外殼兩端,并在其上連接有-蓋,-蓋和殼體裝有流體進出口接管。通-在管外裝置-系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛-的,而管內管外是兩種不同溫度的流體。因此,當管壁與殼壁溫差較大時,由于兩者的熱膨脹不同,產生了很大的溫差應力,以至管子扭彎或使管子從管板上松脫,甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應力-須有溫差補償裝置,一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時,為安全起見,換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置(膨脹節(jié))只能用在殼壁與管壁溫差-60~70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強遙遙過0.6Mpa時由于補償圈過厚,難以伸縮,失去溫差補償?shù)淖饔茫蛻紤]其他結構。
浮頭式
換熱器的-塊管板用法蘭與外殼相連接,另-塊管板不與外殼連接,以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮,但在這塊管板上連接一個-蓋,稱之為“浮頭”,所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其--是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨脹不變殼體約束,因而當兩種換熱器介質的溫差大時,不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產生溫差應力。其缺-為結構復雜,造-高。
填料函式
這類換熱器管束一端可以自由膨脹,結構比浮頭式簡單,造-也比浮頭式低。但殼程內介質有外-的可能,殼程-不應處理易揮發(fā)、易燃、易-和有-的介質。
U型管式
U形管式換熱器每根管子都彎成U形,兩端固定在同-塊管板上,每根管子皆可自由伸縮,從而-熱補償問題。管程至少為兩程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨脹。其缺-是管子內壁清洗困難,管子-換困難,管板上排列的管子少。--是結構簡單,-輕,適用于高溫高壓條件。
渦流熱膜
渦流熱膜換熱器采用--的渦流熱膜傳熱技術,通過改變流體運動狀態(tài)來增加傳熱-果,當介質經(jīng)過渦流管表面時,強力沖刷管子表面,從而提高換熱-率。-高可達10000W/m2℃。同時這種結構實現(xiàn)了-腐蝕、-高溫、-高壓、防結垢功能。其它類型的換熱器的流體通道為固定方向流形式,在換熱管表面形成繞流,對流換熱系數(shù)降低。
據(jù)【換熱設備-廣-心】的資料-示,渦流熱膜換熱器的-大--在于經(jīng)濟-和安全---。由于考慮了換熱管之間,換熱管和殼體之間流動關系,不再遙遙折流板遙遙阻擋的方式逼出湍流,而是靠換熱管之間自然誘導形成交替漩渦流,并在保了換熱管不互相摩擦的-提下保持應有的顫動力度。換熱管的剛-和柔-配置良-,不會彼此碰撞,既克服了浮動盤管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問題,又避-了普通管殼式換熱器易結垢的問題。
渦流熱膜換熱器遙遙能--:
1.高-節(jié)能,該換熱器傳熱系數(shù)為6000-8000W/m2.0C;
2.全不銹鋼制作,遙遙-長,可達20年以上,十年內出現(xiàn)換熱器-問題-費-換;
3.改層流為湍流,提高了換熱-率,降低了熱阻;
4.換熱速度-,-高溫(400℃),-高壓(2.5Mpa);
5.結構緊湊,占地面積小,-量輕,安裝方便,節(jié)約土建投資;
6.設計靈活,規(guī)格遙遙,-用針對-強,節(jié)約資金;
7.應用條件-,適用較大的壓力、溫度范圍和-種介質熱交換;
8.維護費用低,易操作,清垢周期長,清洗方便。
9.采用納米熱膜技術,--增大傳熱系數(shù)。
10.應用-域廣闊,可-用于熱電、廠礦、石油化工、城市集-供熱、食--、能-電子、機械輕工等-域。
渦流熱膜換熱器遙遙能對比:
對比項目 | 浮動盤管換熱器 | 螺紋管換熱器 | 渦流熱膜換熱器 |
適用介質種類 | 蒸汽、水 | 蒸汽、水 | 弱腐蝕-化工原料、蒸汽、水 |
介質的參數(shù)范圍 | 溫度:0-150度 壓力:0-1.0MPa | 溫度:0-150度 壓力:0-1.6MPa | 溫度:-40-400度 壓力:0-10.0MPa |
熱-率 | 熱-率=92% | 熱-率=93% | 熱-率=96% |
防垢遙遙能 | 自動除垢 | 人工除垢 | 具有防垢功能 |
-震、噪- | 振動較大,噪-大 | 振動較小,噪-小 | 振動微弱,噪-小 |
試用- | 7年左右 | 10年左右 | 20年左右 |
維修 | 停機維修,-換管束 | 停機維修,拔管再脹管 | -需維修 |
折流擋板
為提高殼程流體流速,往往在殼體內安裝前定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速,還迫使流體按規(guī)定路徑-次錯流通過管束,使湍動程度大為增加。-用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種,-者-為-用。
-殼程
列管式換熱器-須從結構上考慮熱膨脹的影響,采取各種補償?shù)霓k法,消除或減小熱應力,根據(jù)所采取的溫差補償措施。
滲-解析:
換熱器滲-是換熱器遙遙--為-見的設備管理問題,滲-主要是腐蝕造成的,少部分是由于換熱器選型和換熱器本身的制造工藝缺陷,列管式換熱器的腐蝕形式基本有兩種:電化學腐蝕和化學腐蝕。列管式換熱器在制作時,管板與列管的焊接一般采用手工電弧焊,焊縫形狀存在不同程度的缺陷,如凹陷、氣孔、夾渣等,焊縫應力的分布也不均勻。遙遙時管板部分一般與工業(yè)冷卻水接觸,而工業(yè)冷卻水-的雜質、鹽類、氣體、微生物都會-成對管板和焊縫的腐蝕。這就是我們-說的電化學腐蝕。研究表明,工業(yè)水-論是淡水還是海水,都會有各種離子和溶解的氧氣,其-氯離子和氧的濃度變化,對金屬的腐蝕形狀起-要作用。另外,金屬結構的復雜程度也會影響腐蝕形態(tài)。因此,管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看,管板表面會有許-腐蝕產物和積沉物,分布著大小不等的凹坑。以海水為介質時,還會產生電偶腐蝕?;瘜W腐蝕就是介質的腐蝕,換熱器管板接觸各種各樣的化學介質,就會受到化學介質的腐蝕。另外,換熱器管板還會與換熱管之間產生-定的雙金屬腐蝕。-些管板還長期處于腐蝕介質的沖蝕-。尤其是固定管板換熱器, 還有溫差應力, 管板與換熱管聯(lián)接處-易泄-,導致?lián)Q熱器失-。
-上所述,影響換熱器管板腐蝕的主要因素有:
(1)介質成分和濃度:濃度的影響不-,例如在鹽酸-,一般濃度越大腐蝕越嚴-。碳鋼和不銹鋼在濃度為50%左右的硫酸-腐蝕-嚴-,而當濃度增加到60%以上時,腐蝕反而急劇下降;
(2)雜質:有害雜質包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等,這些雜質在某些情況下會引起嚴-腐蝕
(3)溫度:腐蝕是-種化學反應,溫度每提升 10℃,腐蝕速度約增加1~3倍,但也有例外;
(4)ph值:一般ph值越小,金屬的腐蝕越大;
(5)流速:-數(shù)情況下流速越大,腐蝕也越大。
試一方法:
列管換熱器-損-測
在故障-測、-別是換熱器部分可遙遙-業(yè)的知識和儀器,可以-測腐蝕現(xiàn)象產生的原因,這里以美嘉華的技術產品為例來了解-下-損-測設備的功能:
1)可視內窺鏡-測管板內表面;
2)定制的問題研究和報-;
3)APR(聲脈沖反射法),-種創(chuàng)-的-損-測技術,基于分析管板內產生-維聲波的分析;
4)-損-測直的和彎曲的由有磁-和-磁-材料制成的換熱器管材;
5)-速-測:每個管材少于 10 秒;
6)-測泄露、全部和部分堵塞、侵蝕和-蝕;
7)適合橢圓管、方形管、螺旋管、肋片管及從 9/16”直徑出的彎曲;
8)立即可視結果;
9)數(shù)字存儲用于以后的-查和比較。
10)定制的問題研究和成本估計。
水試-的方法
傳-上我們遙遙水對換熱器的試-,就是將水注入換熱器-,注滿水后再用水泵對換熱器-的水進行打壓,使之達到-定的壓力,進行對換熱器的查-。查--做出標記后泄壓和排水,再進行堵-。如果換熱器較大、泄-較嚴-,水壓在較低時就會發(fā)生泄-,不得不排水堵-,堵-完成后再充水、充壓試-,反復進行,增加換熱器-修時間。由于充水和打壓需要大量的時間,泄-的部位需要動火補焊消-時,又要對泄-部位進行干燥處理,否則影響補焊消-的-。如果泄-的換熱器內部有可燃介質,-須進行氮氣置換,合格后才能動火補焊消-作業(yè),否則會產生著火和--,危及人身和設備的安全。
氮氣試-的方法
列管式換熱器泄-后遙遙氮氣進行充壓試-,比較-速。用氮氣對換熱器堵-動火作業(yè)時,不-再進行置換處理,節(jié)約-修消-的時間。
氮氣在合成氨換熱器試--的遙遙
操作要-
(1)由于是高壓氮氣(壓力9.5MPa),遙遙時-須要有2人以上作業(yè)開閥門,在兩閥門-間加裝壓力表1個,-人監(jiān)護壓力表的指示,另-人進行開閥門作業(yè),保了管道壓力在允許的范圍之內,防止-壓,造成管中或人員傷害。
(2)換熱器EA103為浮頭式換熱器,試-時需要做試-封頭安裝到換熱器上。
(3)投用步驟 -全開1閥和3閥,如圖1,再緩慢打開2閥,對換熱器進行充壓,同時注意壓力表壓力,在3.0MPa之內。
(4)泄壓步驟 -全關1閥和2閥,打開泄壓閥門泄壓完成后,全關3閥。
兩種試一方法的比較
從上述遙遙情況看,用氮氣試-節(jié)約大量的-修時間,-修費用。水和氮氣試一方法的比較見表1。
氮氣試-的安全注意事項
(1)因為氮氣有窒息的風險,遙遙時-須注意人員的安全,防止人員--。
(2)氮氣遙遙時要提-進行管中的預制。
(3)氮氣遙遙時臨時管中上要增加壓力表,兩人用對講機聯(lián)系開閥門,防止-壓。
(4)氮氣遙遙完成后-須及時泄壓、拆除。
(5)氮氣遙遙時-須2人以上用對講機聯(lián)系充壓和泄壓操作,防止管中-壓,損壞管中,防止人員窒息,造成人身傷害。
(6)氮氣不遙遙時-須對管中的閥門進行掛“禁動”標識-,防止人員誤動作。
冷熱流體流動通道的選擇
在列管式換熱器內,冷熱流體流動通道可根據(jù)以下原則進行選擇:
(1)不潔凈和易結垢的的液體-走管程,因管內清洗方便;
(2)腐蝕-流體-走管程,以-管束和殼體同時受腐蝕;
(3)壓強高的-走管程,以-殼體承受壓力;
(4)飽和蒸汽-走殼程,因飽和蒸汽比較清潔,對流傳熱系數(shù)與流速-關而且冷凝液容易排出;
(5)被冷卻的流體-走殼程,便于散熱;
(6)若兩流體溫差較大,對于剛-結構的換熱器,-將對流傳熱系數(shù)大的流體通過殼程,可減少熱應力;
(7)流量小而粘度大的流體-走殼程;
流體進出口溫度的確定
如果換熱器以冷卻為目的熱流體的進出口溫度已由工藝條件確定,而冷卻介質的出口溫度則需要選擇。若選擇較高的出口溫度,可選小換熱器,但冷卻介質的流量要加大;反之要選擇低的出口溫度,冷卻介質流量減少了,但要選大的換熱器,因此冷卻介質的出口溫度要-衡二者的投資大小來確定。
列管式換熱器,換熱器相關參數(shù):
1.換熱管(換熱管基本用不銹鋼換熱管中,也有其它材質)為Φ19mm的換熱器基本參數(shù):
公稱直徑 DN mm | 公稱壓力 PN MPa | 管程數(shù) N | 管子根量 n | -心排管數(shù) | 管程流通面積 m2 | 計算換熱面積,m2 |
換熱管長度,mm |
1500 | 2000 | 3000 | 4500 | 6000 | 9000 |
159 | 1.60 2.50 4.00 6.40 | 1 | 15 | 5 | 0.0027 | 1.3 | 1.7 | 2.6 |
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219 | 33 | 7 | 0.0058 | 2.8 | 3.7 | 5.7 |
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273 | 1 | 65 | 9 | 0.0115 | 5.4 | 7.4 | 11.3 | 17.1 | 22.9 |
|
2 | 56 | 8 | 0.0049 | 4.7 | 6.4 | 9.7 | 14.7 | 19.7 |
|
325 | 1 | 99 | 11 | 0.0175 | 8.3 | 11.2 | 17.1 | 26.0 | 34.9 |
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2 | 88 | 10 | 0.0078 | 7.4 | 10.0 | 15.2 | 23.1 | 31.0 |
|
4 | 68 | 11 | 0.0030 | 5.7 | 7.7 | 11.8 | 17.9 | 23.9 |
|
400 | 0.60 1.00 1.60 2.50 4.00 | 1 | 174 | 14 | --參數(shù)聯(lián)系我們 |
2 | 164 | 15 |
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4 | 146 | 14 |
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450 | 1 | 237 | 17 |
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2 | 220 | 16 |
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4 | 200 | 16 |
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500 | 1 | 275 | 19 |
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2 | 256 | 18 |
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4 | 222 | 18 |
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600 | 1 | 430 | 22 |
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2 | 416 | 23 |
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4 | 370 | 22 |
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6 | 360 | 20 |
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700 | 1 | 607 | 27 |
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2 | 574 | 27 |
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4 | 542 | 27 |
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6 | 518 | 24 |
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800 | 0.60 1.60 2.50 4.00 | 1 | 797 | 31 |
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2 | 776 | 31 |
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4 | 722 | 31 |
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6 | 710 | 30 |
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900 | 1 | 1009 | 35 |
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2 | 988 | 35 |
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4 | 938 | 35 |
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6 | 914 | 34 |
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1000 | 1 | 1267 | 39 |
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2 | 1234 | 39 |
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4 | 1186 | 39 |
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6 | 1148 | 38 |
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(1100) | 1 | 1501 | 43 |
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2 | 1470 | 43 |
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4 | 1450 | 43 |
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6 | 1380 | 42 |
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1200 | 1 | 1837 | 47 |
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2 | 1816 | 47 |
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4 | 1732 | 47 |
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6 | 1716 | 46 |
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(1300) | 0.25 0.60 1.00 1.60 2.50 | 1 | 2123 | 51 |
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2 | 2080 | 51 |
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4 | 2074 | 50 |
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6 | 2028 | 48 |
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1400 | 1 | 2557 | 55 |
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2 | 2502 | 54 |
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4 | 2404 | 55 |
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6 | 2378 | 54 |
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(1500) | 1 | 2929 | 59 |
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2 | 2874 | 58 |
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4 | 2768 | 58 |
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6 | 2692 | 56 |
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1600 | 1 | 3339 | 61 |
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2 | 3282 | 62 |
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4 | 3176 | 62 |
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6 | 3140 | 61 |
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(1700) | 1 | 3721 | 65 |
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2 | 3646 | 66 |
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4 | 3544 | 66 |
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6 | 3512 | 63 |
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1800 | 1 | 4247 | 71 |
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2 | 4186 | 70 |
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4 | 4070 | 69 |
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6 | 4048 | 67 |
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注:管程流通面積為各程平均值.括號內公稱直徑不-薦遙遙.
2.換熱管(換熱管基本用不銹鋼換熱管中,也有其它材質)為Φ25mm的換熱器基本參數(shù)
公稱直徑 DN mm | 公稱壓力 PN MPa | 管程數(shù) N | 管子根量 n | -心排管數(shù) | 管程流通面積 m2 | 計算換熱面積,m2 |
換熱管長度,mm |
Φ25×2 | Φ25×2.5 | 1500 | 2000 | 3000 | 4500 | 6000 | 9000 |
159 | 1.60 2.50 4.00 6.40 | 1 | 11 | 3 | 0.0038 | 0.0035 | 1.2 | 1.6 |
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|
219 | 25 | 5 | 0.0087 | 0.0079 | 2.7 | 3.7 |
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273 | 1 | 38 | 6 | 0.0132 | 0.0119 | 4.2 | 5.7 |
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2 | 32 | 7 | 0.0055 | 0.0050 | 3.5 | 4.8 |
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325 | 1 | 57 | 9 | 0.0197 | 0.0179 | 6.3 | 8.5 |
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2 | 56 | 9 | 0.0088 | 0.0088 | 6.2 |
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4 | 40 | 9 | 0.0031 | 0.0031 | 4.4 |
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400 | 0.60 1.00 1.60 2.50 4.00 | 1 | --參數(shù)聯(lián)系我們 |
2 |
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4 |
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450 | 1 |
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2 |
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4 |
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500 | 1 |
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2 |
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4 |
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600 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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700 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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800 | 0.60 1.60 2.50 4.00 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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900 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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1000 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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(1100) | 1 |
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|
2 |
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4 |
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6 |
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1200 | 1 |
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2 |
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4 |
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|
6 |
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(1300) | 0.25 0.60 1.00 1.60 2.50 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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1400 | 1 |
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|
2 |
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4 |
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|
6 |
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(1500) | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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1600 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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(1700) | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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1800 | 1 |
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2 |
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4 |
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6 |
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注:管程流通面積為各程平均值.括號內公稱直徑不-薦遙遙.
注意:以上固定管板換熱器,換熱器規(guī)格型號技術參數(shù)僅供參考,按實際設計為主!