第三章换热设备的使用与维护

《第三章换热设备的使用与维护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章换热设备的使用与维护（74页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 化工设备使用与维护23第三章 换热设备的使用与维护第一节第一节 换热设备的工作过程及类型换热设备的工作过程及类型v工作过程工作过程 在在炼油、化工生油、化工生产工工艺中，各种化学反中，各种化学反应和各种化和各种化工工过程，都有一定的温度要求，因此需要程，都有一定的温度要求，因此需要进行各种行各种传热过程：如反程：如反应物料的加物料的加热或冷却，或冷却，产品的冷凝或冷却，品的冷凝或冷却，反反应热量的取出或供量的取出或供给，液体的蒸，液体的蒸馏、汽化或稀溶液的、汽化或稀溶液的蒸蒸发，工，工业余余热（废热）的回收和）的回收和热能的能的综合利用等。合利用等。换热设备是非常重要且被广泛是非常重要且被广

2、泛应用的化工工用的化工工艺设备。4第三章 换热设备的使用与维护广泛应用于化工、炼油、动力、食品、轻工、原子广泛应用于化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械等能、制药、机械等在化工厂中，换热设备投资占在化工厂中，换热设备投资占在化工厂中，换热设备投资占在化工厂中，换热设备投资占3535%-40%-40%5第三章 换热设备的使用与维护v热量传递方式热量传递方式n传导传热传导传热n传导传热是热量从物体的高温部分沿物体本身传至传导传热是热量从物体的高温部分沿物体本身传至低温部分的一种传热方式。低温部分的一种传热方式。 n对流传热对流传热n对流传热是靠液体或气体的流动，也就是各分子团对流传热是

3、靠液体或气体的流动，也就是各分子团间相对位置的改变来传递热量的。间相对位置的改变来传递热量的。 n辐射传热辐射传热n辐射传热是热能不借助任何传递介质，而是以电磁辐射传热是热能不借助任何传递介质，而是以电磁波的形式（或称辐射能）在空间传播，遇到另一物波的形式（或称辐射能）在空间传播，遇到另一物体时，辐射能被部分或全部吸收转变为热能。体时，辐射能被部分或全部吸收转变为热能。6第三章 换热设备的使用与维护v换热设备的换热过程换热设备的换热过程7第三章 换热设备的使用与维护v换热设备的类型换热设备的类型n按用途分类按用途分类n冷却器冷却器n用水或其他冷却介质冷却液体或气体。用水或其他冷却介质冷却液体或

4、气体。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加热器加热器n加热工艺介质，提高其温度加热工艺介质，提高其温度n换热器换热器n两种不同的工艺介质之间进行显热交换两种不同的工艺介质之间进行显热交换n再沸器再沸器n用蒸汽或其他高温介质将蒸馏塔底的物料加热至沸腾，以用蒸汽或其他高温介质将蒸馏塔底的物料加热至沸腾，以提供蒸馏时所需的热量提供蒸馏时所需的热量8第三章 换热设备的使用与维护n蒸汽发生器蒸汽发生器n用燃料油或气的燃烧加热产生蒸汽用燃料油或气的燃烧加热产生蒸汽n过热器过热器n将水蒸气或其他蒸汽加热到饱和温度以上将水蒸气或其他蒸汽加热到饱和温度以上9第三章 换热设备的使用与维

5、护v换热设备的类型换热设备的类型按作用原理按作用原理或换热方式或换热方式直接接触换热器直接接触换热器蓄热式换热器蓄热式换热器间壁式换热器间壁式换热器10第三章 换热设备的使用与维护v直接接触换热器直接接触换热器n又称混合式换热器，它又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接是利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换接触，彼此混合进行换热的换热器。如冷却塔、热的换热器。如冷却塔、气压冷凝器等气压冷凝器等n传热效率高、单位容积传热效率高、单位容积提供的传热面积大、设提供的传热面积大、设备结构简单、价格便宜，备结构简单、价格便宜，但仅适合工艺上允许两但仅适合工艺上允许两种流体混合的场合种流体混合的场合热

6、流体热流体热流体热流体冷流体冷流体冷流体冷流体热流体热流体热流体热流体冷流体冷流体冷流体冷流体11第三章 换热设备的使用与维护v蓄热式换热器蓄热式换热器n又称回热式换热器，它又称回热式换热器，它是借助于由固体（如固是借助于由固体（如固体填料或多孔性格子砖体填料或多孔性格子砖等）构成的蓄热体与热等）构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给把热量从热流体传递给冷流体的换热器。若两冷流体的换热器。若两种流体不允许有混合，种流体不允许有混合，则不能采用蓄热式换热则不能采用蓄热式换热器器热流体热流体热流体热流体冷流体冷流体冷流体冷流体热流体热流体热流体热流体冷流体

7、冷流体冷流体冷流体载热体载热体载热体载热体12第三章 换热设备的使用与维护v间壁式换热器间壁式换热器n n 又称表面式换热器，又称表面式换热器，它是利用间壁（固体壁它是利用间壁（固体壁面）将进行热交换的冷面）将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的过间壁传递给冷流体的换热器。是工业中应用换热器。是工业中应用最为广泛的换热器最为广泛的换热器热流体热流体热流体热流体冷流体冷流体冷流体冷流体热流体热流体热流体热流体冷流体冷流体冷流体冷流体13间壁式间壁式换热器换热器管式换热器管式换热器板面式换热器板面式换热器其他形式换热器其

8、他形式换热器蛇管式换热器蛇管式换热器套管式换热器套管式换热器管壳式换热器：管壳式换热器：应用最广应用最广螺旋管式换热器螺旋管式换热器沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器喷淋式蛇管换热器喷淋式蛇管换热器螺旋板式换热器：螺旋板式换热器：不易结垢不易结垢板式换热器板式换热器板翅式换热器：板翅式换热器：效率最高效率最高板壳式换热器板壳式换热器伞板式换热器伞板式换热器石墨、聚四氟乙烯、热管换热器石墨、聚四氟乙烯、热管换热器这是什么？第三章第三章 换热设备的使用与的使用与维护14螺旋管式换热器螺旋管式换热器螺旋管式换热器螺旋管式换热器 折折折折流流流流杆杆杆杆换换换换热热热热器器器器浮头式外导流筒换热器浮头式

9、外导流筒换热器浮头式外导流筒换热器浮头式外导流筒换热器 U U型管式换热器型管式换热器型管式换热器型管式换热器折流杆换热器折流杆换热器折流杆换热器折流杆换热器第三章第三章 换热设备的使用与的使用与维护15 按材料按材料 分类分类金属材料换热器：金属材料换热器：导热系数大、传热效导热系数大、传热效率高率高非金属材料换热器非金属材料换热器：具有腐蚀性物系：具有腐蚀性物系第三章第三章 换热设备的使用与的使用与维护16第三章 换热设备的使用与维护v换热设备的性能对比及选择换热设备的性能对比及选择n换热器的基本要求n传热效率高n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

10、便、流体阻力小。n价格便宜，维护容易，使用时间长。 传热设备具有尽可能小的传热面积，在单位时间内传热设备具有尽可能小的传热面积，在单位时间内传递尽可能多的热量。传递尽可能多的热量。17第三章 换热设备的使用与维护第二节第二节 换热设备的结构换热设备的结构v管壳式换热器的类型及特点管壳式换热器的类型及特点 管壳式换热器也称为列管式换热器，它制造容易，管壳式换热器也称为列管式换热器，它制造容易，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压靠，且能适应高温高压。虽然它在结构紧凑性、传热强虽然它在结构紧凑性、传热强度和单位金属消耗

11、量方面不如板式或板翅式换热器，但度和单位金属消耗量方面不如板式或板翅式换热器，但由于具有前述的一些优点，因而在化工、石油、能源等由于具有前述的一些优点，因而在化工、石油、能源等行业的应用中仍处于主导地位。行业的应用中仍处于主导地位。18固定管板式换热器固定管板式换热器固定管板式换热器固定管板式换热器1封头；封头；2法兰；法兰；3排气口；排气口；4壳体；壳体；5换热管；换热管；6波形膨胀节；波形膨胀节；7折流板（或支持板）；折流板（或支持板）；8防冲板；防冲板；9壳程接管；壳程接管；10管板；管板；11管程接管；管程接管；12隔板；隔板；13封头；封头；14管箱；管箱；15排液口；排液口；16定

12、距管；定距管；17拉杆；拉杆；18支座；支座；19垫片；垫片；20、21螺栓、螺母螺栓、螺母 19固定管板式换热器固定管板式换热器点击点击点击点击n优点：结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便n缺点：壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50）时产生温差应力20浮头式换热器浮头式换热器n优点：当换热管与壳体有温差存在、壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可从壳体内抽出，便于管内和管间的清洗n缺点：结构较复杂，材料用量大，造价高；浮头盖与浮动管板之间若密封不严会发生内漏，造成两种介质的混合n适用于：壳体和管

13、束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。可在高温、高压下工作，一般温度低于450，压力低于6.4MPa场合点击点击21U形管式换热器形管式换热器n优点：结构简单，密封面少、运行可靠、造价低；管束可以抽出，管间清洗方便n缺点：管内清洗比较困难；由于管子需要有一定的弯曲半径故管板的利用率较低；管束最内层管间距大，壳程易短路n适用于：管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢，而管程介质清洁不易结垢以及高温、高压、腐蚀性强的场合点击点击22填料函式换热器填料函式换热器n优点：结构较浮头式换热器简单，制造方便，耗材少，造价低；管束可从壳体内抽出，管内、管间均能进行清洗，维修方便n缺点：填料函耐压不高，一般小于4.0

14、MPa；壳程介质可能通过填料函外漏，对易燃、易爆、有毒和贵重的介质不适用n适用于：管、壳壁温差较大或介质易结垢，需经常清理且压力不高的场合点击点击23返回返回固定管板式换热器结构二固定管板式换热器结构二24返回返回固定管板式换热器结构三固定管板式换热器结构三25返回返回固定管板式换热器结构四固定管板式换热器结构四26返回返回固定管板式换热器结构一固定管板式换热器结构一27返回返回U形管式换热器结构一形管式换热器结构一28返回返回U形管式换热器结构一形管式换热器结构一29返回返回浮头式换热器结构一浮头式换热器结构一30返回返回浮头式换热器结构二浮头式换热器结构二31返回返回填料函式换热器结构一填

15、料函式换热器结构一32返回返回填料函式换热器结构二填料函式换热器结构二33第三章 换热设备的使用与维护v管壳式换热器管程结构管壳式换热器管程结构n管板管板 管板是换热器中重要的受力元件之一，管板主要用管板是换热器中重要的受力元件之一，管板主要用来连接换热管，同时将管程和壳程分隔，避免冷热流来连接换热管，同时将管程和壳程分隔，避免冷热流体相混合体相混合管板材料管板材料管板材料管板材料 选择管板材料时，除选择管板材料时，除力学性能力学性能外，还应考虑管程和壳程流体的外，还应考虑管程和壳程流体的腐蚀性腐蚀性，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响。当流体无，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响

16、。当流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时，管板一般采用压力容器用腐蚀性或有轻微腐蚀性时，管板一般采用压力容器用碳素钢或低合碳素钢或低合金钢板或锻件金钢板或锻件制造。制造。 当当流体腐蚀性较强流体腐蚀性较强时，管板应采用不锈钢、铜、铝、钛等耐腐时，管板应采用不锈钢、铜、铝、钛等耐腐蚀材料。但对于较厚的管板，若整体采用价格昂贵的耐腐蚀材料，蚀材料。但对于较厚的管板，若整体采用价格昂贵的耐腐蚀材料，造价很高。工程上常采用不锈钢造价很高。工程上常采用不锈钢+钢、钛钢、钛+钢、铜钢、铜+钢等钢等复合板，或复合板，或堆焊衬里堆焊衬里。34管板结构管板结构管板结构管板结构 在满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度。在

17、满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度。 薄管板是指相对采用标准、规范（如薄管板是指相对采用标准、规范（如GB151管壳式换热器、管壳式换热器、美国管式换热器制造商协会标准美国管式换热器制造商协会标准TEMA）计算所得的管板厚度要）计算所得的管板厚度要薄的多的管板，一般厚度为薄的多的管板，一般厚度为8-20mm。 目前薄管板主要有平面形、椭圆形、蝶形、球形、挠性薄管板目前薄管板主要有平面形、椭圆形、蝶形、球形、挠性薄管板等形式，最为常用的是平面形薄管板。等形式，最为常用的是平面形薄管板。35第三章 换热设备的使用与维护n换热管换热管n换热管材料主要是根据工艺条件和介质腐蚀性来选择换热管材料主要是

18、根据工艺条件和介质腐蚀性来选择36第三章 换热设备的使用与维护n管板和换热管的连接管板和换热管的连接 换热管与管板连接是管壳式换热器设计、制造最关键的换热管与管板连接是管壳式换热器设计、制造最关键的技术之一，是换热器技术之一，是换热器事故率最多事故率最多的部位。换热管与管板连接的部位。换热管与管板连接的好坏，直接影响换热器的使用寿命的好坏，直接影响换热器的使用寿命37第三章 换热设备的使用与维护n强度焊强度焊 强度焊接强度焊接是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接。此法目前应用较为广泛。由于管孔不需要脱强度的焊接。此法目前应用较为广泛。由于

19、管孔不需要开槽，且对管孔的粗糙度要求布告，管子端部不需要退火开槽，且对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，因此制造加工简单制造加工简单。焊接结构。焊接结构强度高强度高，抗拉脱力，抗拉脱力强。在高温下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力强。在高温下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力 除有较大振动及有缝隙腐蚀的场合，只要材料可焊性除有较大振动及有缝隙腐蚀的场合，只要材料可焊性好，强度焊接可用于其他任何场合。管子与薄管板的连接好，强度焊接可用于其他任何场合。管子与薄管板的连接应采用焊接方法应采用焊接方法38第三章 换热设备的使用与维护n胀焊并用胀焊并用 采用采用胀焊并用胀焊

20、并用，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，而，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，而且还可且还可消除应力腐蚀和缝隙腐蚀消除应力腐蚀和缝隙腐蚀，提高使用寿命。因此，提高使用寿命。因此，此法得到广泛应用。此法得到广泛应用。 胀焊并用主要胀焊并用主要用于密封性能要求较高用于密封性能要求较高；承受振动和疲；承受振动和疲劳载荷；有缝隙腐蚀；需要用复合管板等的场合。劳载荷；有缝隙腐蚀；需要用复合管板等的场合。 胀焊并用方法，从加工工艺看，主要有胀焊并用方法，从加工工艺看，主要有强度胀强度胀+密封密封焊、强度焊焊、强度焊+胀接、强度焊胀接、强度焊+强度胀强度胀等几种形式。等几种形式。39n换热管的排布换热管的排布换热管

21、排列形式换热管排列形式正三角形正三角形正三角形正三角形转角三角形转角三角形转角三角形转角三角形正方形正方形正方形正方形转角正方形转角正方形转角正方形转角正方形3030606090904545第三章 换热设备的使用与维护40第三章 换热设备的使用与维护n管箱结构管箱结构 管箱的作用是把管道中来的流体均匀分布到各换管箱的作用是把管道中来的流体均匀分布到各换热管中，将换热管内流体汇集在一起送出换热器热管中，将换热管内流体汇集在一起送出换热器 多管程管箱结构多管程管箱结构多管程管箱结构多管程管箱结构41第三章 换热设备的使用与维护v管壳式换热器的壳程结构管壳式换热器的壳程结构n壳体壳体壳程中进口接管处

22、常装有防冲板或称缓冲板壳程中进口接管处常装有防冲板或称缓冲板防冲板的布置防冲板的布置42第三章 换热设备的使用与维护n折流板或挡板折流板或挡板 安装折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，安装折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，提高传热效率，增大壳程流体的传热增加湍动程度，提高传热效率，增大壳程流体的传热系数同时也可减少结垢系数同时也可减少结垢 单弓形折流板单弓形折流板43双弓形双弓形 三弓形三弓形 圆盘圆盘圆环形折流板圆环形折流板44 折流板是通过拉杆和定距管固定的，其结构如图所示。折流板是通过拉杆和定距管固定的，其结构如图所示。拉杆一端的螺纹拧入管板，拉杆一端的螺纹拧入管板，

23、 折流板用定距管定位，最后一折流板用定距管定位，最后一块折流板靠拉杆螺母固定块折流板靠拉杆螺母固定。 拉杆和定距管结构拉杆和定距管结构拉杆与折流板点焊固定拉杆与折流板点焊固定45换热管外径1014192532384557拉杆直径1012121616161616公称直径拉杆直径DN400400DN700700DN900900DN13001300DN1500900DN18001800DN200010461012161824124481012141816446681012拉杆直径拉杆直径/mm拉杆数量拉杆数量/mm46第三章 换热设备的使用与维护v管壳式换热器的标准管壳式换热器的标准n标准为了适应生

24、产发展的需要，中国对使用较多的换热器实行了标准化。可选用的标准有JB/T4714-1992浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数、JB/T4715-1992固定管板式换热器型式与基本参数、JB/T4716-1992立式热虹吸式重沸器型式与基本参数、JB/T4717-1992U形管式换热器型式与基本参数等。GB151-1999管壳式换热器是中国颁布的第一部非直接受火钢制管壳式换热器的国家标准，适用的换热器形式有固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式47第三章 换热设备的使用与维护n标记标记48第三章 换热设备的使用与维护v其他类型的换热器其他类型的换热器n板面式换热器板面式换热器n特点：特点：具有传

25、热效率高、结构紧凑、重量轻等优点，具有传热效率高、结构紧凑、重量轻等优点，又由于液体在换热器无论进行并流、逆流、错流都又由于液体在换热器无论进行并流、逆流、错流都可以，板片还可以根据传热面积的大小而增减，因可以，板片还可以根据传热面积的大小而增减，因此适用性较强此适用性较强 板面式换热器板面式换热器板面式换热器板面式换热器螺旋板式换热器：螺旋板式换热器：螺旋板式换热器：螺旋板式换热器：不易结垢不易结垢不易结垢不易结垢板式换热器板式换热器板式换热器板式换热器板翅式换热器：板翅式换热器：板翅式换热器：板翅式换热器：效率最高效率最高效率最高效率最高板壳式换热器板壳式换热器板壳式换热器板壳式换热器伞板

26、式换热器伞板式换热器伞板式换热器伞板式换热器49第三章 换热设备的使用与维护n螺旋板式换热器螺旋板式换热器n基本结构基本结构螺旋板式换热器螺旋板式换热器结构示意图结构示意图1-切向缩口；切向缩口；2-外圈板；外圈板；3-支持板；支持板；4-螺旋板；螺旋板；5-半圆端板；半圆端板；6-中心隔板；中心隔板；7-支承圈；支承圈；8-圆钢；圆钢；9-定距柱定距柱50型螺旋板换热器型螺旋板换热器 螺旋板式换热器的结构形式螺旋板式换热器的结构形式51第三章 换热设备的使用与维护n螺旋板式换热器的特点螺旋板式换热器的特点n传热效率高效率高n能有效地利用流体的能有效地利用流体的压头损失失n不易不易污塞塞n能利

27、用低温能利用低温热源，并能精确控制出口温度源，并能精确控制出口温度n结构构紧凑凑n密封密封结构可靠构可靠n温差温差应力小力小n由于由于结构构紧凑，一般不需要保温，凑，一般不需要保温，热损失少失少n制造制造简单n承承压能力受限制，最高工作能力受限制，最高工作压力力为4MPan修理困修理困难52第三章 换热设备的使用与维护n平板式换热器平板式换热器 板式换热器是间壁式板式换热器是间壁式换热器的一个主要类型，换热器的一个主要类型，是一种以波纹板为传热是一种以波纹板为传热面的新型的高效换热器。面的新型的高效换热器。板式换热器用于处理从板式换热器用于处理从水到高黏度的液体，用水到高黏度的液体，用于加热、

28、冷却、冷凝、于加热、冷却、冷凝、蒸发等过程蒸发等过程 53第三章 换热设备的使用与维护n基本结构基本结构板板式式换换热热器器的的结结构构分分解解 54第三章 换热设备的使用与维护n工作原理工作原理板式换热器的换热板板式换热器的换热板 55第三章 换热设备的使用与维护n结构特点结构特点n传热效率高，比管壳式换热器高传热效率高，比管壳式换热器高2倍以上倍以上n使用安全可靠使用安全可靠n占地小，易维护占地小，易维护n很容易改变换热面积或流程组合很容易改变换热面积或流程组合n有利于低温热源的利用有利于低温热源的利用n阻力损失少阻力损失少n冷却水量小冷却水量小n投资效率低投资效率低n垫圈常常需要拆卸和清

29、洗，故漏泄的可能性很大垫圈常常需要拆卸和清洗，故漏泄的可能性很大n不易处理有悬浮物的物料不易处理有悬浮物的物料n使用温度不能很高，处理量也相对较小使用温度不能很高，处理量也相对较小56第三章 换热设备的使用与维护n板式换热器的应用板式换热器的应用 板式换热器一般在压力为板式换热器一般在压力为2.5MPa和温度和温度180以内使用，以内使用，性能可靠。近年来，国外由于采用压缩石棉垫片，最高操作性能可靠。近年来，国外由于采用压缩石棉垫片，最高操作温度达温度达360，最高操作压力达，最高操作压力达2.8MPa。全焊式板式换热器。全焊式板式换热器使用压力高达使用压力高达50.0MPa，温度达，温度达4

30、0057第三章 换热设备的使用与维护n板翅式换热器板翅式换热器n基本结构基本结构n板翅式换热器的板束板翅式换热器的板束单元结构如图单元结构如图 所示，所示，它是由它是由翅片、隔板和翅片、隔板和封条封条三部分组成。在三部分组成。在相邻的两隔板之间放相邻的两隔板之间放置翅片及封条组成的置翅片及封条组成的夹层，称为通道。将夹层，称为通道。将这样的夹层根据介质这样的夹层根据介质的不同流动方式叠置的不同流动方式叠置起来钎焊成整体，即起来钎焊成整体，即组成板束（或称芯体）组成板束（或称芯体）板束单元结构板束单元结构 介质流动方向介质流动方向58第三章 换热设备的使用与维护n结构特点结构特点n传热效率高传热

31、效率高n结构紧凑、重量轻结构紧凑、重量轻n适应范围广适应范围广n制造工艺复杂，要求严格制造工艺复杂，要求严格n容易堵塞，清洗和检修较困难，若因腐蚀产生内漏，则很容易堵塞，清洗和检修较困难，若因腐蚀产生内漏，则很难修理难修理n一般适用范围一般适用范围某些规范规定，用于空气分离设备、石油化工装置和机械动力装某些规范规定，用于空气分离设备、石油化工装置和机械动力装置等的铝制板翅式换热器，其一般适用的压力和温度范围为：置等的铝制板翅式换热器，其一般适用的压力和温度范围为：n设计温度：设计温度：200 + 150n设计压力：设计压力：06MPa59第三章 换热设备的使用与维护n套管式换热器套管式换热器n

32、基本结构基本结构60第三章 换热设备的使用与维护n优点优点n缺点缺点结构简单，传热面积增减自如，因为它由标准构件组合而成，安装时结构简单，传热面积增减自如，因为它由标准构件组合而成，安装时无需另外加工；传热效能高，它是一种纯逆流型换热器，同时还可以无需另外加工；传热效能高，它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的给热系数，选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的给热系数，因此它的传热效果好。液因此它的传热效果好。液液换热时，传热系数为液换热时，传热系数为 8701750W/（m 2）。这一点特别适合于高压、小流量、低给热系数流体的换热。）。

33、这一点特别适合于高压、小流量、低给热系数流体的换热。占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热管壳式换热器器的的5倍；管接头多，易泄漏；流阻大。所以一般用于换热倍；管接头多，易泄漏；流阻大。所以一般用于换热量不大的场合。量不大的场合。61第三章 换热设备的使用与维护第三节第三节 换热设备的使用与维护换热设备的使用与维护v换热器的日常维护换热器的日常维护n日常检查日常检查n温度温度 温度是换热器运行中主要的操作指标，测定及检查换热温度是换热器运行中主要的操作指标，测定及检查换热器中各流体的进、出口温度变化，可以分析判断介质流量的器中各流体的进、出口

34、温度变化，可以分析判断介质流量的大小换热情况的好坏。大小换热情况的好坏。传热效率主要表现在传热系统上，通传热效率主要表现在传热系统上，通常传热系数在短时间内变化较小，发生变化时会连续下降，常传热系数在短时间内变化较小，发生变化时会连续下降，定期测量换热器两种介质的出入口温度、流量，计算传热系定期测量换热器两种介质的出入口温度、流量，计算传热系数作记录图表，作为判断传热系数变化的依据。若低于某一数作记录图表，作为判断传热系数变化的依据。若低于某一规定值，则应清洗管束以提高传热系数，保证一定的传热效规定值，则应清洗管束以提高传热系数，保证一定的传热效率。率。62第三章 换热设备的使用与维护n压力压

35、力 通过对流体压力及进出口压差的测定与检查，可判断换通过对流体压力及进出口压差的测定与检查，可判断换热器内部结垢，堵塞情况及流体流量大小或泄漏情况。热器内部结垢，堵塞情况及流体流量大小或泄漏情况。高压高压流体往低压流体中泄漏，使低压流体压力很快上升，甚至超流体往低压流体中泄漏，使低压流体压力很快上升，甚至超压，并可能产生各种不良后果，对运行中的高压换热器应特压，并可能产生各种不良后果，对运行中的高压换热器应特别警惕这一点。操作中若发现压力骤变，除检查换热器本身别警惕这一点。操作中若发现压力骤变，除检查换热器本身外，还应考虑系统内部其他因素的影响，如系统阀门损坏及外，还应考虑系统内部其他因素的影

36、响，如系统阀门损坏及输送流体的机械发生故障等输送流体的机械发生故障等63第三章 换热设备的使用与维护n泄漏泄漏 换热器在运行中产生外漏是较容易发现的。对低毒介质换热器在运行中产生外漏是较容易发现的。对低毒介质轻微的气体外漏，可以直接抹上肥皂水或发泡剂来检查，亦轻微的气体外漏，可以直接抹上肥皂水或发泡剂来检查，亦可借助试纸变色情况检查。通过检查换热器外壳体表面涂层可借助试纸变色情况检查。通过检查换热器外壳体表面涂层的剥落污染情况来预测壳体的泄漏，是低压换热器检查壳体的剥落污染情况来预测壳体的泄漏，是低压换热器检查壳体外泄漏的一种常用方法外泄漏的一种常用方法 内部泄漏，操作人员不易直接发现，但可从

37、介质的温度、压内部泄漏，操作人员不易直接发现，但可从介质的温度、压力、流量、异常声响、振动及其异常现象来判断力、流量、异常声响、振动及其异常现象来判断64第三章 换热设备的使用与维护n振动振动 换热器内的流体一般有较高的流速，由于流体的脉冲和换热器内的流体一般有较高的流速，由于流体的脉冲和横向流动都会引起基础支架的振动，如支架结构，位置不合横向流动都会引起基础支架的振动，如支架结构，位置不合适或螺栓的松动、折断等会使振动加剧。要求控制振动偏差适或螺栓的松动、折断等会使振动加剧。要求控制振动偏差在在250以下，超过此值，则需要检查处理以下，超过此值，则需要检查处理n保温保温 保温（保冷）层的损坏

38、会直接影响换热器的传热效率，保温（保冷）层的损坏会直接影响换热器的传热效率，另外，由于保温（保冷）层一旦破坏，在壳体外部就将积附另外，由于保温（保冷）层一旦破坏，在壳体外部就将积附水分，使壳体发生局部腐蚀，因此，发生保温（保冷）层破水分，使壳体发生局部腐蚀，因此，发生保温（保冷）层破损应尽快修补，并且要求采取措施，防止水分进入保温层内损应尽快修补，并且要求采取措施，防止水分进入保温层内部部 65第三章 换热设备的使用与维护n腐蚀分析与防护腐蚀分析与防护n腐蚀部位及原因腐蚀部位及原因n换热管及与管板的连接处是换热管及与管板的连接处是经常发生腐蚀的部位，如图经常发生腐蚀的部位，如图5-43所示，离

39、管子入口端所示，离管子入口端4050cm处的管端腐蚀最经常处的管端腐蚀最经常发生，这与入口介质的涡流发生，这与入口介质的涡流磨损与腐蚀共存有关，管子磨损与腐蚀共存有关，管子内侧有遗物堆积或粘着也易内侧有遗物堆积或粘着也易产生腐蚀。管子与管板连接产生腐蚀。管子与管板连接处的腐蚀主要分布在管板边，处的腐蚀主要分布在管板边，管板孔与管子之间的缝隙区，管板孔与管子之间的缝隙区，对单纯的强度胀接，会产生对单纯的强度胀接，会产生应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹66第三章 换热设备的使用与维护n防腐蚀措施防腐蚀措施n壳程为电解质时，应避免选用不同嗲电解电位材质的折流壳程为电解质时，应避免选用不同嗲电解电位材质的折流

40、板板n对已有的换热器对已有的换热器 存在折流板对壳体的电化学腐蚀时，要存在折流板对壳体的电化学腐蚀时，要做到定期检查做到定期检查n对已造成壳体减薄的检修时可采取堆焊处理对已造成壳体减薄的检修时可采取堆焊处理n对必须采取高电位折流板的，壳体内侧做贴衬处理对必须采取高电位折流板的，壳体内侧做贴衬处理n对有应力腐蚀的情况，最有效的办法是消除换热管与管孔对有应力腐蚀的情况，最有效的办法是消除换热管与管孔之间的间隙之间的间隙67第三章 换热设备的使用与维护n振动的防护振动的防护 换热器管子产生振动的原因主要有两种：一种是换热器管子产生振动的原因主要有两种：一种是外界激振源引起的振动，或通过支撑构件或连接

41、管道外界激振源引起的振动，或通过支撑构件或连接管道传来的振动。另一种是流体流动激振，又可分为管侧传来的振动。另一种是流体流动激振，又可分为管侧和壳侧流体激发的振动和壳侧流体激发的振动n振动破坏的位置一般出现在下列位置处振动破坏的位置一般出现在下列位置处n传热管件支承跨度中间位置处，由于管间相互碰撞，外观传热管件支承跨度中间位置处，由于管间相互碰撞，外观呈现明显磨口。呈现明显磨口。n紧靠折流板缺口处，换热管与折流板发生碰撞而遭磨损。紧靠折流板缺口处，换热管与折流板发生碰撞而遭磨损。n折流板管孔内，传热管振动时折流板管孔边缘对传热管的折流板管孔内，传热管振动时折流板管孔边缘对传热管的锯切、碰撞，严

42、重时会导致管子断裂。锯切、碰撞，严重时会导致管子断裂。n传热管原有的一些细小裂纹或缺陷，因振动逐渐扩展，最传热管原有的一些细小裂纹或缺陷，因振动逐渐扩展，最终导致破坏终导致破坏。68第三章 换热设备的使用与维护n主要防振措施主要防振措施n降低流体在壳程的流速降低流体在壳程的流速n提高管子的固有频率提高管子的固有频率n改变折流板的形式，以改变换热管的支承状况改变折流板的形式，以改变换热管的支承状况设计仍是解决流体诱发振动的关键所在，一个合格的设计仍是解决流体诱发振动的关键所在，一个合格的工艺设计，应能避免换热器管束产生大的振动。在工艺设计，应能避免换热器管束产生大的振动。在实际生产中，当工艺发生

43、较大变化时，可以通过上实际生产中，当工艺发生较大变化时，可以通过上述方法减少或避免产生振动述方法减少或避免产生振动69第三章 换热设备的使用与维护v管壳式换热器的检修管壳式换热器的检修 换热器的检修可分为定期和不定期检修。不定期检换热器的检修可分为定期和不定期检修。不定期检修是临时性的检修，定期检修根据生产装置的特点、介修是临时性的检修，定期检修根据生产装置的特点、介质性质、腐蚀速度、运行周期等情况分为大修和小修质性质、腐蚀速度、运行周期等情况分为大修和小修n换热器小修主要内容换热器小修主要内容n清扫管程内部及头盖积垢清扫管程内部及头盖积垢n通过试压找出泄漏的管子和管口通过试压找出泄漏的管子和

44、管口n对泄漏的管口进行补胀、补焊，对泄漏的管子用锥型堵头堵死对泄漏的管口进行补胀、补焊，对泄漏的管子用锥型堵头堵死n对管束进行试压对管束进行试压n对管箱、后盖及出入口接管法兰换垫片并试压对管箱、后盖及出入口接管法兰换垫片并试压n部分螺栓、螺帽的更换及壳体保温修补部分螺栓、螺帽的更换及壳体保温修补70第三章 换热设备的使用与维护n换热器大修主要内容换热器大修主要内容n抽芯，使用抽芯，使用专用抽芯机将管束从壳体里抽出用抽芯机将管束从壳体里抽出n管壳程清洗，管壳程清洗，这里管束清洗指的是管束抽出后，用高里管束清洗指的是管束抽出后，用高压水水进行行的的彻底清洗，一般在底清洗，一般在专用用场地地进行行n

45、管束装回，通管束装回，通过试压查漏，堵漏。管束回装一般使用抽芯机漏，堵漏。管束回装一般使用抽芯机进行，行，DN400的的换热器可用葫芦、器可用葫芦、钢丝绳直接抽出直接抽出n当管束堵管数达到管程当管束堵管数达到管程单程管子程管子10%以上以上时，管束，管束应进行更新行更新n浮浮头式管束式管束进行三程行三程试压，U形管形管换热器器进行两程行两程试压n换热器壳体器壳体压力容器力容器检验超超标时，必，必须消除壳体消除壳体焊缝缺陷或更缺陷或更新新71第三章 换热设备的使用与维护n换热器的清洗换热器的清洗 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

46、原因，使管子内外表面都有不同程蚀、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，常用的清洗底清洗，常用的清洗( (扫扫) )方法有风扫、水洗、汽扫、方法有风扫、水洗、汽扫、化学洗清和机械清洗等化学洗清和机械清洗等72第三章 换热设备的使用与维护n酸洗法酸洗法 酸洗法是用盐酸作为清洗剂酸洗法是用盐酸作为清洗剂 ，酸洗法又分浸泡法，酸洗法又分浸泡法和循环法两种和循环法两种换热器酸洗法流程换热器酸洗法流程 73第三章 换热设备的使用与维护n机械清洗法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对严

47、重的结垢和堵塞，可用钻的方法疏通和清理管式冲击钻管式冲击钻1 1进水管；进水管；2 2外套管；外套管；3 3填料；填料；4 4压盖螺母；压盖螺母；5 5填料压盖；填料压盖；6 6钻杆；钻杆；7 7进水口；进水口；8 8钻头钻头74第三章 换热设备的使用与维护n高压水冲洗法高压水冲洗法 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，如催化油浆换热器催化油浆换热器n海绵球清洗法海绵球清洗法 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，达到消除积垢的海绵球沿管壁移动，不断摩擦管壁，达到消除积垢的目的目的