管壳式换热器
是化工生产中*常见、大量应用的换热器
特点:传热面积大,传热效率好,结构简单,清洗方便,操作弹性大,适用性强,尤其在高温、高压和大型装置上多采用。
分类:固定管板式、U形管式、浮头式。
浮头式换热器的各部名称
管箱、壳体(筒体)、管束、浮头、浮头勾圈、头盖
管箱中有隔板、接管、管箱法兰
头盖上有排气孔、头盖法兰
壳体上有接管、鞍座、壳体法兰
管束上有管板、换热管、折流板、防冲板、拉杆和定距杆
管程、壳程、单管程、双管程
折流板
作用:改变介质的流向分布,以提高传热系数。
常见的有弓形(又叫圆缺形)和盘-环形。
折流板的布置
壳程折流板的布置决定了壳程中介质的流向和分布,常见的几种布置图。
折流板的布置要求
有了折流板,传热系数增大,但流动阻力随之增加。如果布置不合适,旁流增大,反而使传热系数下降,效率降低。
折流板尺寸不当,管束安装困难
如下图,折流板缺口高度及板间距对流体流动的影响
防冲板、导流筒的作用
防冲板:防止壳程入口流体直接冲刷管束,避免冲蚀管束和造成震动。
导流筒:避免流体的流动死角,提高传热效率。
流动死角:流体不能流动的空间。
换热器两种流体的换热方式
逆流:两流体以相反的方向流动
顺流:两流体以相同的方向流动
错流:两流体互相垂直交叉流动
折流:**体沿一方向流动,而另**体反复来回流动。
复杂折流:两流体均作折流,或既有折流,又有错流。
采用逆流操作,可以节省传热面积,还可以节省加热介质或冷却介质的用量,所以多采用逆流操作。但在实际生产中,应综合考虑。
工业实用的换热方式既非纯逆流,又非顺流,属于折流或交错流。
串联换热器(重叠式换热器)
一般,管程有多管程,但壳程没有多壳程。
如果工艺需要两壳程时,把两台同型号直径较小的换热器重叠在一起(如图)。
外观的判断方法。
简单介绍换热器的试压
介绍的原因
试压工具:假法兰、假帽子
试压方法:管程试压、壳程试压
管程试压的优缺点
壳程试压的优缺点
换热器设计或选型应考虑的问题
1、不洁净和易结垢的流体宜走管程
2、腐蚀性的流体宜走管程
3、压强高的流体宜走管程
4、饱和蒸汽宜走壳程
5、被冷却的流体宜走壳程
6、有毒流体宜走管程
7、粘度大的或流量小的流体宜走壳程
8、温差较大,对流传热系数大的流体宜走壳程。
换热器的劣化和失效形式
一、腐蚀
1、含硫、含酸的介质引起的腐蚀
2、应力腐蚀开裂
3、冷却水引起的腐蚀
二、机械和热应力损伤
1、热应力造成管头胀接松动
2、热应力造成管头焊缝裂纹
3、化学清洗、机械清理引起的损伤
4、振动产生的疲劳损伤
三、密封垫片的失效
浮头式换热器的大垫片共有四个
浮头式换热器的泄漏形式
换热器的泄漏危害很大,甚至着火。
外漏:管箱法兰垫片、管板与壳体法兰垫片、头盖垫片
内漏:换热管穿孔、管头焊缝裂纹、浮头垫片
外漏的判断:从外观观察
内漏的判断:油品变质、采样化验
换热器的开停工顺序
开工顺序:换热器**冷介质,再缓慢进热介质。冷却器**冷水,再缓慢进热介质。
停工顺序:与开工顺序相反
冷却器如何控制水量
采用出口阀控制
采用入口阀控制水量弊多利少
入水量限死可引起冷却器内水流短路或流速减慢,造成上热下凉,影响换热效果。
采用出口控制能保证流速和换热效果。
介绍金属的覆盖层保护
覆盖层保护:把容易腐蚀的金属遮盖一种致密的屏障,以达到防腐蚀的目的。
覆盖层保护的方法很多,可分为:金属覆盖层、非金属覆盖层、化学或电化学覆盖层、暂时性覆盖层。
金属覆盖层的方法:电镀、化学镀、喷镀、渗镀、浸镀、包覆。
非金属覆盖层的方法:刷漆、防腐涂料等。
化学或电化学覆盖层的方法:发黑发蓝处理、阳极氧化、金属磷化。
暂时性覆盖层的方法:油封、石蜡封。
介绍管束的防腐
在换热管的管内或管外遮盖一种致密的防腐涂料,以达到防腐蚀的目的。
常见的防腐涂料分:耐水腐蚀(绿色)、耐油耐温腐蚀(土黄色)。
防腐涂料的步骤
防腐的优点:成本低,效果好。
防腐的缺点:检修安装时更要细心。
如何保证换热器的长周期运行
设计选型:材料、结构、设计应考虑的问题。
保证检修质量
开停工过程
操作过程
内容总结
管壳式换热器。分类:固定管板式、U形管式、浮头式。头盖上有排气孔、头盖法兰。壳程折流板的布置决定了壳程中介质的流向和分布,常见的几种布置图。防冲板:防止壳程入口流体直接冲刷管束,避免冲蚀管束和造成震动。流动死角:流体不能流动的空间。工业实用的换热方式既非纯逆流,又非顺流,属于折流或交错流。串联换热器(重叠式换热器)。试压方法:管程试压、壳程试压。7、粘度大的或流量小的流体宜走壳程。1、含硫、含酸的介质引起的腐蚀。3、化学清洗、机械清理引起的损伤。内漏:换热管穿孔、管头焊缝裂
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