列管式換熱器畢業(yè)論文

1、池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 1 頁共 24 頁 應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)畢業(yè)論文 論文題名：列管式換熱器的換熱方式和在工論文題名：列管式換熱器的換熱方式和在工 業(yè)中的應(yīng)用業(yè)中的應(yīng)用 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 劉劉 鋒鋒 學(xué)學(xué) 號號： 090313108 指導(dǎo)老師：指導(dǎo)老師： 查查 振振 華華 專專 業(yè)：業(yè)：應(yīng)用化工技術(shù)應(yīng)用化工技術(shù) 年年 級：級： 0902 級級 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 i 頁共 11 頁 摘摘 要要 換熱器是化工和一些工業(yè)部門生產(chǎn)過程中主要的換熱設(shè)備,在石 油、化工生產(chǎn)中通常對流體加熱或冷卻都要有熱量交換,因而都需要 換熱器,在化工廠,換熱器的費用約占總費用的 10%20

2、%，在煉油廠約 占總費用的 35%40%，隨著科研人員的不斷發(fā)展和創(chuàng)新對新能源的利 用和開發(fā)。換熱器在生活中的應(yīng)用也日益增進(jìn),在現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)換 熱器占有較大的份額。而列管式換熱器的換熱面積大,結(jié)構(gòu)堅固,操作 彈性大，材料廣泛，便于清潔，適合大型裝置的特點，列管式換熱器 在制藥行業(yè)帶來的效益非常的明顯。從衛(wèi)生要求較高的液體，一個工 業(yè)用水量較大和衛(wèi)生要求較高的制藥廠都可以用列管式換熱器來處理， 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 頁共 11 頁 目目 錄錄 摘摘 要要 .i i 第一章第一章 列管式熱器的介紹列管式熱器的介紹.3 一、列管式熱器的系列標(biāo)準(zhǔn) .3 二、列管式熱器的特點和結(jié)構(gòu) .4 第二章第

3、二章 列管式換熱器換熱的原理和清洗列管式換熱器換熱的原理和清洗.5 一、列管式換熱器換熱的原理 .5 二、列管式換熱器的清洗 .5 第三章第三章 列管式換熱器的應(yīng)用范圍列管式換熱器的應(yīng)用范圍 .5 5 第第四四章章 列管式熱器在使用中滲漏的原因和解決的辦法列管式熱器在使用中滲漏的原因和解決的辦法 .7 7 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).8 8 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 頁共 11 頁 第一章第一章 列管式熱器的介紹列管式熱器的介紹 列管式換熱器是一種通用的標(biāo)準(zhǔn)換熱設(shè)備。它主要由殼體、管板、換熱管、 封頭、折流擋板等組成。 由于金屬材料的熱導(dǎo)率大， 所需材質(zhì) ，可分別采 用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作 。它

4、是通過管子壁面進(jìn)行傳熱的，列管式 換熱器根據(jù)結(jié)構(gòu)特點可分：固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、u 形管式換 熱器、填料函式換熱器 這四種， 一、列管式熱器的結(jié)構(gòu)和系列標(biāo)準(zhǔn)一、列管式熱器的結(jié)構(gòu)和系列標(biāo)準(zhǔn) 列管式換熱器由 殼體、管束、管板、折流擋板和封頭組成。 一種流體在 管內(nèi)流動，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動，其行程稱為殼程。管束的 壁面即為傳熱面。 （1）列管式換熱器的參數(shù)有：1、換熱面積2、公稱直徑 dn3、公稱壓力 pn4、換熱管規(guī)定 5、換熱管長度 l6、管子數(shù)量 n7、管程數(shù) np （2）型號的表示方法 列管式換熱器型號表示方法：列管式換熱器型號表示方法： bem273-1.0-7

5、.7-3.0/25-1 流程數(shù)為 1 換熱管尺寸 25mm 換熱管管長 3000mm 換熱器傳熱面積 7.7m2 設(shè)計壓力 1.0mpa 殼體直徑 273mm 換熱器結(jié)構(gòu)型式(bem 為固定管板式) 二列管式熱器的特點和構(gòu)造二列管式熱器的特點和構(gòu)造 2、列管式換熱器的特點 列管式換熱器的特點是殼體和管板直接焊接，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。 在同樣的殼體直徑內(nèi)，排管較多。管式換熱器具有易于制造、成本較 低、處理能力達(dá)、換熱表面清洗比較方便、可供選用的結(jié)構(gòu)材料廣闊、 適應(yīng)性強、可用于調(diào)溫調(diào)壓場合等優(yōu)點，由于兩管板之間有管子相互 持撐，管板得到加強，故在各種列管換熱器中他的管板最薄，其造價 比較低，因此得到了

6、廣泛應(yīng)用。 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁共 11 頁 1、列管式換熱器的構(gòu)造 列管式換熱器主要由殼體、管束、管板和頂蓋等部件組成。管束安裝在 殼體內(nèi)，兩端固定在管板上，管板分別焊在外殼的兩端，并在其上連接有頂 蓋，頂蓋和殼體上裝有流體進(jìn)、出口接管，沿著管長的方向，常常裝有一系于 列垂直于管束的擋板，進(jìn)行換熱時，一種流體由頂蓋的進(jìn)口管進(jìn)入。通過平行 管束的管內(nèi)，從另一端頂蓋出口接管流出，稱管程另一端流體則有殼體的接管 進(jìn)入。在殼體與管束間的空隙流過，而由另一接管流出，成為殼程。管束的表 面積既為傳熱面積，流體一次通過管城，一次通過殼程的程為單殼程。 列管式換熱器傳熱面積較大時，管子數(shù)目則較多，為

7、了提高管程流體的 流速，常將全部管子平均分隔成若干組，使流體在管內(nèi)往返經(jīng)過多次，稱多管 程。 為了提高殼程流體的速度，往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相垂直的折 流板，這樣既可提高流體的速度，同時迫使殼程流體按規(guī)定的路徑多次錯流通過 管束，使瑞動程度增加，常用的擋板有園缺形和圓盤形兩種，前者應(yīng)用較為廣泛。 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 5 頁共 11 頁 第第 2 2 章章 列管式式換熱器的的原理以及清洗列管式式換熱器的的原理以及清洗 一、列管式換熱器換熱的原理一、列管式換熱器換熱的原理 換熱器中流體的相對流向一般有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的溫 差最大，并沿傳熱表面逐漸減小。逆流時，沿傳熱表

8、面兩流體的溫差分布較均勻。 在冷、熱流體的進(jìn)出口溫度一定的條件下，當(dāng)兩種流體都無相變時，以逆流的 大，換熱器的傳熱面積減??；若傳熱面積不變，采用逆流時可使加熱或冷卻流體 的消耗量降低。前者可節(jié)省設(shè)備費，后者可節(jié)省操作費，故在設(shè)計或生產(chǎn)使用中 應(yīng)盡量采用逆流換熱。 二、二、列管式換熱器的清洗列管式換熱器的清洗 換熱器經(jīng)過一段時間的運行，傳熱面上會產(chǎn)生污垢，使傳熱系數(shù)大大降低而影響 傳熱效率，因而必須定期對換熱器進(jìn)行清洗。由于清洗的困難程度隨著垢層的厚 度增大而增大，所以清洗的間隔不宜過長。 換熱器清洗有三種方法：化學(xué)清洗、機械清洗、高壓水清洗，由于化學(xué)清洗 劑一般呈酸性，多少對設(shè)備都有一次腐蝕，

9、進(jìn)行酸洗時要注意對酸液的成分和酸 洗的時間要控制好，換熱器要無滲漏，酸洗時要注意安全。機械清洗常用于堅硬 的垢層、結(jié)焦或其他沉積物，但只能清洗清洗工具能夠到達(dá)的之處，列管式換熱 器清洗時要卸下管內(nèi)的封頭，清洗的工具有刮刀、竹板、鋼絲刷、尼龍刷等。前 兩種清洗不到的可以用高壓水清洗。 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁共 11 頁 第三章列管式換熱器的應(yīng)用范圍第三章列管式換熱器的應(yīng)用范圍 列管式換熱器已廣泛應(yīng)用于民用 、石油、化工、電力、醫(yī)藥 、食品、造 紙、輕工制鹽焦化制冷海水淡化換熱等部門，可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、 冷凝、余熱回收等各種情況 一、民用一、民用 1 1：集中供熱：集中供熱 板式換熱器

10、應(yīng)其結(jié)構(gòu)緊湊，操作維護(hù)簡便，傳熱效率高等特點，已成為城市集中 供熱工程中換熱站的首選換熱產(chǎn)品，適用于水-水換熱系統(tǒng)，汽-水換熱系統(tǒng)及生 活熱水供應(yīng)系統(tǒng)，對合理分配熱能，提高熱管理水平起到重要作用。 2 2：空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng) 板式換熱器廣泛用于空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水的換熱，在冷卻塔與冷凝器之間靠近冷凝 器處安裝板式換熱器可以起到冷凝器的作用，防止設(shè)備腐蝕或堵塞，并可在過渡 季節(jié)節(jié)省冷水機組的運行時間。 3 3：高層建筑的壓力阻斷器：高層建筑的壓力阻斷器 在高層建筑中，以水，乙二醇等為換熱介質(zhì)的暖通空調(diào)系統(tǒng)常會具有極高的靜 壓力，采用板式換熱器做為壓力阻斷器，可將較高的靜壓分解為幾部分較小的壓 力，從

11、而降低系統(tǒng)對泵，閥，冷熱水機組等設(shè)備的壓力要求，節(jié)約設(shè)備的投資費 用及運營成本。 4 4：冰蓄冷系統(tǒng)：冰蓄冷系統(tǒng) 采用板式換熱器的冰蓄系統(tǒng)對電網(wǎng)起到削峰填谷的調(diào)節(jié)作用。即利用冷水機組 在夜間制冷，在蓄冰罐里蓄冰，滿足次日的冷量需求，降低空調(diào)的負(fù)荷峰值，從 而有效地節(jié)約能源，節(jié)省運行費用。 5 5：廢熱回收：廢熱回收 在各個領(lǐng)域內(nèi)，每天均有大量的熱量隨著廢棄的熱介質(zhì)（如排放的生活熱水， 洗浴熱水，工藝?yán)鋮s水等）而排放入周圍大氣環(huán)境中，造成了能源的巨大浪費， 由于板式換熱器的投資成本低，熱效率高，對冷熱介質(zhì)的溫差要求極低，可將廢 熱回收轉(zhuǎn)換為二次可利用熱能，并將其用于預(yù)熱工況中。具有良好的社會效益

12、和 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁共 11 頁 經(jīng)濟效益。 二、工業(yè)二、工業(yè) 機械工程 電站 鋼鐵工業(yè) 廢熱回收 機器冷卻 循環(huán)水冷卻 鐵模冷卻 洗染廢液回收 乳液冷卻 沖洗冷卻劑冷卻 連鑄機冷卻 食品加工廢油排液 液壓油冷卻 潤滑油冷卻 液壓油冷卻 紙漿清洗排液 潤磨油冷卻 發(fā)電機轉(zhuǎn)子與定子水冷卻 爐水冷卻 蒸汽冷凝水回收 窯爐水冷卻 變壓油冷卻 焦化廠水冷卻 傳動油冷卻 電纜油冷卻 乳液冷卻 蒸壓器冷卻 氨浴液冷卻 發(fā)動機冷卻 淬火油冷卻 輥水冷卻 壓縮機冷卻劑冷卻 循環(huán)水冷卻 活塞和渦輪機 表面處理 紡織工業(yè) 造紙工業(yè) 發(fā)動機冷卻 電解液冷卻 紡織清洗劑熱量回收 廢水冷卻 柴油發(fā)電機站熱量

13、回收 油漆冷卻 毛料清洗液加熱 清洗水冷卻 氣輪機冷卻 電鍍液冷卻 染料廠廢液加熱 廢水蒸發(fā) 壓縮機冷卻 除油液加熱 水溶液冷卻 磷化液加熱 紡織機潤滑油冷卻 化纖工藝?yán)鋮s 食品及飲料 食品油加工 醫(yī)藥衛(wèi)生 化學(xué)工業(yè) 油脂化工 原果汁加熱 食用油加熱及冷卻 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 8 頁共 11 頁 乳液冷卻 堿液冷卻 石蠟冷卻 果醬加熱 脂肪酸冷卻 懸浮液加熱 酸液冷卻 肥皂液冷卻 萃取水加熱 玉米油冷卻 血漿加熱 氯溶液冷卻 礦物油冷卻 碳酸氣果汁加熱 椰子油冷卻 檸檬酸加熱 鹽水預(yù)熱 內(nèi)脂溶液冷卻 糖漿加熱 花生油冷卻 輸液冷卻 碳酸鉀溶液冷卻 洗發(fā)膏冷卻 果汁加熱 棉花籽油冷卻 硼酸液加

14、熱 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 9 頁共 11 頁 第第 4 4 章章 列管式熱器在使用中滲漏的原因和解決的辦法列管式熱器在使用中滲漏的原因和解決的辦法 列管式換熱器滲漏解析列管式換熱器滲漏解析 換熱器滲漏是換熱器使用中最為常見的設(shè)備管理問題，滲漏主要是腐蝕造成 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(xué)腐蝕和化學(xué)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(yīng)力的分布也不均勻。 使用時管板部分一般與工業(yè)冷卻水接觸，而工業(yè)冷卻水中的雜質(zhì)、鹽類、氣 體、微生物都會構(gòu)成對管板

15、和焊縫的腐蝕。這就是我們常說的電化學(xué)腐蝕。研究 表明，工業(yè)水無論是淡水還是海水，都會有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子 和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。另外，金屬結(jié)構(gòu)的復(fù)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，管板表面會有許多腐蝕產(chǎn)物和積沉物，分布著大小不等的凹坑。 以海水為介質(zhì)時，還會產(chǎn)生電偶腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕就是介質(zhì)的腐蝕，換熱器管板接 觸各種各樣的化學(xué)介質(zhì)，就會受到化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。另外，換熱器管板還會與換 熱管之間產(chǎn)生一定的雙金屬腐蝕。一些管板還長期處于腐蝕介質(zhì)的沖蝕中。尤其 是固定管板換熱器, 還有溫差應(yīng)力, 管板與換熱管聯(lián)接處極易

16、泄漏,導(dǎo)致?lián)Q熱器失 效。 綜上所述，影響換熱器管板腐蝕的主要因素有： （1）介質(zhì)成分和濃度：濃度的影響不一，例如在鹽酸中，一般濃度越大腐 蝕越嚴(yán)重。碳鋼和不銹鋼在濃度為 50%左右的硫酸中腐蝕最嚴(yán)重，而當(dāng)濃度增加 到 60%以上時，腐蝕反而急劇下降； （2）雜質(zhì)：有害雜質(zhì)包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等，這些雜質(zhì) 在某些情況下會引起嚴(yán)重腐蝕 （3）溫度：腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，溫度每提升 10，腐蝕速度約增加 13 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：多數(shù)情況下流速越大，腐蝕也越大。 列管式換熱器滲漏解決列管式換熱器滲漏解決 通常大多數(shù)企業(yè)的做法就是盡量采購質(zhì)量高的換熱器，經(jīng)過細(xì)心維護(hù)，讓換 熱器壽命盡可能的延長，不可避免的出現(xiàn)滲漏以后，就會被迫停機堆焊，24 人 池州學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁共 11 頁 需要幾天時間才能修復(fù)完成，如果企業(yè)高薪聘請的高級焊工，還能保證換熱器繼 續(xù)使用一段時間，如果焊工的技術(shù)一般，那么就會造成更多的漏點甚至報廢，企 業(yè)不得不更換新的換熱器，這是由于此種傳統(tǒng)方法造成的種種弊端，完全不能保 證企業(yè)的安全連續(xù)性生產(chǎn)，因此，眾多企業(yè)積極尋求新技術(shù)解決換熱器滲漏問題， 通過引入福世藍(lán)高分子復(fù)合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性，通過提前對新?lián)Q熱器的 保護(hù)，這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫