第三章-換熱設備的使用與維護

1、 化工設備使用與維護222021/8/143第一節(jié)第一節(jié) 換熱設備的工作過程及類型換熱設備的工作過程及類型v工作過程工作過程 在煉油、化工生產(chǎn)工藝中，各種化學反應和各種化在煉油、化工生產(chǎn)工藝中，各種化學反應和各種化工過程，都有一定的溫度要求，因此需要進行各種傳熱工過程，都有一定的溫度要求，因此需要進行各種傳熱過程：如反應物料的加熱或冷卻，產(chǎn)品的冷凝或冷卻，過程：如反應物料的加熱或冷卻，產(chǎn)品的冷凝或冷卻，反應熱量的取出或供給，液體的蒸餾、汽化或稀溶液的反應熱量的取出或供給，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、熱設備是非常重要且被廣泛應用的化工工藝設備。換熱設備是非常重要且被廣泛應用的化工工藝設備。4廣泛應用于化工、煉油、動力、食品、輕工、原子廣泛應用于化工、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、機械等能、制藥、機械等5v熱量傳遞方式熱量傳遞方式n傳導傳熱傳導傳熱n傳導傳熱是熱量從物體的高溫部分沿物體本身傳至傳導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對流傳熱對流傳熱n對流傳熱是靠液體或氣體的流動，也就是各分子團對流傳熱是靠液體或氣體的流動，也就是各分子團間相對位置的改變來傳遞熱量的。間相對位置的改變來傳遞熱量的。 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，輻射能被部分或全部吸收轉變?yōu)闊崮堋ｓw時，輻射能被部分或全部吸收轉變?yōu)闊崮堋?v換熱設備的換熱過程換熱設備的換熱過程7v換熱設備的類型換熱設備的類型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)之間進行顯熱交換兩種

4、不同的工藝介質(zhì)之間進行顯熱交換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，以提供蒸餾時所需的熱量提供蒸餾時所需的熱量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過熱器過熱器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換熱設備的類型換熱設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，彼此混合進行換接觸，彼此混合進行換熱的換熱器。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、設提供的傳熱面積大、設備結構簡單、價格便宜備結構簡單、價格便宜，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合兩種流體混合的場合11v蓄熱式換熱器蓄熱式換熱器n又稱回熱式換熱器，它又稱回熱式換熱器，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）構成的蓄熱體與熱等）構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）將進行熱交換的冷面）將進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，熱量由熱流體通過間壁傳遞給冷流體的過間壁傳遞給冷流體的換熱器。是工業(yè)中應用換熱器。是工業(yè)中應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：應用最廣應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：不易結垢不易結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：導熱系數(shù)大、傳熱效導熱系數(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換熱設備的性能對比及選擇換熱設備的性能對比及選擇n換熱器的基本要求n傳熱效率高n換熱器的結構能適應所規(guī)定的工藝操作條件，運轉安全可靠、密封性好、清洗、檢修方便、流體阻力小。n價格便宜，維護容易，使用時間長。 傳熱設備具有盡可能小的傳熱面積，在單位時間內(nèi)傳熱設備具有盡可能小的傳熱面積，在單位時間內(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) 換熱設備的結構換熱設備的結構v管殼式換熱器的類型及特點管殼式換熱器的類型及特點 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，適應性強，處

9、理量大，工作可選材范圍廣，清洗方便，適應性強，處理量大，工作可靠，且能適應高溫高壓靠，且能適應高溫高壓。雖然它在結構緊湊性、傳熱強雖然它在結構緊湊性、傳熱強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，因而在化工、石油、能源等由于具有前述的一些優(yōu)點，因而在化工、石油、能源等行業(yè)的應用中仍處于主導地位。行業(yè)的應用中仍處于主導地位。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 點擊點擊點擊點擊n優(yōu)點：結構簡單、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行更換，且管內(nèi)清洗方便n缺點：殼程不能進行機械清洗；當換熱管與殼體的溫差較大（大于50）時產(chǎn)生溫差應力 192021/8/1420浮頭式換熱器浮頭式換熱器n優(yōu)點：當換熱管與殼

11、體有溫差存在、殼體或換熱管膨脹時，互不約束，不會產(chǎn)生溫差應力；管束可從殼體內(nèi)抽出，便于管內(nèi)和管間的清洗n缺點：結構較復雜，材料用量大，造價高；浮頭蓋與浮動管板之間若密封不嚴會發(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)易結垢的場合?？稍诟邷亍⒏邏合鹿ぷ?，一般溫度低于450，壓力低于6.4MPa場合點擊點擊202021/8/1421U形管式換熱器形管式換熱器n優(yōu)點：結構簡單，密封面少、運行可靠、造價低；管束可以抽出，管間清洗方便n缺點：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)易結垢

12、，而管程介質(zhì)清潔不易結垢以及高溫、高壓、腐蝕性強的場合點擊點擊212021/8/1422填料函式換熱器填料函式換熱器n優(yōu)點：結構較浮頭式換熱器簡單，制造方便，耗材少，造價低；管束可從殼體內(nèi)抽出，管內(nèi)、管間均能進行清洗，維修方便n缺點：填料函耐壓不高，一般小于4.0MPa；殼程介質(zhì)可能通過填料函外漏，對易燃、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)易結垢，需經(jīng)常清理且壓力不高的場合點擊點擊222021/8/1423返回返回固定管板式換熱器結構二固定管板式換熱器結構二232021/8/1424返回返回固定管板式換熱器結構三固定管板式換熱器結構三242021/8/1425返回返回

13、固定管板式換熱器結構四固定管板式換熱器結構四252021/8/1426返回返回固定管板式換熱器結構一固定管板式換熱器結構一262021/8/1427返回返回U形管式換熱器結構一形管式換熱器結構一272021/8/1428返回返回U形管式換熱器結構一形管式換熱器結構一282021/8/1429返回返回浮頭式換熱器結構一浮頭式換熱器結構一292021/8/1430返回返回浮頭式換熱器結構二浮頭式換熱器結構二302021/8/1431返回返回填料函式換熱器結構一填料函式換熱器結構一312021/8/1432返回返回填料函式換熱器結構二填料函式換熱器結構二322021/8/1433v管殼式換熱器管程結

14、構管殼式換熱器管程結構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，管板主要用來連接換熱管，同時將管程和殼程分隔，避免冷熱流來連接換熱管，同時將管程和殼程分隔，避免冷熱流體相混合體相混合選擇管板材料時，除選擇管板材料時，除力學性能力學性能外，還應考慮管程和殼程流體的外，還應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腐蝕的影響。當流體無，以及管板和換熱管之間的電位差對腐蝕的影響。當流體無腐蝕性或有輕微腐蝕性時，管板一般采用壓力容器用腐蝕性或有輕微腐蝕性時，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。當當流體腐蝕性較強流體腐蝕性較強時，管板應采用不銹鋼、銅、鋁、鈦等耐腐時，管板應采用不銹鋼、銅、鋁、鈦等耐腐蝕材料。但對于較厚的管板，若整體采用價格昂貴的耐腐蝕材料，蝕材料。但對于較厚的管板，若整體采用價格昂貴的耐腐蝕材料，造價很高。工程上常采用不銹鋼造價很高。工程上常采用不銹鋼+鋼、鈦鋼、鈦+鋼、銅鋼、銅+鋼等鋼等復合板，或復合板，或堆焊襯里堆焊襯里。34在滿足強度的前提下，應盡量減少管板厚度。在滿足強度的前提下，應盡量減少管板厚度。薄管板是指相對采用標準、規(guī)范（如薄管板是指相對采用標準、規(guī)范（如GB151管殼式換熱器管殼式換熱器、美國管式換熱器制造商協(xié)會標準、美國管式換熱器制造商協(xié)會

16、標準TEMA）計算所得的管板厚）計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計、制造最關鍵換熱管與管板連接是管殼式換熱器設計、制造最關鍵的技術之一，是換熱器的技術之一，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強度焊強度焊強度焊接強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度的焊接。此法目前應用較為廣泛。由于管孔不需要脫強度的焊接。此法目前應用較為廣泛。由于管孔不需要開槽，且對管孔的粗糙度要求布告，管子端部不需要退火開槽，且對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，因此制造加工簡單制造加工簡單。焊接結構。焊接結構強度高強度高，抗拉脫力，抗拉脫力強。在高溫下也能保證連接處的密封性能和抗拉脫能力強

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及有縫隙腐蝕的場合，只要材料可焊性除有較大振動及有縫隙腐蝕的場合，只要材料可焊性好，強度焊接可用于其他任何場合。管子與薄管板的連接好，強度焊接可用于其他任何場合。管子與薄管板的連接應采用焊接方法應采用焊接方法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力腐蝕和縫隙腐蝕消除應力腐蝕和縫隙腐蝕，提高使用壽命。因，提高使用壽命。因此，此法得到廣泛應用。此，此法得到廣泛應用。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；承受振動和疲；承受振

19、動和疲勞載荷；有縫隙腐蝕；需要用復合管板等的場合。勞載荷；有縫隙腐蝕；需要用復合管板等的場合。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，主要有強度脹強度脹+密封密封焊、強度焊焊、強度焊+脹接、強度焊脹接、強度焊+強度脹強度脹等幾種形式。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管箱結構管箱結構 管箱的作用是把管道中來的流體均勻分布到各換管箱的作用是把管道中來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構管殼式換熱器的殼程結構n殼體殼體殼程中進口接管處常裝

20、有防沖板或稱緩沖板殼程中進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，增加湍動程度，提高傳熱效率，增大殼程流體的傳熱增加湍動程度，提高傳熱效率，增大殼程流體的傳熱系數(shù)同時也可減少結垢系數(shù)同時也可減少結垢 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 折流板是通過拉桿和定距管固定的，其結構如圖所示。折流板是通過拉桿和定距管固定的，其結構如圖所示。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。 拉桿和定距管結構拉桿和定距管結構拉桿與折流板點焊固定拉桿與折流板點焊固定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 管殼式換熱器的標準管殼式換熱器的標準n標準

22、 為了適應生產(chǎn)發(fā)展的需要，中國對使用較多的換熱器實行了標準化?？蛇x用的標準有 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頒布的第一部非直接受火鋼制管殼式換熱器的國家標準，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標記標記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：特點：具有傳熱效率高

23、、結構緊湊、重量輕等優(yōu)點具有傳熱效率高、結構緊湊、重量輕等優(yōu)點，又由于液體在換熱器無論進行并流、逆流、錯流，又由于液體在換熱器無論進行并流、逆流、錯流都可以，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，因此適用性較強因此適用性較強 49n螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器n基本結構基本結構螺旋板式換熱器螺旋板式換熱器結構示意圖結構示意圖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、的結構形式螺旋板式換熱器的結構形式502021/8/1451n螺旋板式換熱器的特點螺旋板式換熱器的特點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能利用低溫熱源，并能精確控制出口溫度能利用低溫熱源，并能精確控制出口溫度n結構緊湊結構緊湊n密封結構可靠密封結構可靠n溫差應力小溫差應力小n由于結構緊湊，一般不需要保溫，熱損失少由于結構緊湊，一般不需要保溫，熱損失少n制造簡單制造簡單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

25、主要類型換熱器的一個主要類型，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)等過程凝、蒸發(fā)等過程 53n基本結構基本結構板式換熱器的結構分解板式換熱器的結構分解 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結構特點結構特點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，易維護占地小，易維護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、溫熱源的利用有利于低溫熱源的利用n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，處理量也相對較小使用溫度不能很高，處理量也相對較小56n板式換熱器的應用板式換熱器的應用 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，國外由于采用壓縮石棉墊片，最高操，性能可靠。近年來，國外由于采用壓縮石棉墊片，最高操作溫度達作溫度達360，最高操作壓力達，最高操作壓力達2.8MPa

27、。全焊式板式換熱。全焊式板式換熱器使用壓力高達器使用壓力高達50.0MPa，溫度達，溫度達40057n板翅式換熱器板翅式換熱器n基本結構基本結構n板翅式換熱器的板束板翅式換熱器的板束單元結構如圖單元結構如圖 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)的不同流動方式疊置的不同流動方式疊置起來釬焊成整體，即起來釬焊成整體，即組成板束（或稱芯體組成板束（或稱芯體）板束單元結構板束單元結構 介質(zhì)流動方向介質(zhì)流動方向58

28、n結構特點結構特點n傳熱效率高傳熱效率高n結構緊湊、重量輕結構緊湊、重量輕n適應范圍廣適應范圍廣n制造工藝復雜，要求嚴格制造工藝復雜，要求嚴格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，用于空氣分離設備、石油化工裝置和機械動力某些規(guī)范規(guī)定，用于空氣分離設備、石油化工裝置和機械動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設計溫度：設計溫度：200 + 150n設計壓力：設計壓力：06MPa59n套管式換熱器套管式換

29、熱器n基本結構基本結構60n優(yōu)點優(yōu)點n缺點缺點結構簡單，傳熱面積增減自如，因為它由標準構件組合而成，安裝時結構簡單，傳熱面積增減自如，因為它由標準構件組合而成，安裝時無需另外加工；傳熱效能高，它是一種純逆流型換熱器，同時還可以無需另外加工；傳熱效能高，它是一種純逆流型換熱器，同時還可以選取合適的截面尺寸，以提高流體速度，增大兩側流體的給熱系數(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，傳熱系數(shù)為液換熱時，傳熱系數(shù)為 8701750W/（m 2）。這一點特別適合于高壓、小流量、低給熱系數(shù)流體的換熱。）。這一點特別適合于高壓、

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合。熱量不大的場合。61第三節(jié)第三節(jié) 換熱設備的使用與維護換熱設備的使用與維護v換熱器的日常維護換熱器的日常維護n日常檢查日常檢查n溫度溫度 溫度是換熱器運行中主要的操作指標，測定及檢查換熱溫度是換熱器運行中主要的操作指標，測定及檢查換熱器中各流體的進、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、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)在短時間內(nèi)變化較小，發(fā)生變化時會連續(xù)下降，常傳熱系數(shù)在短時間內(nèi)變化較小，發(fā)生變化時會連續(xù)下降，定期測量換熱器兩種介質(zhì)的出入口溫度、流量，計算傳熱系定期測量換熱器兩種介質(zhì)的出入口溫度、流量，計算傳熱系數(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 通過對流體壓力及進出口壓差的測定與檢查，可判斷換通過對流體壓力及進出口壓差

32、的測定與檢查，可判斷換熱器內(nèi)部結垢，堵塞情況及流體流量大小或泄漏情況。熱器內(nèi)部結垢，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，對運行中的高壓換熱器應特壓，并可能產(chǎn)生各種不良后果，對運行中的高壓換熱器應特別警惕這一點。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。操作中若發(fā)現(xiàn)壓力驟變，除檢查換熱器本身外，還應考慮系統(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械發(fā)生故障等輸送流體的機械發(fā)生故障等63n泄漏

33、泄漏 換熱器在運行中產(chǎn)生外漏是較容易發(fā)現(xiàn)的。對低毒介質(zhì)換熱器在運行中產(chǎn)生外漏是較容易發(fā)現(xiàn)的。對低毒介質(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)泡劑來檢查，亦可借助試紙變色情況檢查。通過檢查換熱器外殼體表面涂層可借助試紙變色情況檢查。通過檢查換熱器外殼體表面涂層的剝落污染情況來預測殼體的泄漏，是低壓換熱器檢查殼體的剝落污染情況來預測殼體的泄漏，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、振動及其異?，F(xiàn)象來判斷

34、壓力、流量、異常聲響、振動及其異常現(xiàn)象來判斷64n振動振動 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都會引起基礎支架的振動，如支架結構，位置不合橫向流動都會引起基礎支架的振動，如支架結構，位置不合適或螺栓的松動、折斷等會使振動加劇。要求控制振動偏差適或螺栓的松動、折斷等會使振動加劇。要求控制振動偏差在在250以下，超過此值，則需要檢查處理以下，超過此值，則需要檢查處理n保溫保溫 保溫（保冷）層的損壞會直接影響換熱器的傳熱效率，保溫（保冷）層的損壞會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）層破損應盡快修補，并且要求采取措施，防止水分進入保溫層內(nèi)損應盡快修補，并且要求采取措施，防止水分進入保溫層內(nèi)部部 65n腐蝕分析與防護腐蝕分析與防護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，管子磨損與腐蝕共存

36、有關，管子內(nèi)側有遺物堆積或粘著也易內(nèi)側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)，對單純的強度脹接，會區(qū)，對單純的強度脹接，會產(chǎn)生應力腐蝕裂紋產(chǎn)生應力腐蝕裂紋66n防腐蝕措施防腐蝕措施n殼程為電解質(zhì)時，應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，應避免選用不同嗲電解電位材質(zhì)的折流板板n對已有的換熱器對已有的換熱器 存在折流板對殼體的電化學腐蝕時，要存在折流板對殼體的電化學腐蝕時，要做到定期檢查做到定期檢查n對已造成殼體減薄的檢修時可采取堆焊處理對已造成殼體減薄的檢修

37、時可采取堆焊處理n對必須采取高電位折流板的，殼體內(nèi)側做貼襯處理對必須采取高電位折流板的，殼體內(nèi)側做貼襯處理n對有應力腐蝕的情況，最有效的辦法是消除換熱管與管孔對有應力腐蝕的情況，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振動的防護振動的防護 換熱器管子產(chǎn)生振動的原因主要有兩種：一種是換熱器管子產(chǎn)生振動的原因主要有兩種：一種是外界激振源引起的振動，或通過支撐構件或連接管道外界激振源引起的振動，或通過支撐構件或連接管道傳來的振動。另一種是流體流動激振，又可分為管側傳來的振動。另一種是流體流動激振，又可分為管側和殼側流體激發(fā)的振動和殼側流體激發(fā)的振動n振動破壞的位置一般出現(xiàn)在下列位置處

38、振動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)，傳熱管振動時折流板管孔邊緣對傳熱管的折流板管孔內(nèi)，傳熱管振動時折流板管孔邊緣對傳熱管的鋸切、碰撞，嚴重時會導致管子斷裂。鋸切、碰撞，嚴重時會導致管子斷裂。n傳熱管原有的一些細小裂紋或缺陷，因振動逐漸擴展，最傳熱管原有的一些細小裂紋或缺陷，因振動逐漸擴展，最終導致破壞終導致破壞。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計仍是解決流體誘發(fā)振動的關鍵所在，一個合格的設計仍是解決流體誘發(fā)振動的關鍵所在，一個合格的工藝設計，應能避免換熱器管束產(chǎn)生大的振動。在工藝設計，應能避免換熱器管束產(chǎn)生大的振動。在實際生產(chǎn)中，當工藝發(fā)生較大變化時，可以通過上實際生產(chǎn)中，當工藝發(fā)生較大變化時，可以通過上述方法減少或避免產(chǎn)生振動述方法減少或避免產(chǎn)生振動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。不定期檢修是臨時性的檢修，定期檢修根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點、介修是臨時性的檢修，定期檢修根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點、介質(zhì)性質(zhì)、腐蝕速度、運行周期等情況分為大修和小修質(zhì)性質(zhì)、腐蝕速度、運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