換熱器結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點(diǎn)(直接接觸式等)

6.7換熱器換熱器是化工、石油、食品及其他許多工業(yè)部門的通用設(shè)備，在生產(chǎn)中占有重要地位?；どa(chǎn)中，換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用甚為廣泛。由于生產(chǎn)規(guī)模、物料的性質(zhì)、傳熱的要求等各不相同，故換熱器的類型也是多種多樣。根據(jù)冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分為三大類：混合式、蓄熱式、間壁式。6.7.1直接接觸式（混合式）在這類換熱器中，冷熱兩種流體通過直接混合進(jìn)行熱量交換。在工藝上允許兩種流體相互混合的情況下，這是比較方便和有效的，且其結(jié)構(gòu)比較簡單。直接接觸式換熱器常用于氣體的冷卻或水蒸汽的冷凝。6.7.2蓄熱式蓄熱式換熱器又稱為蓄熱器，它主要由熱容量較大的蓄熱室構(gòu)成，室中可填耐火磚或金屬帶等作為填料。當(dāng)冷、熱兩種流體交替地通過同一蓄熱室時(shí)，即可通過填料將得自熱流體的熱量，傳遞給冷流體，達(dá)到換熱的目的。這類換熱器的結(jié)構(gòu)簡單，且可耐高溫，常用于氣體的余熱及其冷量的利用。其缺點(diǎn)是設(shè)備體積較大，而且兩種流體交替時(shí)難免有一定程度的混合。6.7.3間壁式這一類換熱器的特點(diǎn)是在冷熱兩種流體之間用一金屬壁（或石墨等導(dǎo)熱性好的非金屬）隔開，以使兩種流體在不相混合的情況下進(jìn)行熱量交換。由于在三類換熱器中，間壁式換熱器應(yīng)用最多，因此下面重點(diǎn)討論間壁式換熱器。（1） 夾套式換熱器結(jié)構(gòu)：夾套裝在容器外部，在夾套和容器壁之間形成密閉空間，成為一種流體的通道。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便。缺點(diǎn)：傳熱面積A小，傳熱效率低。用途：廣泛用于反應(yīng)器的加熱和冷卻。為了提高傳熱效果，可在釜內(nèi)加攪拌器或蛇管和外循環(huán)。（2） 沉浸式蛇管換熱器結(jié)構(gòu)：蛇管一般由金屬管子彎繞而制成，適應(yīng)容器所需要的形狀，沉浸在容器內(nèi)，冷熱流體在管內(nèi)外進(jìn)行換熱。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，便于防腐，能承受高壓。缺點(diǎn)：傳熱面積不大，蛇管外對(duì)流傳熱系數(shù)小，為了強(qiáng)化傳熱，容器內(nèi)加攪拌。（3） 噴淋式換熱器結(jié)構(gòu)：冷卻水從最上面的管子的噴淋裝置中淋下來，沿管表面流下來，被

冷卻的流體從最上面的管子流入，從最下面的管子流出，與外面的冷卻水進(jìn)行換熱。在下流過程中，冷卻水可收集再進(jìn)行重新分配。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)便宜，能耐高壓，便于檢修、清洗，傳熱效果好。缺點(diǎn)：冷卻水噴淋不易均勻而影響傳熱效果，只能安裝在室外。用途：用于冷卻或冷凝管內(nèi)液體。（4） 套管式換熱器結(jié)構(gòu)：由不同直徑組成的同心套管，可根據(jù)換熱要求，將幾段套管用U形管連接，目的增加傳熱面積；冷熱流體可以逆流或并流。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，能耐高壓，傳熱系數(shù)較大，能保持完全逆流使平均對(duì)數(shù)溫差最大，可增減管段數(shù)量應(yīng)用方便。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不緊湊，金屬消耗量大，接頭多而易漏，占地較大。用途：廣泛用于超高壓生產(chǎn)過程，可用于流量不大，所需傳熱面積不多的場合。（5） 列管式換熱器（管売式換熱器）列管式換熱器又稱為管売式換熱器，是最典型的間壁式換熱器，歷史悠久,占據(jù)主導(dǎo)作用。主要由売體、管束、管板、折流擋板和封頭等組成。一種流體在管內(nèi)流動(dòng)，其行程稱為管程；另一種流體在管外流動(dòng)，其行程稱為売程。管束的壁面即為傳熱面。優(yōu)點(diǎn)：單位體積設(shè)備所能提供的傳熱面積大，傳熱效果好，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，可選用的結(jié)構(gòu)材料范圍寬廣，操作彈性大，大型裝置中普遍采用。為提高売程流體流速，往往在売體內(nèi)安裝一定數(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)定路徑多次錯(cuò)流通過管束,使湍動(dòng)程度大為增加。常用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種，前者更為常用。売體內(nèi)裝有管束，管束兩端固定在管板上。由于冷熱流體溫度不同，売體和管束受熱不同，其膨脹程度也不同，如兩者溫差較大，管子會(huì)扭彎，從管板上脫落，甚至毀壞換熱器。所以，列管式換熱器必須從結(jié)構(gòu)上考慮熱膨脹的影

響，采取各種補(bǔ)償?shù)霓k法，消除或減小熱應(yīng)力。根據(jù)所采取的溫差補(bǔ)償措施，列管式換熱器可分為以下幾個(gè)型式。（1） 固定管板式殼體與傳熱管壁溫度之差大于50C，加補(bǔ)償圈，也稱膨脹節(jié)，當(dāng)殼體和管束之間有溫差時(shí)，依靠補(bǔ)償圈的彈性變形來適應(yīng)它們之間的不同的熱膨脹。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，殼程檢修和清洗困難，殼程必須是清潔、不易產(chǎn)生垢層和腐蝕的介質(zhì)。（2） 浮頭式兩端的管板，一端不與殼體相連，可自由沿管長方向浮動(dòng)。當(dāng)殼體與管束因溫度不同而引起熱膨脹時(shí)，管束連同浮頭可在殼體內(nèi)沿軸向自由伸縮，可完全消除熱應(yīng)力。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本高，消除了溫差應(yīng)力，是應(yīng)用較多的一種結(jié)構(gòu)形式。（3） U型管式把每根管子都彎成U形，兩端固定在同一管板上，每根管子可自由伸縮,來解決熱補(bǔ)償問題。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡單，管程不易清洗，常為潔凈流體，適用于高壓氣體的換熱。6?7?4管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和選用（1）設(shè)計(jì)和選用時(shí)應(yīng)考慮的問題除了前面講過流體的流向，流速和流體出□溫度的選擇外，還應(yīng)考慮：①冷熱流體流動(dòng)通道的選擇a、 不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便，但U形管式的不宜走管程；b、 腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕；c、 壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力；d、 飽和蒸汽宜走殼程，飽和蒸汽比較清潔，而且冷凝液容易排出；e、 被冷卻的流體宜走売程，便于散熱；f、 若兩流體溫差大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將給熱系數(shù)大的流體通入売程，以減小熱應(yīng)力；g、 流量小而粘度大的流體一般以売程為宜，因在売程Re〉100即可達(dá)到湍流。但這不是絕對(duì)的，如果流動(dòng)阻力損失允許，將這種流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，反而會(huì)得到更高的給熱系數(shù)。以上各點(diǎn)常常不可能同時(shí)滿足，而且有時(shí)還會(huì)相互矛盾，故應(yīng)根據(jù)具體情況，抓住主要方面，作出適宜的決定。流動(dòng)方式的選擇除逆流和并流之外，在列管式換熱器中冷、熱流體還可以作各種多管程多売程的復(fù)雜流動(dòng)。當(dāng)流量一定時(shí)，管程或売程越多，對(duì)流傳熱系數(shù)越大，對(duì)傳熱過程越有利。但是，采用多管程或多売程必導(dǎo)致流體阻力損失，即輸送流體的動(dòng)力費(fèi)用增加。因此，在決定換熱器的程數(shù)時(shí)，需權(quán)衡傳熱和流體輸送兩方面的損失。當(dāng)采用多管程或多売程時(shí)，列管式換熱器內(nèi)的流動(dòng)形式復(fù)雜，對(duì)數(shù)平均值的溫差要加以修正。換熱管規(guī)格和排列選擇換熱管直徑越小，換熱器單位容積的傳熱面積越大。因此對(duì)于潔凈的流體管徑可取得小些。但對(duì)于不潔凈或易結(jié)垢的流體，管徑應(yīng)取的大些，以免堵塞。為了制造和維修的方便，我國目前試行的系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用^19X2mm和?25X2.5mm兩種規(guī)格，管長有1.5、2.0、3.0、6.0m，排列方式：正三角形、正方形直列和錯(cuò)列排列。（1）正三弟形排列 （2）正方形排列（3）正方形錯(cuò)列各種排列方式的優(yōu)點(diǎn)：'正方形排列：易清洗，但給熱效果較差＜正方形錯(cuò)列：可提咼給熱系數(shù)、等邊三角形：排列緊湊，管外流體湍流程度高，給熱系數(shù)大折流擋板安裝折流擋板的目的是為提高売程對(duì)流傳熱系數(shù)，為取得良好的效果，擋板的形狀和間距必須適當(dāng)。對(duì)圓缺形擋板而言，弓形缺口的大小對(duì)売程流體的流動(dòng)情況有重要影響。由圖可以看出，弓形缺口太大或太小都會(huì)產(chǎn)生"死區(qū)"，既不利于傳熱，又往往增加流體阻力。擋板的間距對(duì)売體的流動(dòng)亦有重要的影響。間距太大，不能保證流體垂直流過管束，使管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)下降；間距太小，不便于制造和檢修,阻力損失亦大。一般取擋板間距為売體內(nèi)徑的0.2?1.0倍。

a.切除過少 a.切除過少 b.切除適當(dāng) c.切除過多擋板切除對(duì)流動(dòng)的影響管売式換熱器的給熱系數(shù)給熱系數(shù)包括管內(nèi)流動(dòng)的給熱系數(shù)和売程給熱系數(shù)，管內(nèi)流體的給熱系數(shù)前面已經(jīng)學(xué)過，而売程的給熱系數(shù)與折流擋板的形狀、板間距，管子的排列方式、管徑及管中心距等因素有關(guān)。売程中由于設(shè)有折流擋板，流體在売程中橫向穿過管束，流向不斷變化，湍動(dòng)增強(qiáng)，當(dāng)Re〉100即可達(dá)到湍流狀態(tài)。流體通過換熱器的阻力損失管程阻力損失包括各程直管阻力損失h、回彎阻力損失h及換熱器進(jìn)出口阻力損失h構(gòu)f1 f2 f3成，其中h可忽略不計(jì)。f3h=(h+h)fN式中f——管程結(jié)垢校正系數(shù)，對(duì)三角形排列取1.5,正方形排列取1.4；N——管程數(shù)；ph=丄叮f1d2式中 i——換熱管長度，m； 122(h包括回彎和進(jìn)出口局部阻力及封頭內(nèi)流體轉(zhuǎn)向的局部阻力之和，取阻力系△p=九一+△p=九一+3fN■di丿P《2tp2由于u.xN，所以i p t P對(duì)同一換熱器，若單程改為雙程，阻力損失劇增為原來的8倍，而給熱系數(shù)只增為原來的1.74倍，因此在選擇換熱器管程數(shù)時(shí)，應(yīng)該兼顧傳熱與流體壓降兩方面的得失。売程阻力損失売程由于流動(dòng)狀態(tài)比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)參數(shù)較多，提出的公式較多，但可歸結(jié)u2u2不同的計(jì)算公式，決定匚和u的方法不同，計(jì)算結(jié)果往往不一致。o對(duì)數(shù)平均溫差的修正前面學(xué)過的對(duì)數(shù)平均溫差A(yù)t僅適用于純并流或純逆流的情況，當(dāng)采用多管程或多売程時(shí)，由于其內(nèi)流動(dòng)形式復(fù)雜，平均推動(dòng)力At的計(jì)算式相當(dāng)復(fù)雜。為了方便，可將這些復(fù)雜流型的平均推動(dòng)力的計(jì)算結(jié)果與進(jìn)出口溫度相同的純逆流相比較，求出修正系數(shù)屮，即其中屮其中屮的求法為:At =fAtm m逆屮=f(P,R)t—tPt—tP—^2 1T—t11T—TR= 2t—t21根據(jù)P，R值由圖查出各種情況的屮值。在設(shè)計(jì)時(shí)注意應(yīng)使屮>0.8，為什么？因?yàn)棰俳?jīng)濟(jì)上不合理；②操作溫度略有變動(dòng)，貝％下降很快，使操作不穩(wěn)定。管売式換熱器的設(shè)計(jì)和選用步驟由已知條件計(jì)算傳熱量及逆流平均溫差A(yù)tm逆Q—KAAt—KA屮At、m m逆由上式可知，要求a，必須知道K，屮；而K和屮則是由傳熱面積A的大小和換熱器結(jié)構(gòu)決定的。因此，在冷、熱流體的流量及進(jìn)出口溫度已知的條件下,選用或設(shè)計(jì)換熱器必須通過試差計(jì)算。初選換熱器的尺寸規(guī)格a、初步選定流體流動(dòng)方式，由冷熱流體的進(jìn)出口溫度計(jì)算溫差修正系數(shù)屮，應(yīng)使屮>0.8，否則應(yīng)改變流動(dòng)方式，重新計(jì)算；b、依據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)總傳熱系數(shù)K，估算傳熱面積a；c、根據(jù)A，根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)選定換熱管的直徑、長度及排列；如果是選用，估可根據(jù)A在系列標(biāo)準(zhǔn)中選用適當(dāng)?shù)膿Q熱器型號(hào)；估計(jì)算管程的壓降和給熱系數(shù)；a、 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定流速，確定管程數(shù)目，并計(jì)算管程壓降A(chǔ)P，若Ap>Ap，必須調(diào)整管程數(shù)目重新計(jì)算。 tt吮b、 計(jì)算管內(nèi)給熱系數(shù)Q，若a<K，則應(yīng)改變管程數(shù)重新計(jì)算；若改變管程數(shù)使Ap>Ap，則應(yīng)重新估計(jì)K:另選一換熱器型號(hào)進(jìn)行試算。計(jì)算売程壓降和給熱系數(shù);估a、 根據(jù)流速范圍確定擋板間距，并計(jì)算売程壓降A(chǔ)p，若Ap>Ap，可增大擋板間距。 S S吆b、 計(jì)算売程給熱系數(shù)a，若a太小可減小擋板間距。計(jì)算傳熱系數(shù)，校核傳熱面積。

根據(jù)流體性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)墓笇訜嶙鑂由R°、?計(jì)算K，再由傳熱基1 2 計(jì)本方程計(jì)算A。當(dāng)A小于初選換熱器實(shí)際所具有的傳熱面積a，則計(jì)算可行?？紤]到所用換熱器計(jì)算式的準(zhǔn)確度及其他未可預(yù)料的因素，應(yīng)使選用換熱器面積有15%?25%的裕度，即a/a=1.15?1.25，否則應(yīng)重新估計(jì)一個(gè)k，重復(fù)以上計(jì) 估6.7.5傳熱過程的強(qiáng)化措施由Q=KAAt，要增大熱流量Q可通過提高K，增大A，增大At來達(dá)到。（1）增大傳熱平均溫度差A(yù)t "兩側(cè)變溫情況下，盡量采用逆流流動(dòng)；提高加熱劑T的溫度（如用蒸汽加熱，可提高蒸汽的壓力來達(dá)到提高其飽和溫度的目的）；降低冷卻劑t的溫度。利用AtT來強(qiáng)化傳熱是有限的。（2） 增大總傳熱系數(shù)Kbd1 d4+( +R)—a s2dbd1 d4+( +R)—a s2d22①盡可能利用有相變的熱載體（a大））②用九大的熱載體，如液體金屬Na等;減小金屬壁、污垢及兩側(cè)流體熱阻中較大者的熱阻；提高a較小一側(cè)有效。提高a的方法無相變傳熱：1）增大流速；2）管內(nèi)加擾流元件；3）改變傳熱面形狀和增加粗糙度。（3）增大單位體積的傳熱面積A/V直接接觸傳熱：可增大A和湍動(dòng)程度，使QT;采用高效新型換熱器。在傳統(tǒng)的間壁式換熱器中，除夾套式外，其他都為管式換熱器。管式的共同缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)不緊湊，單位換熱面積所提供的傳熱面小，金屬消耗量大。隨工業(yè)的發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了不少的高效緊湊的換熱器并逐漸趨于完善。這些換熱器基本可分為兩類，一類是在管式換熱器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，另一類是采用各種板狀換熱表面。（a）光直翅片如圖所示幾種強(qiáng)化傳熱管和板翅式換熱器的翅片。（b）鋸齒翅片（a）光直翅片如圖所示幾種強(qiáng)化傳熱管和板翅式換熱器的翅片。（b）鋸齒翅片（C）多孔翅片6.7.6換熱器的強(qiáng)化和其他類型由前面的我們已經(jīng)知道，Q=KAAt，要增大熱流量Q可通過提高K，增大A，增大At，那么對(duì)換熱器進(jìn)行怎樣的改造或設(shè)計(jì)能達(dá)到提高K，增大A，增大At，從而實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱的目的呢？ m板式換熱器①平板式換熱器板式換熱器早在20世紀(jì)20年代開始用于食品工業(yè)，50年代逐漸用于化工及其相近工業(yè)部門，現(xiàn)已發(fā)展成為一種傳熱效果較好，結(jié)構(gòu)緊湊的化工換熱設(shè)備。主要由一組長方形的薄金屬板平行排列構(gòu)成，用框架夾緊組裝在支架上。兩相鄰流體板的邊緣用墊片壓緊，達(dá)到密封的作用，四角有圓孔形成流體通道,冷熱流體在板片的兩側(cè)流過，通過板片換熱。板上可被壓制成多種形狀的波紋,可增加剛性；提高湍動(dòng)程度；增加傳熱面積；易于液體的均勻分布。優(yōu)點(diǎn)：傳熱效率高，總傳熱系數(shù)大，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，安裝檢修方便。缺點(diǎn)：耐溫、耐壓性較差，易滲漏，處理量小。②螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器主要由兩張平行的薄鋼板卷制而成，構(gòu)成一對(duì)互相隔開的螺旋形流道。冷熱兩流體以螺旋板為傳熱面相間流動(dòng)，兩板之間焊有定距柱以維持流道間距，同時(shí)也可增加螺旋板的剛度。在換熱器中心設(shè)有中心隔板，使兩個(gè)螺旋通道隔開。在頂、底部分分別焊有蓋板或封頭和兩流體的出入接管。缺點(diǎn)：操作壓力、溫度不能太高，螺旋板難以維修，流體阻力較大。板翅式換熱器板翅式換熱器是一種傳熱效果好，更為緊湊的板式換熱器。過去由于焊接技術(shù)的限制，制造成本較高，僅限用于宇航、電子、原子能等少數(shù)部門，作為散熱冷卻器。現(xiàn)已逐漸在石油化工、天然氣液化、氣體分離等部門中應(yīng)用獲得良好效果。板翅式換熱器的基本結(jié)構(gòu)，是由于平隔板和各種型式的翅片構(gòu)成板束組裝而成。如圖所示，在兩塊平行薄金屬板(平隔板)間，夾入波紋狀或其他形狀的翅片，兩邊以側(cè)條密封，即組成為一個(gè)單元體。各個(gè)單元體又以不同的疊積適當(dāng)排列，并用釬焊固定，成為常用的逆流或錯(cuò)流式板翅式換熱器組裝件，或稱為板束。再將帶有集流進(jìn)出口的集流箱焊接到板束上，就成為板翅式換熱器。(a)逆流 ⑹錯(cuò)流優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)高度緊湊，傳熱效率高，允許較高的操作壓力。缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，檢修清洗困難。板売式換熱器將管売式換熱器中的管束用板束代替，即為板売式換熱器。其結(jié)構(gòu)緊湊，傳熱系數(shù)高、堅(jiān)固、能承受很高的壓強(qiáng)和溫度，但制造工藝復(fù)雜，焊接要求高。強(qiáng)化管式換熱器在管式換熱器的基礎(chǔ)上，采取某些強(qiáng)化措施，提高傳熱效果。如管外加翅片，增大a、管外的a；管內(nèi)安裝內(nèi)插物，增大A、管內(nèi)的a，從而增大K。熱管換熱器熱管是一種新型傳熱元件，它是在一根裝有毛細(xì)吸芯金屬管內(nèi)充以定量的某種工作液體，然后封閉并抽除不凝性氣體。當(dāng)加熱段受熱時(shí)，工作液體遇熱沸騰，產(chǎn)生的蒸汽流至加熱段再次沸騰。如此過程反復(fù)循環(huán)，熱量則由加熱段傳至冷卻段。在熱管內(nèi)部，熱量的傳遞是通過沸騰冷凝過程。由于沸騰和冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)皆很大，蒸汽流動(dòng)的阻力損失很小，因此管壁溫度相當(dāng)均勻。這種新型的換熱器具有傳熱能力大，應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。特點(diǎn)：有相變對(duì)流傳熱系數(shù)大，結(jié)構(gòu)簡單，壁溫均勻。（4）流化床換熱器通過在流體中加固體顆粒，當(dāng)管程內(nèi)的流體由下往上流動(dòng)，使眾多的固體顆粒保持穩(wěn)定的流化狀態(tài)，對(duì)換熱器管壁起到?jīng)_刷、洗垢作用。同時(shí)，使流體在較低流速下也能保持湍流，大大強(qiáng)化了穿熱速率。臥式容器、換熱器（立、臥式）、反應(yīng)器布置及配管特點(diǎn)一、臥式容器的布置及配管（一）布置臥式容器是化工裝置中常見的設(shè)備，通常用作貯存物料的貯槽、貯罐，收集蒸汽凝液的冷凝水槽，以及蒸汽緩沖罐等等。臥式容器作為整個(gè)裝置的組成部分,同樣應(yīng)遵循露天化、流程式布置的裝置布置原則。同時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面來考慮布置的具體細(xì)節(jié)：如果工藝沒有位差、重力流等要求，又能滿足泵的NPSH（凈正吸入壓頭）要求，在占地面積允許的情況下，臥式容器宜布置在地面上，以節(jié)省土建投資。在滿足流程式布置的原則的情況下，多臺(tái)臥式容器宜成組布置，以便設(shè)置聯(lián)合平臺(tái)，臥式容器之間的凈空不小于750mm（此尺寸為《化工裝置設(shè)備布置設(shè)計(jì)規(guī)定》（HG20546）上的數(shù)值，《全國壓力管道設(shè)計(jì)審批人員》培訓(xùn)教材上此尺寸為700mm）。成組布置時(shí)，可按支座基礎(chǔ)中心線對(duì)齊或按封頭頂端對(duì)齊的方式布置，地面上的容器以封頭頂端對(duì)齊的方式布置為宜，樓面上的容器以支座中心線對(duì)齊的方式布置為宜，以利于梁的設(shè)置。不同直徑的臥式容器成組布置時(shí)，直徑較小的臥式容器中心線標(biāo)高需要適當(dāng)提高，使與直徑較大的臥式容器筒體頂面標(biāo)高一致，以便于設(shè)置聯(lián)合平臺(tái)。臥式容器的安裝高度應(yīng)根據(jù)下列要求來確定：1） 下游泵的NPSH要求。2） 底部帶集液包的臥式容器，其安裝高度應(yīng)保證操作和檢修儀表所需的足夠空間，以及底部排液管線最低點(diǎn)與地面或平臺(tái)的距離不小于150mm.3） 容器下方需設(shè)通道時(shí)，容器底部配管與地面凈空不應(yīng)小于2.2米臥式容器支座的滑動(dòng)端和固定端應(yīng)按有利于容器上所連接的主要管線的柔性計(jì)算來決定。臥式容器的平臺(tái)設(shè)置要考慮人孔和液位計(jì)等操作因素，當(dāng)液位計(jì)上部接口高度距地面或樓面超過3米時(shí)，液位計(jì)要裝在直梯附近。容器內(nèi)帶加熱或冷卻管束時(shí)，在抽出管束的一側(cè)應(yīng)留有管束長度加0.5米的凈空。（二）配管1，臥式容器管口方位的確定1）液體入口與出口間距應(yīng)盡量遠(yuǎn)（除非出口處加防渦板），以防止出口處渦流的產(chǎn)生。在滿足管道熱補(bǔ)償?shù)那闆r下，出口位置應(yīng)盡量靠近泵。2）液體入口管應(yīng)盡量遠(yuǎn)離容器液位計(jì)接口，以免引起液位計(jì)處液位的波動(dòng)，從而導(dǎo)致測量液位的偏差。3） 液位計(jì)接口應(yīng)布置在操作人員便于觀察和方便維修的位置。4） 鉸鏈連接的人孔蓋，在打開時(shí)應(yīng)不影響其它管口或管道。長度較長的臥式容器通常設(shè)有兩個(gè)人孔，則兩個(gè)人孔應(yīng)分別位于容器的兩端5） 為便于安裝與檢修，臥式容器上部管口法蘭面至少高出平臺(tái)150mm，而平臺(tái)內(nèi)邊緣距容器中心線宜小于500mm，在這種情況下，通常需要上部管口的接管長度要達(dá)到250mm，如果達(dá)不到此長度，就要向設(shè)備專業(yè)提出加長管口至250mm的要求。這是一般的設(shè)計(jì)人員容易疏忽的地方。對(duì)于臥式容器的管口方位，有的設(shè)計(jì)人員容易存在這樣一種誤區(qū)：以為設(shè)備專業(yè)管口怎么布置，我們就按此布置配管，即使不合理也不作調(diào)整。臥式容器管道布置臥式容器的管道布置一般比較簡單，但仍需注意以下幾點(diǎn)：1） 滿足P&ID圖上有關(guān)要求，如重力流管線的坡度、無氣袋（液袋）等2） 臥式容器進(jìn)出口管線上的閥門宜直接與管口相接，這樣既節(jié)省材料，又減少安裝工作量。3） 如果臥式容器的布置方向與管廊方向垂直，那么與管廊有關(guān)的管線，其進(jìn)出容器的管口應(yīng)位于靠近管廊那端，從而節(jié)省材料。4） 與臥式容器有關(guān)的調(diào)節(jié)閥組宜靠近容器布置，尤其是容器的液位調(diào)節(jié)閥組。這樣既便于操作，又節(jié)省空間，配管也顯得整齊美觀，同時(shí)也更容易形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，即如果將來同類裝置由于某種原因而需改變?cè)撊萜鞯牟贾梦恢脮r(shí)，相關(guān)的管道布置，尤其是調(diào)節(jié)閥組可以跟著一起移走，只需稍作調(diào)整就可滿足新的布置要求。5） 臥式容器的中心標(biāo)高高于3米，且人孔設(shè)于封頭的中心線處時(shí)，除了設(shè)上部平臺(tái)外，還需設(shè)下部人孔平臺(tái)，其標(biāo)高便于對(duì)人孔、儀表和閥門的操作。6）頂部管口的管線如果往下走，那么該管線應(yīng)盡可能低，這樣既美觀、穩(wěn)定，又節(jié)省材料。二、換熱器的布置及配管換熱器是化工裝置中最常見，甚至是必不可少的設(shè)備。按其布置方式分為臥式換熱器和立式換熱器，按其用途分為冷凝器、冷卻器、加熱器（再沸器）、熱交換器等，按其結(jié)構(gòu)形式又分為管売式換熱器、套管式換熱器和板式換熱器三大類，前者又分為固定管板式、U形管式、浮頭式、釜式換熱器等等，固定管板式換熱器又可分為單管程和多管程，真可謂形式多樣，種類繁多。下面我就最常見的管売式換熱器按臥式和立式這兩類來探討換熱器的布置和配管應(yīng)注意的方面。（一）臥式換熱器的布置應(yīng)遵循流程式布置的裝置布置原則，按工藝流程順序?qū)Q熱器布置在相關(guān)設(shè)備附近。臥式換熱器應(yīng)按工藝位差要求布置在不同高度的框架上，如無位差要求，且占地又允許的情況下，則應(yīng)優(yōu)先布置在地面上，以節(jié)省土建投資。為了節(jié)約占地或工藝操作方便可以將兩臺(tái)換熱器重疊在一起布置。但對(duì)于兩相流介質(zhì)或売體直徑大于或等于1.2米的換熱器不宜重疊布置。一種物料與幾種不同物料進(jìn)行換熱的管売式換熱器，應(yīng)成組布置；用水或冷卻劑冷卻幾組不同物料的冷卻器，宜成組布置?？蚣苌铣山M布置的換熱器宜取一端支座基礎(chǔ)中心線對(duì)齊，以便于結(jié)構(gòu)布梁；地面上成組布置的換熱器可以取一端支座中心線對(duì)齊，也可以取一端封頭端部對(duì)齊，還可以采用管程進(jìn)出口管嘴中心線對(duì)齊。應(yīng)避免換熱器中心線正對(duì)管廊或框架的柱子，以利換熱器管程的污垢清理及更換單根管子。布置換熱器時(shí)，要考慮換熱器抽管束或檢修所需的空間和設(shè)施，必要時(shí)應(yīng)設(shè)檢修梁。抽芯區(qū)長度至少為管束長度+1m（此為新的HG20546中的尺寸，老的為0.5m，壓力管道審批人員培訓(xùn)教材中為1.5m，蔡爾輔的《石油化工管道設(shè)計(jì)》中為0.6?1.5m），如抽芯區(qū)穿過平臺(tái)或樓面邊緣，則穿過處的平臺(tái)欄桿應(yīng)向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出設(shè)計(jì)成可拆卸式。換熱器之間、換熱器與其它設(shè)備之間的凈距不宜小于0.7m（HG20546中此尺寸為0.6m，壓力管道審批人員培訓(xùn)教材中為0.7m，蔡爾輔的《石油化工管道設(shè)計(jì)》中為0.6m）。操作溫度高于物料自燃點(diǎn)的換熱器的上方，如無樓板或平臺(tái)隔開，不應(yīng)布置其它設(shè)備。換熱器的安裝高度應(yīng)保證其底部連接管道的最低點(diǎn)凈空不小于150mm。且換熱器中心線距地面或樓面不小于700mm，以方便檢修。換熱器支座的滑動(dòng)端和固定端應(yīng)按有利于容器上所連接的主要管線的柔性計(jì)算來決定。臥式再沸器除工藝有特殊要求外，宜布置在地面上。若必須提高時(shí)，可設(shè)立專用的操作和檢修用的構(gòu)架。當(dāng)臥式再沸器布置在地面上時(shí)，通常應(yīng)根據(jù)蒸汽及冷凝水管道、調(diào)節(jié)閥組來決定再沸器的最低標(biāo)高。（二）立式換熱器的布置最常見的立式換熱器就是立式再沸器，其它的熱交換器用的立式換熱器則比較少見。其優(yōu)點(diǎn)是減少占地面積，缺點(diǎn)是檢修不便。1.再沸器應(yīng)盡量靠近塔布置，甚至再沸器的管口與塔的管口直接對(duì)接。若再沸器與塔直接對(duì)接，且P&ID圖上兩管口之間有儀表接口，則該儀表接口應(yīng)讓設(shè)備改在對(duì)接的任一管口上。 2.通常再沸器安裝在單獨(dú)的支架或框架上，若需生根在塔體上時(shí)，應(yīng)與設(shè)備專業(yè)協(xié)商。生根在塔體上的支架位置及型式應(yīng)能滿足塔體及管道膨脹所產(chǎn)生的位移及荷載的要求。此時(shí)還應(yīng)考慮在塔體上設(shè)置必要的再沸器操作檢修平臺(tái)。再沸器的支座位置應(yīng)這樣確定：即再沸器與塔的相連管口的向上位移應(yīng)相同。支座位置確定后應(yīng)及時(shí)反饋給設(shè)備專業(yè)。帶雙再沸器的塔，其再沸器應(yīng)對(duì)稱布置。立式浮頭式換熱器布置在框架上時(shí)，其上方應(yīng)有抽管束的空間。位于立式設(shè)備附近的立式換熱器，其間應(yīng)有1米的通道（與之相連的塔除外）。立式換熱器頂部如有液相中的小排氣閥時(shí)，操作人員應(yīng)能接近它。如不易接近,則應(yīng)設(shè)置直梯。（三）換熱器的管道布置換熱器的管道布置通常比較簡單，其總的布置原則是：①換熱器的配管要滿足工藝和操作的要求，同時(shí)還應(yīng)便于檢修和安裝。管道布置不應(yīng)妨礙管箱端抽出管束和拆卸換熱器封頭法蘭，并留出足夠的空間。②配管應(yīng)使換熱器內(nèi)氣相空間無積液，液相空間無氣阻，即換熱器的管道，只能出現(xiàn)一個(gè)高點(diǎn)和一個(gè)低點(diǎn),避免中途出現(xiàn)“氣袋”或“液袋”，并設(shè)高點(diǎn)放空，低點(diǎn)放凈。1?臥式換熱器的管道布置1）換熱器的管口方位除了用作廢熱鍋爐、蒸發(fā)器、深冷器等的釜式換熱器外，其它形式的臥式換熱器管口方位均按設(shè)備圖布置，對(duì)于釜式換熱器，其売側(cè)的管口往往較復(fù)雜，除了氣相出口外，還通常設(shè)有液位計(jì)口、壓力計(jì)口、安全閥口，甚至還有人孔，而且氣相出口通常為兩個(gè)。因此釜式換熱器的管口方位應(yīng)根據(jù)設(shè)備和管道布置的具體情況重新