第三章-換熱設(shè)備的使用與維護(hù)

1、 化工設(shè)備使用與維護(hù)222021/8/143第一節(jié)第一節(jié) 換熱設(shè)備的工作過(guò)程及類型換熱設(shè)備的工作過(guò)程及類型v工作過(guò)程工作過(guò)程 在煉油、化工生產(chǎn)工藝中，各種化學(xué)反應(yīng)和各種化在煉油、化工生產(chǎn)工藝中，各種化學(xué)反應(yīng)和各種化工過(guò)程，都有一定的溫度要求，因此需要進(jìn)行各種傳熱工過(guò)程，都有一定的溫度要求，因此需要進(jìn)行各種傳熱過(guò)程：如反應(yīng)物料的加熱或冷卻，產(chǎn)品的冷凝或冷卻，過(guò)程：如反應(yīng)物料的加熱或冷卻，產(chǎn)品的冷凝或冷卻，反應(yīng)熱量的取出或供給，液體的蒸餾、汽化或稀溶液的反應(yīng)熱量的取出或供給，液體的蒸餾、汽化或稀溶液的蒸發(fā)，工業(yè)余熱（廢熱）的回收和熱能的綜合利用等。蒸發(fā)，工業(yè)余熱（廢熱）的回收和熱能的綜合利用等。換

2、熱設(shè)備是非常重要且被廣泛應(yīng)用的化工工藝設(shè)備。換熱設(shè)備是非常重要且被廣泛應(yīng)用的化工工藝設(shè)備。4廣泛應(yīng)用于化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子廣泛應(yīng)用于化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械等能、制藥、機(jī)械等5v熱量傳遞方式熱量傳遞方式n傳導(dǎo)傳熱傳導(dǎo)傳熱n傳導(dǎo)傳熱是熱量從物體的高溫部分沿物體本身傳至傳導(dǎo)傳熱是熱量從物體的高溫部分沿物體本身傳至低溫部分的一種傳熱方式。低溫部分的一種傳熱方式。 n對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱n對(duì)流傳熱是靠液體或氣體的流動(dòng)，也就是各分子團(tuán)對(duì)流傳熱是靠液體或氣體的流動(dòng)，也就是各分子團(tuán)間相對(duì)位置的改變來(lái)傳遞熱量的。間相對(duì)位置的改變來(lái)傳遞熱量的。 n輻射傳熱輻射傳熱n輻射傳熱是熱

3、能不借助任何傳遞介質(zhì)，而是以電磁輻射傳熱是熱能不借助任何傳遞介質(zhì)，而是以電磁波的形式（或稱輻射能）在空間傳播，遇到另一物波的形式（或稱輻射能）在空間傳播，遇到另一物體時(shí)，輻射能被部分或全部吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。體時(shí)，輻射能被部分或全部吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?v換熱設(shè)備的換熱過(guò)程換熱設(shè)備的換熱過(guò)程7v換熱設(shè)備的類型換熱設(shè)備的類型n按用途分類按用途分類n冷卻器冷卻器n用水或其他冷卻介質(zhì)冷卻液體或氣體。用水或其他冷卻介質(zhì)冷卻液體或氣體。n冷凝器冷凝器n用于冷凝蒸汽或混合蒸汽用于冷凝蒸汽或混合蒸汽n加熱器加熱器n加熱工藝介質(zhì)，提高其溫度加熱工藝介質(zhì)，提高其溫度n換熱器換熱器n兩種不同的工藝介質(zhì)之間進(jìn)行顯熱交換兩種

4、不同的工藝介質(zhì)之間進(jìn)行顯熱交換n再沸器再沸器n用蒸汽或其他高溫介質(zhì)將蒸餾塔底的物料加熱至沸騰，以用蒸汽或其他高溫介質(zhì)將蒸餾塔底的物料加熱至沸騰，以提供蒸餾時(shí)所需的熱量提供蒸餾時(shí)所需的熱量8n蒸汽發(fā)生器蒸汽發(fā)生器n用燃料油或氣的燃燒加熱產(chǎn)生蒸汽用燃料油或氣的燃燒加熱產(chǎn)生蒸汽n過(guò)熱器過(guò)熱器n將水蒸氣或其他蒸汽加熱到飽和溫度以上將水蒸氣或其他蒸汽加熱到飽和溫度以上9v換熱設(shè)備的類型換熱設(shè)備的類型按作用原理按作用原理或換熱方式或換熱方式直接接觸換熱器直接接觸換熱器蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器間壁式換熱器間壁式換熱器10v直接接觸換熱器直接接觸換熱器n又稱混合式換熱器，它又稱混合式換熱器，它是利用冷、熱流體

5、直接是利用冷、熱流體直接接觸，彼此混合進(jìn)行換接觸，彼此混合進(jìn)行換熱的換熱器。如冷卻塔熱的換熱器。如冷卻塔、氣壓冷凝器等、氣壓冷凝器等n傳熱效率高、單位容積傳熱效率高、單位容積提供的傳熱面積大、設(shè)提供的傳熱面積大、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但僅適合工藝上允許，但僅適合工藝上允許兩種流體混合的場(chǎng)合兩種流體混合的場(chǎng)合11v蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器n又稱回?zé)崾綋Q熱器，它又稱回?zé)崾綋Q熱器，它是借助于由固體（如固是借助于由固體（如固體填料或多孔性格子磚體填料或多孔性格子磚等）構(gòu)成的蓄熱體與熱等）構(gòu)成的蓄熱體與熱流體和冷流體交替接觸流體和冷流體交替接觸，把熱量從熱流體傳遞，把熱量從熱流體傳

6、遞給冷流體的換熱器。若給冷流體的換熱器。若兩種流體不允許有混合兩種流體不允許有混合，則不能采用蓄熱式換，則不能采用蓄熱式換熱器熱器12v間壁式換熱器間壁式換熱器又稱表面式換熱器，又稱表面式換熱器，它是利用間壁（固體壁它是利用間壁（固體壁面）將進(jìn)行熱交換的冷面）將進(jìn)行熱交換的冷熱兩種流體隔開，互不熱兩種流體隔開，互不接觸，熱量由熱流體通接觸，熱量由熱流體通過(guò)間壁傳遞給冷流體的過(guò)間壁傳遞給冷流體的換熱器。是工業(yè)中應(yīng)用換熱器。是工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的換熱器最為廣泛的換熱器13間壁式間壁式換熱器換熱器管式換熱器管式換熱器板面式換熱器板面式換熱器其他形式換熱器其他形式換熱器蛇管式換熱器蛇管式換熱器套管式換

7、熱器套管式換熱器管殼式換熱器：管殼式換熱器：應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣螺旋管式換熱器螺旋管式換熱器沉浸式蛇管換熱器沉浸式蛇管換熱器噴淋式蛇管換熱器噴淋式蛇管換熱器螺旋板式換熱器：螺旋板式換熱器：不易結(jié)垢不易結(jié)垢板式換熱器板式換熱器板翅式換熱器：板翅式換熱器：效率最高效率最高板殼式換熱器板殼式換熱器傘板式換熱器傘板式換熱器石墨、聚四氟乙烯、熱管換熱器石墨、聚四氟乙烯、熱管換熱器這是什么？132021/8/1414142021/8/1415 按材料按材料 分類分類金屬材料換熱器：金屬材料換熱器：導(dǎo)熱系數(shù)大、傳熱效導(dǎo)熱系數(shù)大、傳熱效率高率高非金屬材料換熱器非金屬材料換熱器：具有腐蝕性物系：具有腐蝕性物系152

8、021/8/1416v換熱設(shè)備的性能對(duì)比及選擇換熱設(shè)備的性能對(duì)比及選擇n換熱器的基本要求n傳熱效率高n換熱器的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)所規(guī)定的工藝操作條件，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠、密封性好、清洗、檢修方便、流體阻力小。n價(jià)格便宜，維護(hù)容易，使用時(shí)間長(zhǎng)。 傳熱設(shè)備具有盡可能小的傳熱面積，在單位時(shí)間內(nèi)傳熱設(shè)備具有盡可能小的傳熱面積，在單位時(shí)間內(nèi)傳遞盡可能多的熱量。傳遞盡可能多的熱量。162021/8/1417第二節(jié)第二節(jié) 換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)換熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)v管殼式換熱器的類型及特點(diǎn)管殼式換熱器的類型及特點(diǎn) 管殼式換熱器也稱為列管式換熱器，它制造容易，管殼式換熱器也稱為列管式換熱器，它制造容易，選材范圍廣，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處

9、理量大，工作可選材范圍廣，清洗方便，適應(yīng)性強(qiáng)，處理量大，工作可靠，且能適應(yīng)高溫高壓靠，且能適應(yīng)高溫高壓。雖然它在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱強(qiáng)雖然它在結(jié)構(gòu)緊湊性、傳熱強(qiáng)度和單位金屬消耗量方面不如板式或板翅式換熱器，但度和單位金屬消耗量方面不如板式或板翅式換熱器，但由于具有前述的一些優(yōu)點(diǎn)，因而在化工、石油、能源等由于具有前述的一些優(yōu)點(diǎn)，因而在化工、石油、能源等行業(yè)的應(yīng)用中仍處于主導(dǎo)地位。行業(yè)的應(yīng)用中仍處于主導(dǎo)地位。18固定管板式換熱器固定管板式換熱器固定管板式換熱器固定管板式換熱器1封頭；封頭；2法蘭；法蘭；3排氣口；排氣口；4殼體；殼體；5換熱管；換熱管；6波形膨脹節(jié)；波形膨脹節(jié)；7折流板（或支持板）；折

10、流板（或支持板）；8防沖板；防沖板；9殼程接管；殼程接管；10管板；管板；11管程接管程接管；管；12隔板；隔板；13封頭；封頭；14管箱；管箱；15排液口；排液口；16定距管；定距管；17拉桿；拉桿；18支座；支座；19墊片；墊片；20、21螺栓、螺母螺栓、螺母 182021/8/1419固定管板式換熱器固定管板式換熱器 點(diǎn)擊點(diǎn)擊點(diǎn)擊點(diǎn)擊n優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。在相同的殼體直徑內(nèi)，排管數(shù)最多，旁路最少；每根換熱管都可以進(jìn)行更換，且管內(nèi)清洗方便n缺點(diǎn)：殼程不能進(jìn)行機(jī)械清洗；當(dāng)換熱管與殼體的溫差較大（大于50）時(shí)產(chǎn)生溫差應(yīng)力 192021/8/1420浮頭式換熱器浮頭式換熱器n優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)換熱管與殼

11、體有溫差存在、殼體或換熱管膨脹時(shí)，互不約束，不會(huì)產(chǎn)生溫差應(yīng)力；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于管內(nèi)和管間的清洗n缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材料用量大，造價(jià)高；浮頭蓋與浮動(dòng)管板之間若密封不嚴(yán)會(huì)發(fā)生內(nèi)漏，造成兩種介質(zhì)的混合n適用于：殼體和管束壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合?？稍诟邷?、高壓下工作，一般溫度低于450，壓力低于6.4MPa場(chǎng)合點(diǎn)擊點(diǎn)擊202021/8/1421U形管式換熱器形管式換熱器n優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封面少、運(yùn)行可靠、造價(jià)低；管束可以抽出，管間清洗方便n缺點(diǎn)：管內(nèi)清洗比較困難；由于管子需要有一定的彎曲半徑故管板的利用率較低；管束最內(nèi)層管間距大，殼程易短路n適用于：管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢

12、，而管程介質(zhì)清潔不易結(jié)垢以及高溫、高壓、腐蝕性強(qiáng)的場(chǎng)合點(diǎn)擊點(diǎn)擊212021/8/1422填料函式換熱器填料函式換熱器n優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較浮頭式換熱器簡(jiǎn)單，制造方便，耗材少，造價(jià)低；管束可從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)、管間均能進(jìn)行清洗，維修方便n缺點(diǎn)：填料函耐壓不高，一般小于4.0MPa；殼程介質(zhì)可能通過(guò)填料函外漏，對(duì)易燃、易爆、有毒和貴重的介質(zhì)不適用n適用于：管、殼壁溫差較大或介質(zhì)易結(jié)垢，需經(jīng)常清理且壓力不高的場(chǎng)合點(diǎn)擊點(diǎn)擊222021/8/1423返回返回固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)二固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)二232021/8/1424返回返回固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)三固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)三242021/8/1425返回返回

13、固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)四固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)四252021/8/1426返回返回固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)一固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)一262021/8/1427返回返回U形管式換熱器結(jié)構(gòu)一形管式換熱器結(jié)構(gòu)一272021/8/1428返回返回U形管式換熱器結(jié)構(gòu)一形管式換熱器結(jié)構(gòu)一282021/8/1429返回返回浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)一浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)一292021/8/1430返回返回浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)二浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)二302021/8/1431返回返回填料函式換熱器結(jié)構(gòu)一填料函式換熱器結(jié)構(gòu)一312021/8/1432返回返回填料函式換熱器結(jié)構(gòu)二填料函式換熱器結(jié)構(gòu)二322021/8/1433v管殼式換熱器管程結(jié)

14、構(gòu)管殼式換熱器管程結(jié)構(gòu)n管板管板 管板是換熱器中重要的受力元件之一，管板主要用管板是換熱器中重要的受力元件之一，管板主要用來(lái)連接換熱管，同時(shí)將管程和殼程分隔，避免冷熱流來(lái)連接換熱管，同時(shí)將管程和殼程分隔，避免冷熱流體相混合體相混合選擇管板材料時(shí)，除選擇管板材料時(shí)，除力學(xué)性能力學(xué)性能外，還應(yīng)考慮管程和殼程流體的外，還應(yīng)考慮管程和殼程流體的腐蝕性腐蝕性，以及管板和換熱管之間的電位差對(duì)腐蝕的影響。當(dāng)流體無(wú)，以及管板和換熱管之間的電位差對(duì)腐蝕的影響。當(dāng)流體無(wú)腐蝕性或有輕微腐蝕性時(shí)，管板一般采用壓力容器用腐蝕性或有輕微腐蝕性時(shí)，管板一般采用壓力容器用碳素鋼或低合碳素鋼或低合金鋼板或鍛件金鋼板或鍛件制造。

15、制造。當(dāng)當(dāng)流體腐蝕性較強(qiáng)流體腐蝕性較強(qiáng)時(shí)，管板應(yīng)采用不銹鋼、銅、鋁、鈦等耐腐時(shí)，管板應(yīng)采用不銹鋼、銅、鋁、鈦等耐腐蝕材料。但對(duì)于較厚的管板，若整體采用價(jià)格昂貴的耐腐蝕材料，蝕材料。但對(duì)于較厚的管板，若整體采用價(jià)格昂貴的耐腐蝕材料，造價(jià)很高。工程上常采用不銹鋼造價(jià)很高。工程上常采用不銹鋼+鋼、鈦鋼、鈦+鋼、銅鋼、銅+鋼等鋼等復(fù)合板，或復(fù)合板，或堆焊襯里堆焊襯里。34在滿足強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減少管板厚度。在滿足強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量減少管板厚度。薄管板是指相對(duì)采用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范（如薄管板是指相對(duì)采用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范（如GB151管殼式換熱器管殼式換熱器、美國(guó)管式換熱器制造商協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)管式換熱器制造商協(xié)會(huì)

16、標(biāo)準(zhǔn)TEMA）計(jì)算所得的管板厚）計(jì)算所得的管板厚度要薄的多的管板，一般厚度為度要薄的多的管板，一般厚度為8-20mm。目前薄管板主要有平面形、橢圓形、蝶形、球形、撓性薄管板目前薄管板主要有平面形、橢圓形、蝶形、球形、撓性薄管板等形式，最為常用的是平面形薄管板。等形式，最為常用的是平面形薄管板。342021/8/1435n換熱管換熱管n換熱管材料主要是根據(jù)工藝條件和介質(zhì)腐蝕性來(lái)選擇換熱管材料主要是根據(jù)工藝條件和介質(zhì)腐蝕性來(lái)選擇36n管板和換熱管的連接管板和換熱管的連接 換熱管與管板連接是管殼式換熱器設(shè)計(jì)、制造最關(guān)鍵換熱管與管板連接是管殼式換熱器設(shè)計(jì)、制造最關(guān)鍵的技術(shù)之一，是換熱器的技術(shù)之一，是換

17、熱器事故率最多事故率最多的部位。換熱管與管板連的部位。換熱管與管板連接的好壞，直接影響換熱器的使用壽命接的好壞，直接影響換熱器的使用壽命37n強(qiáng)度焊強(qiáng)度焊強(qiáng)度焊接強(qiáng)度焊接是指保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉是指保證換熱管與管板連接的密封性能及抗拉脫強(qiáng)度的焊接。此法目前應(yīng)用較為廣泛。由于管孔不需要脫強(qiáng)度的焊接。此法目前應(yīng)用較為廣泛。由于管孔不需要開槽，且對(duì)管孔的粗糙度要求布告，管子端部不需要退火開槽，且對(duì)管孔的粗糙度要求布告，管子端部不需要退火和磨光，因此和磨光，因此制造加工簡(jiǎn)單制造加工簡(jiǎn)單。焊接結(jié)構(gòu)。焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高強(qiáng)度高，抗拉脫力，抗拉脫力強(qiáng)。在高溫下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力強(qiáng)

18、。在高溫下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力除有較大振動(dòng)及有縫隙腐蝕的場(chǎng)合，只要材料可焊性除有較大振動(dòng)及有縫隙腐蝕的場(chǎng)合，只要材料可焊性好，強(qiáng)度焊接可用于其他任何場(chǎng)合。管子與薄管板的連接好，強(qiáng)度焊接可用于其他任何場(chǎng)合。管子與薄管板的連接應(yīng)采用焊接方法應(yīng)采用焊接方法38n脹焊并用脹焊并用采用采用脹焊并用脹焊并用，不僅能改善連接處的抗疲勞性能，不僅能改善連接處的抗疲勞性能，而且還可而且還可消除應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕消除應(yīng)力腐蝕和縫隙腐蝕，提高使用壽命。因，提高使用壽命。因此，此法得到廣泛應(yīng)用。此，此法得到廣泛應(yīng)用。脹焊并用主要脹焊并用主要用于密封性能要求較高用于密封性能要求較高；承受振動(dòng)和疲；承受振

19、動(dòng)和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；需要用復(fù)合管板等的場(chǎng)合。勞載荷；有縫隙腐蝕；需要用復(fù)合管板等的場(chǎng)合。脹焊并用方法，從加工工藝看，主要有脹焊并用方法，從加工工藝看，主要有強(qiáng)度脹強(qiáng)度脹+密封密封焊、強(qiáng)度焊焊、強(qiáng)度焊+脹接、強(qiáng)度焊脹接、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹強(qiáng)度脹等幾種形式。等幾種形式。39n換熱管的排布換熱管的排布換熱管排列形式換熱管排列形式40n管箱結(jié)構(gòu)管箱結(jié)構(gòu) 管箱的作用是把管道中來(lái)的流體均勻分布到各換管箱的作用是把管道中來(lái)的流體均勻分布到各換熱管中，將換熱管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器熱管中，將換熱管內(nèi)流體匯集在一起送出換熱器 41v管殼式換熱器的殼程結(jié)構(gòu)管殼式換熱器的殼程結(jié)構(gòu)n殼體殼體殼程中進(jìn)口接管處常裝

20、有防沖板或稱緩沖板殼程中進(jìn)口接管處常裝有防沖板或稱緩沖板防沖板的布置防沖板的布置42n折流板或擋板折流板或擋板 安裝折流板的目的是為了提高殼程流體的流速，安裝折流板的目的是為了提高殼程流體的流速，增加湍動(dòng)程度，提高傳熱效率，增大殼程流體的傳熱增加湍動(dòng)程度，提高傳熱效率，增大殼程流體的傳熱系數(shù)同時(shí)也可減少結(jié)垢系數(shù)同時(shí)也可減少結(jié)垢 單弓形折流板單弓形折流板43雙弓形雙弓形 三弓形三弓形 圓盤圓盤圓環(huán)形折流板圓環(huán)形折流板432021/8/1444 折流板是通過(guò)拉桿和定距管固定的，其結(jié)構(gòu)如圖所示。折流板是通過(guò)拉桿和定距管固定的，其結(jié)構(gòu)如圖所示。拉桿一端的螺紋擰入管板，拉桿一端的螺紋擰入管板， 折流板用

21、定距管定位，最后一折流板用定距管定位，最后一塊折流板靠拉桿螺母固定。塊折流板靠拉桿螺母固定。 拉桿和定距管結(jié)構(gòu)拉桿和定距管結(jié)構(gòu)拉桿與折流板點(diǎn)焊固定拉桿與折流板點(diǎn)焊固定442021/8/1445換熱管外徑1014192532384557拉桿直徑1012121616161616公稱直徑拉桿直徑DN400400DN700700DN900900DN13001300DN1500900DN18001800DN200010461012161824124481012141816446681012拉桿直徑拉桿直徑/mm拉桿數(shù)量拉桿數(shù)量/mm452021/8/1446v 管殼式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)管殼式換熱器的標(biāo)準(zhǔn)n標(biāo)準(zhǔn)

22、 為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，中國(guó)對(duì)使用較多的換熱器實(shí)行了標(biāo)準(zhǔn)化。可選用的標(biāo)準(zhǔn)有 JB/T 4714-1992浮頭式換熱器和冷凝器型式與基本參數(shù)、JB/T 4715-1992固定管板式換熱器型式與基本參數(shù)、JB/T 4716-1992立式熱虹吸式重沸器型式與基本參數(shù)、 JB/T 4717-1992U形管式換熱器型式與基本參數(shù)等。GB 151-1999管殼式換熱器是中國(guó)頒布的第一部非直接受火鋼制管殼式換熱器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，適用的換熱器形式有固定管板式、浮頭式、U形管式和填料函式462021/8/1447n標(biāo)記標(biāo)記48v其他類型的換熱器其他類型的換熱器n板面式換熱器板面式換熱器n特點(diǎn)：特點(diǎn)：具有傳熱效率高

23、、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等優(yōu)點(diǎn)具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，又由于液體在換熱器無(wú)論進(jìn)行并流、逆流、錯(cuò)流，又由于液體在換熱器無(wú)論進(jìn)行并流、逆流、錯(cuò)流都可以，板片還可以根據(jù)傳熱面積的大小而增減，都可以，板片還可以根據(jù)傳熱面積的大小而增減，因此適用性較強(qiáng)因此適用性較強(qiáng) 49n螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器n基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖1-切向縮口；切向縮口；2-外圈板；外圈板；3-支持板；支持板；4-螺旋板；螺旋板；5-半圓端板；半圓端板；6-中心隔板；中心隔板；7-支承圈；支承圈；8-圓鋼；圓鋼；9-定距柱定距柱50型螺旋板換熱器型螺旋板換熱器 螺旋板式換熱器

24、的結(jié)構(gòu)形式螺旋板式換熱器的結(jié)構(gòu)形式502021/8/1451n螺旋板式換熱器的特點(diǎn)螺旋板式換熱器的特點(diǎn)n傳熱效率高傳熱效率高n能有效地利用流體的壓頭損失能有效地利用流體的壓頭損失n不易污塞不易污塞n能利用低溫?zé)嵩?，并能精確控制出口溫度能利用低溫?zé)嵩?，并能精確控制出口溫度n結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊n密封結(jié)構(gòu)可靠密封結(jié)構(gòu)可靠n溫差應(yīng)力小溫差應(yīng)力小n由于結(jié)構(gòu)緊湊，一般不需要保溫，熱損失少由于結(jié)構(gòu)緊湊，一般不需要保溫，熱損失少n制造簡(jiǎn)單制造簡(jiǎn)單n承壓能力受限制，最高工作壓力為承壓能力受限制，最高工作壓力為4MPan修理困難修理困難52n平板式換熱器平板式換熱器 板式換熱器是間壁式板式換熱器是間壁式換熱器的一個(gè)

25、主要類型換熱器的一個(gè)主要類型，是一種以波紋板為傳，是一種以波紋板為傳熱面的新型的高效換熱熱面的新型的高效換熱器。板式換熱器用于處器。板式換熱器用于處理從水到高黏度的液體理從水到高黏度的液體，用于加熱、冷卻、冷，用于加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等過(guò)程凝、蒸發(fā)等過(guò)程 53n基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)板式換熱器的結(jié)構(gòu)分解板式換熱器的結(jié)構(gòu)分解 54n工作原理工作原理板式換熱器的換熱板板式換熱器的換熱板 55n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n傳熱效率高，比管殼式換熱器高傳熱效率高，比管殼式換熱器高2倍以上倍以上n使用安全可靠使用安全可靠n占地小，易維護(hù)占地小，易維護(hù)n很容易改變換熱面積或流程組合很容易改變換熱面積或流程組合n有利于低

26、溫?zé)嵩吹睦糜欣诘蜏責(zé)嵩吹睦胣阻力損失少阻力損失少n冷卻水量小冷卻水量小n投資效率低投資效率低n墊圈常常需要拆卸和清洗，故漏泄的可能性很大墊圈常常需要拆卸和清洗，故漏泄的可能性很大n不易處理有懸浮物的物料不易處理有懸浮物的物料n使用溫度不能很高，處理量也相對(duì)較小使用溫度不能很高，處理量也相對(duì)較小56n板式換熱器的應(yīng)用板式換熱器的應(yīng)用 板式換熱器一般在壓力為板式換熱器一般在壓力為2.5MPa和溫度和溫度180以內(nèi)使用以內(nèi)使用，性能可靠。近年來(lái)，國(guó)外由于采用壓縮石棉墊片，最高操，性能可靠。近年來(lái)，國(guó)外由于采用壓縮石棉墊片，最高操作溫度達(dá)作溫度達(dá)360，最高操作壓力達(dá)，最高操作壓力達(dá)2.8MPa

27、。全焊式板式換熱。全焊式板式換熱器使用壓力高達(dá)器使用壓力高達(dá)50.0MPa，溫度達(dá)，溫度達(dá)40057n板翅式換熱器板翅式換熱器n基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)n板翅式換熱器的板束板翅式換熱器的板束單元結(jié)構(gòu)如圖單元結(jié)構(gòu)如圖 所示，所示，它是由它是由翅片、隔板和翅片、隔板和封條封條三部分組成。在三部分組成。在相鄰的兩隔板之間放相鄰的兩隔板之間放置翅片及封條組成的置翅片及封條組成的夾層，稱為通道。將夾層，稱為通道。將這樣的夾層根據(jù)介質(zhì)這樣的夾層根據(jù)介質(zhì)的不同流動(dòng)方式疊置的不同流動(dòng)方式疊置起來(lái)釬焊成整體，即起來(lái)釬焊成整體，即組成板束（或稱芯體組成板束（或稱芯體）板束單元結(jié)構(gòu)板束單元結(jié)構(gòu) 介質(zhì)流動(dòng)方向介質(zhì)流動(dòng)方向58

28、n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n傳熱效率高傳熱效率高n結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕n適應(yīng)范圍廣適應(yīng)范圍廣n制造工藝復(fù)雜，要求嚴(yán)格制造工藝復(fù)雜，要求嚴(yán)格n容易堵塞，清洗和檢修較困難，若因腐蝕產(chǎn)生內(nèi)漏，則很容易堵塞，清洗和檢修較困難，若因腐蝕產(chǎn)生內(nèi)漏，則很難修理難修理n一般適用范圍一般適用范圍某些規(guī)范規(guī)定，用于空氣分離設(shè)備、石油化工裝置和機(jī)械動(dòng)力某些規(guī)范規(guī)定，用于空氣分離設(shè)備、石油化工裝置和機(jī)械動(dòng)力裝置等的鋁制板翅式換熱器，其一般適用的壓力和溫度范圍為：裝置等的鋁制板翅式換熱器，其一般適用的壓力和溫度范圍為：n設(shè)計(jì)溫度：設(shè)計(jì)溫度：200 + 150n設(shè)計(jì)壓力：設(shè)計(jì)壓力：06MPa59n套管式換熱器套管式換

29、熱器n基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)60n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)n缺點(diǎn)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱面積增減自如，因?yàn)樗蓸?biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合而成，安裝時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳熱面積增減自如，因?yàn)樗蓸?biāo)準(zhǔn)構(gòu)件組合而成，安裝時(shí)無(wú)需另外加工；傳熱效能高，它是一種純逆流型換熱器，同時(shí)還可以無(wú)需另外加工；傳熱效能高，它是一種純逆流型換熱器，同時(shí)還可以選取合適的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側(cè)流體的給熱系數(shù)，選取合適的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側(cè)流體的給熱系數(shù)，因此它的傳熱效果好。液因此它的傳熱效果好。液液換熱時(shí)，傳熱系數(shù)為液換熱時(shí)，傳熱系數(shù)為 8701750W/（m 2）。這一點(diǎn)特別適合于高壓、小流量、低給熱系數(shù)流體的換熱。）。這一點(diǎn)特別適合于高壓、

30、小流量、低給熱系數(shù)流體的換熱。占地面積大；單位傳熱面積金屬耗量多，約為占地面積大；單位傳熱面積金屬耗量多，約為管殼式換熱管殼式換熱器器的的5倍；管接頭多，易泄漏；流阻大。所以一般用于換倍；管接頭多，易泄漏；流阻大。所以一般用于換熱量不大的場(chǎng)合。熱量不大的場(chǎng)合。61第三節(jié)第三節(jié) 換熱設(shè)備的使用與維護(hù)換熱設(shè)備的使用與維護(hù)v換熱器的日常維護(hù)換熱器的日常維護(hù)n日常檢查日常檢查n溫度溫度 溫度是換熱器運(yùn)行中主要的操作指標(biāo)，測(cè)定及檢查換熱溫度是換熱器運(yùn)行中主要的操作指標(biāo)，測(cè)定及檢查換熱器中各流體的進(jìn)、出口溫度變化，可以分析判斷介質(zhì)流量的器中各流體的進(jìn)、出口溫度變化，可以分析判斷介質(zhì)流量的大小換熱情況的好壞

31、。大小換熱情況的好壞。傳熱效率主要表現(xiàn)在傳熱系統(tǒng)上，通傳熱效率主要表現(xiàn)在傳熱系統(tǒng)上，通常傳熱系數(shù)在短時(shí)間內(nèi)變化較小，發(fā)生變化時(shí)會(huì)連續(xù)下降，常傳熱系數(shù)在短時(shí)間內(nèi)變化較小，發(fā)生變化時(shí)會(huì)連續(xù)下降，定期測(cè)量換熱器兩種介質(zhì)的出入口溫度、流量，計(jì)算傳熱系定期測(cè)量換熱器兩種介質(zhì)的出入口溫度、流量，計(jì)算傳熱系數(shù)作記錄圖表，作為判斷傳熱系數(shù)變化的依據(jù)。若低于某一數(shù)作記錄圖表，作為判斷傳熱系數(shù)變化的依據(jù)。若低于某一規(guī)定值，則應(yīng)清洗管束以提高傳熱系數(shù)，保證一定的傳熱效規(guī)定值，則應(yīng)清洗管束以提高傳熱系數(shù)，保證一定的傳熱效率。率。62n壓力壓力 通過(guò)對(duì)流體壓力及進(jìn)出口壓差的測(cè)定與檢查，可判斷換通過(guò)對(duì)流體壓力及進(jìn)出口壓差

32、的測(cè)定與檢查，可判斷換熱器內(nèi)部結(jié)垢，堵塞情況及流體流量大小或泄漏情況。熱器內(nèi)部結(jié)垢，堵塞情況及流體流量大小或泄漏情況。高壓高壓流體往低壓流體中泄漏，使低壓流體壓力很快上升，甚至超流體往低壓流體中泄漏，使低壓流體壓力很快上升，甚至超壓，并可能產(chǎn)生各種不良后果，對(duì)運(yùn)行中的高壓換熱器應(yīng)特壓，并可能產(chǎn)生各種不良后果，對(duì)運(yùn)行中的高壓換熱器應(yīng)特別警惕這一點(diǎn)。操作中若發(fā)現(xiàn)壓力驟變，除檢查換熱器本身別警惕這一點(diǎn)。操作中若發(fā)現(xiàn)壓力驟變，除檢查換熱器本身外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)內(nèi)部其他因素的影響，如系統(tǒng)閥門損壞及外，還應(yīng)考慮系統(tǒng)內(nèi)部其他因素的影響，如系統(tǒng)閥門損壞及輸送流體的機(jī)械發(fā)生故障等輸送流體的機(jī)械發(fā)生故障等63n泄漏

33、泄漏 換熱器在運(yùn)行中產(chǎn)生外漏是較容易發(fā)現(xiàn)的。對(duì)低毒介質(zhì)換熱器在運(yùn)行中產(chǎn)生外漏是較容易發(fā)現(xiàn)的。對(duì)低毒介質(zhì)輕微的氣體外漏，可以直接抹上肥皂水或發(fā)泡劑來(lái)檢查，亦輕微的氣體外漏，可以直接抹上肥皂水或發(fā)泡劑來(lái)檢查，亦可借助試紙變色情況檢查。通過(guò)檢查換熱器外殼體表面涂層可借助試紙變色情況檢查。通過(guò)檢查換熱器外殼體表面涂層的剝落污染情況來(lái)預(yù)測(cè)殼體的泄漏，是低壓換熱器檢查殼體的剝落污染情況來(lái)預(yù)測(cè)殼體的泄漏，是低壓換熱器檢查殼體外泄漏的一種常用方法外泄漏的一種常用方法 內(nèi)部泄漏，操作人員不易直接發(fā)現(xiàn)，但可從介質(zhì)的溫度、內(nèi)部泄漏，操作人員不易直接發(fā)現(xiàn)，但可從介質(zhì)的溫度、壓力、流量、異常聲響、振動(dòng)及其異?，F(xiàn)象來(lái)判斷

34、壓力、流量、異常聲響、振動(dòng)及其異?，F(xiàn)象來(lái)判斷64n振動(dòng)振動(dòng) 換熱器內(nèi)的流體一般有較高的流速，由于流體的脈沖和換熱器內(nèi)的流體一般有較高的流速，由于流體的脈沖和橫向流動(dòng)都會(huì)引起基礎(chǔ)支架的振動(dòng)，如支架結(jié)構(gòu)，位置不合橫向流動(dòng)都會(huì)引起基礎(chǔ)支架的振動(dòng)，如支架結(jié)構(gòu)，位置不合適或螺栓的松動(dòng)、折斷等會(huì)使振動(dòng)加劇。要求控制振動(dòng)偏差適或螺栓的松動(dòng)、折斷等會(huì)使振動(dòng)加劇。要求控制振動(dòng)偏差在在250以下，超過(guò)此值，則需要檢查處理以下，超過(guò)此值，則需要檢查處理n保溫保溫 保溫（保冷）層的損壞會(huì)直接影響換熱器的傳熱效率，保溫（保冷）層的損壞會(huì)直接影響換熱器的傳熱效率，另外，由于保溫（保冷）層一旦破壞，在殼體外部就將積附另外，

35、由于保溫（保冷）層一旦破壞，在殼體外部就將積附水分，使殼體發(fā)生局部腐蝕，因此，發(fā)生保溫（保冷）層破水分，使殼體發(fā)生局部腐蝕，因此，發(fā)生保溫（保冷）層破損應(yīng)盡快修補(bǔ)，并且要求采取措施，防止水分進(jìn)入保溫層內(nèi)損應(yīng)盡快修補(bǔ)，并且要求采取措施，防止水分進(jìn)入保溫層內(nèi)部部 65n腐蝕分析與防護(hù)腐蝕分析與防護(hù)n腐蝕部位及原因腐蝕部位及原因n換熱管及與管板的連接處是換熱管及與管板的連接處是經(jīng)常發(fā)生腐蝕的部位，如圖經(jīng)常發(fā)生腐蝕的部位，如圖5-43所示，離管子入口端所示，離管子入口端4050cm處的管端腐蝕最經(jīng)常處的管端腐蝕最經(jīng)常發(fā)生，這與入口介質(zhì)的渦流發(fā)生，這與入口介質(zhì)的渦流磨損與腐蝕共存有關(guān)，管子磨損與腐蝕共存

36、有關(guān)，管子內(nèi)側(cè)有遺物堆積或粘著也易內(nèi)側(cè)有遺物堆積或粘著也易產(chǎn)生腐蝕。管子與管板連接產(chǎn)生腐蝕。管子與管板連接處的腐蝕主要分布在管板邊處的腐蝕主要分布在管板邊，管板孔與管子之間的縫隙，管板孔與管子之間的縫隙區(qū)，對(duì)單純的強(qiáng)度脹接，會(huì)區(qū)，對(duì)單純的強(qiáng)度脹接，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋66n防腐蝕措施防腐蝕措施n殼程為電解質(zhì)時(shí)，應(yīng)避免選用不同嗲電解電位材質(zhì)的折流殼程為電解質(zhì)時(shí)，應(yīng)避免選用不同嗲電解電位材質(zhì)的折流板板n對(duì)已有的換熱器對(duì)已有的換熱器 存在折流板對(duì)殼體的電化學(xué)腐蝕時(shí)，要存在折流板對(duì)殼體的電化學(xué)腐蝕時(shí)，要做到定期檢查做到定期檢查n對(duì)已造成殼體減薄的檢修時(shí)可采取堆焊處理對(duì)已造成殼體減薄的檢修

37、時(shí)可采取堆焊處理n對(duì)必須采取高電位折流板的，殼體內(nèi)側(cè)做貼襯處理對(duì)必須采取高電位折流板的，殼體內(nèi)側(cè)做貼襯處理n對(duì)有應(yīng)力腐蝕的情況，最有效的辦法是消除換熱管與管孔對(duì)有應(yīng)力腐蝕的情況，最有效的辦法是消除換熱管與管孔之間的間隙之間的間隙67n振動(dòng)的防護(hù)振動(dòng)的防護(hù) 換熱器管子產(chǎn)生振動(dòng)的原因主要有兩種：一種是換熱器管子產(chǎn)生振動(dòng)的原因主要有兩種：一種是外界激振源引起的振動(dòng)，或通過(guò)支撐構(gòu)件或連接管道外界激振源引起的振動(dòng)，或通過(guò)支撐構(gòu)件或連接管道傳來(lái)的振動(dòng)。另一種是流體流動(dòng)激振，又可分為管側(cè)傳來(lái)的振動(dòng)。另一種是流體流動(dòng)激振，又可分為管側(cè)和殼側(cè)流體激發(fā)的振動(dòng)和殼側(cè)流體激發(fā)的振動(dòng)n振動(dòng)破壞的位置一般出現(xiàn)在下列位置處

38、振動(dòng)破壞的位置一般出現(xiàn)在下列位置處n傳熱管件支承跨度中間位置處，由于管間相互碰撞，外觀傳熱管件支承跨度中間位置處，由于管間相互碰撞，外觀呈現(xiàn)明顯磨口。呈現(xiàn)明顯磨口。n緊靠折流板缺口處，換熱管與折流板發(fā)生碰撞而遭磨損。緊靠折流板缺口處，換熱管與折流板發(fā)生碰撞而遭磨損。n折流板管孔內(nèi)，傳熱管振動(dòng)時(shí)折流板管孔邊緣對(duì)傳熱管的折流板管孔內(nèi)，傳熱管振動(dòng)時(shí)折流板管孔邊緣對(duì)傳熱管的鋸切、碰撞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管子斷裂。鋸切、碰撞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管子斷裂。n傳熱管原有的一些細(xì)小裂紋或缺陷，因振動(dòng)逐漸擴(kuò)展，最傳熱管原有的一些細(xì)小裂紋或缺陷，因振動(dòng)逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致破壞終導(dǎo)致破壞。68n主要防振措施主要防振措施n降低流體

39、在殼程的流速降低流體在殼程的流速n提高管子的固有頻率提高管子的固有頻率n改變折流板的形式，以改變換熱管的支承狀況改變折流板的形式，以改變換熱管的支承狀況設(shè)計(jì)仍是解決流體誘發(fā)振動(dòng)的關(guān)鍵所在，一個(gè)合格的設(shè)計(jì)仍是解決流體誘發(fā)振動(dòng)的關(guān)鍵所在，一個(gè)合格的工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)能避免換熱器管束產(chǎn)生大的振動(dòng)。在工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)能避免換熱器管束產(chǎn)生大的振動(dòng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)工藝發(fā)生較大變化時(shí)，可以通過(guò)上實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)工藝發(fā)生較大變化時(shí)，可以通過(guò)上述方法減少或避免產(chǎn)生振動(dòng)述方法減少或避免產(chǎn)生振動(dòng)69v管殼式換熱器的檢修管殼式換熱器的檢修 換熱器的檢修可分為定期和不定期檢修。不定期檢換熱器的檢修可分為定期和不定期檢修。不定期檢修是臨時(shí)性的檢修，定期檢修根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)、介修是臨時(shí)性的檢修，定期檢修根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)、介質(zhì)性質(zhì)、腐蝕速度、運(yùn)行周期等情況分為大修和小修質(zhì)性質(zhì)、腐蝕速度、運(yùn)行周期等情況分為大修和小修n換熱器小修主要內(nèi)容換熱器小修主要內(nèi)容n清掃管程內(nèi)部及頭蓋積