第五章换热设备

第五章换热设备目录换热设备的类型及应用1管壳式换热器2其他类型换热设备简介3换热设备的使用与维护4第一节换热设备的类型及应用一、换热设备的应用◆定义使传热过程得以实现的设备称之为换热设备。二、换热设备的类型◆按用途分类冷却器冷凝器加热器换热器再沸器蒸气发生器废热(或余热)锅炉◆按换热方式分类直接接触式换热器蓄热式换热器间壁式换热器三、换热设备性能对比及选择◆换热器的基本要求●热量能有效地从一种流体传递到另一种流体，即传热效率高，单位传热面上能传递的热量多。●换热器的结构能适应所规定的工艺操作条件，运转安全可靠，密封性好，清洗、检修方便，流体阻力小。●价格便宜，维护容易，使用时间长。◆换热器选型应考虑的因素●流体的性质。●换热介质的流量、操作温度、压力。第二节管壳式换热器一、管壳式换热器的类型◆固定管板式换热器固定管板式换热器1—封头；2—法兰；3—排气口；4—壳体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流板（或支持板）；8—防冲板；9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片；20、21—螺栓、螺母◆浮头式换热器浮头式换热器1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳浮头结构示意图浮头式重沸器1—偏心锥壳；2—堰板；3—液面计接口◆U形管式换热器U形管式换热器1—中间挡板；2—U形换热管；3—排气口；4—防冲板；5—分程隔板◆填料函式换热器填料函式换热器1—纵向隔板；2—浮动管板；3—活套法兰；4—部分剪切环；5—填料压盖；6—填料；7—填料函二、管壳式换热器的结构◆管壳式换热器流体的流程一种流体走管内、称为管程，另一种流体走管外、称为壳程。管内流体从换热管一端流向另一端一次，称为一程；对U形管换热器，管内流体从换热管一端经过U形弯曲段流向另一端一次，称为两程.◆换热管及其在管板上的排列换热管在管板上的排列形式有正三角形、转角正三角形、正方形和转角正方形等换热管的排列形式◆管板和管子的连接管板和管子的连接方式有胀接和焊接，对于高温高压下常采用胀、焊并用的方式。●胀接胀接适用于换热管为碳钢，管板为碳钢或低合金钢，设计压力不超过4MPa、设计温度不超过350℃，且无特殊要求的场合。●焊接碳钢或低合金钢，温度在300℃以上，大都采用焊接连接。管板与换热管的焊接连接◆管箱管箱位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。管箱结构形式1—隔板；2—管板；3—箱盖◆壳体及其与管板的连接●在壳程进口接管处常装有防冲板或称缓冲板。进口接管及防冲板的布置●在固定管板式中，两端管板均与壳体采用焊接连接、且管板兼作法兰用，在浮头式、U形管式及填料函式换热器中采用可拆连接，将管板夹持在壳体法兰和管箱法兰之间。管板与壳体连接结构◆折流板●折流板的作用引导壳程流体反复地改变方向作错流流动或其他形式的流动，并可调节折流板间距以获得适宜流速，提高传热效率。另外，折流板还可起到支撑管束的作用。●折流板的分类常用折流板有弓形和圆盘-圆环形两种弓形的有单弓形、双弓形及三弓形，单弓形和双弓形应用最多。弓形折流板圆盘-圆环形折流板折流板缺口尺寸●折流板的固定折流板的固定是通过拉杆和定距管来实现的。拉杆结构三、管壳式换热器的标准◆GB151—1999《管壳式换热器》是由国家技术监督局发布的关于管壳式换热器的国家标准。该标准是管壳式换热器设计和制造的主要依据。◆标准代号为JB／T4714～4720－92该标准对浮头式换热器和冷凝器、固定管板式换热器、立式热虹吸式重沸器及U形管式换热器的具体结构形式、基本参数及其组合都作了具体的规定(定型)。◆换热器的型号×××DN—--A------Ⅰ或Ⅱ管束的级别管程/壳程数，单壳程时只写Nt公称长度/换热管外径，m公称换热面积管程/壳程设计压力，MPa；压力相等时只写pt公称直径，mm；分别表示前端管箱、壳体、后端结构形式stppdLNstNN第三节其他类型换热设备简介一、板面式换热器◆螺旋板式换热器螺旋板换热器的结构是由两张平行的钢板在专用的卷床上卷制而成，它是具有一对螺旋通道的圆柱体，再加上顶盖和进出口接管而构成的。螺旋板换热器结构形式Ⅲ型螺旋板换热器◆板式换热器板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的边缘衬以垫片(各种橡胶或压缩石棉等制成)压紧，板片四角有圆孔，形成流体的通道。1—上导杆；2—垫片；3—传热板片；4—角孔；5—前支柱；6—固定端板；7—下导杆；8—活动端板◆板翅式换热器板翅式换热器1，3—侧板；2，5—隔板；4—翅片二、空冷器空冷器是以空气作为冷却介质，对流经管内的热流体进行冷却或冷凝。主要由管束、风机、构架及百叶窗等部件组成。空冷器结构1—百叶窗；2—管束；3—构架；4—风机三、套管式换热器套管换热器（a）光滑管；（b）带有翅片的管子和可以拆卸的套管第四节换热设备的使用与维护一、换热器的日常维护日常操作应特别注意防止温度、压力的波动，首先应保证压力稳定，绝不允许超压运行。二、换热器的清洗换热设备经长时间运转后，由于介质的腐蚀、冲蚀、积垢、结焦等原因，使管子内外表面都有不同程度的结垢，甚至堵塞。所以在停工检修时必须进行彻底清洗，常用的清洗(扫)方法有风扫、水洗、汽扫、化学洗清和机械清洗等。◆酸洗法酸洗法是用盐酸作为清洗剂，酸洗法又分浸泡法和循环法两种。换热器酸洗法流程◆机械清洗法对严重的结垢和堵塞，可用钻的方法疏通和清理。管式冲击钻1—进水管；2—外套管；3—填料；4—压盖螺母；5—填料压盖；6—钻杆；7—进水口；8—钻头◆高压水冲洗法高压水冲洗法多用于结焦严重的管束的清洗，如催化油浆换热器。◆海绵球清洗法将较松软并富有弹性的海绵球塞入管内，使海绵球受到压缩而与管内壁接触，然后用人工或机械法使海绵球沿管壁移动，不断摩擦管壁，达到消除积垢的目的。