换热器的结构及操作剖析.doc

第五章 传热设备 概述 在化工生产中，为了保证化学反应的顺利进行，使化学反应维持在一定温度和压力下进行。有时需要加热，有时需要冷却。因此合理而有效地进行传热是化工生产中十分重要的基本操作之一。 1.传热的基本方式根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式：热传导、对流传热和辐射传热热传导对流传热流体内部质点发生宏观而引起的热量传递过程，对流传热只能发生在流动的场合辐射传热电磁波在空间的传递称为热辐射。热辐射与热传导和对流传热的最大区别就在于它可以在完全真空的地方传递而无需任何介质。传热过程中冷热流体(接触)热交换方式传热过程中冷热流体(接触)热交换可分为三种基本方式，直接蓄热式换热三种蓄热式换热蓄热式换热是在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。间壁式换热冷、热流体被固体壁面(传热面)所隔开，互不接触，它们在壁面两侧流动热量由热流体通过壁面传给冷流体。适用于冷、热流体不允许混合的场合。直接蓄热式换热三种间壁式换热器 2.1列管式换热器 列管式换热器是目前生产上应用最广的一种换热设备。它主要由壳体、、封头、管板、折流挡板等部件组成。其结构特点是两块管板分别焊于壳体的两端，管束两端焊在管板上。整个换热器分为两部分：换热管内的通道及与其两端相贯通处称为管程；换热管外的通道及与其相贯通处称为壳程。若管流体一次通过管程，称为单管程。流体在管内依次往返多次，则称为多管程。固定管板式换热器的优点是结构简单、紧凑。每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。其缺点是壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大时，需在壳体上设置膨胀节，因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。固定管板式换热器适用于壳程流体清洁且不易结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。折流挡板固定管板式换热器 由于冷热流体的温度不同，外壳和管子的温度也必然会有所差异，会导致外壳和管子热膨胀的程度有所不同，严重时可将管子扭曲变形，或管子从管束上脱落。当外壳和管子的温差超过50℃时，就必须采取措施来减小或消除它们之间因热膨胀量不同所造成的影响，固定管板式换热器)U型管式换热 其结构特点是只有一个管板，换热管为U型，管子两端固定在同一管板上。管束可以自由伸缩，当壳体与U型换热管有温差时，不会产生温差应力。U型管式换热器的优点是结构简单，只有一个管板，密封面少，运行可靠，造价低；管束可以抽出，管间清洗方便。其缺点是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；内层管子坏了不能更换，因而报废率较高U型管式换热器适用于管、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。一般高温、高压、腐蚀性强的介质走管内，可使高压空间减小，并可节约材料和减少热损失。)浮头式换热器 其结构特点是在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。浮头式换热器的优点是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。其缺点是结构较复杂，用材量大，造价高；浮头盖与浮动管板之间若密封不严，发生内漏，造成两种介质的混合。浮头式换热器适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合； 热油换热器 的基本操作 操作步骤 换热器的投用 1)投用前应检查压力表，温度计，安全阀，液位计以及有关阀门是否齐全好用； 2)换热器投用前须先用蒸汽吹扫，吹扫时顶部放空给汽，底部导淋排汽，管壳程同时吹扫，避免出现水击、憋压、泄漏；再用氮气置换。 3)先打开高点放空阀(V－1),再打开冷介质入口阀(V－6)，由高点放空阀(V－1)排气，排气完毕后关阀放空阀，打开冷介质出口阀(V-5)； 4)引热油时要缓慢，升温速度控制在30℃／h，做到先预热后加热，防止换热器法兰突然受热漏油，先由热油根部出口阀(V-10)控制升温速度，打开高点放空阀(V-3)，全开热油出口控制阀(V-8)，由高点放空阀(V-3)排气，排气完毕后关闭；再打开热油入口阀(V-7)和热油根部入口阀(V-9)，稳定后缓慢提量，再由根部阀切换到控制阀； 5)正常操作中，如需提高或降低热油量时，应做到缓慢增加或缓慢降低，做到少量多次； 换热器的停用 1)停用热油时要缓慢进行，为防止控制阀不严，由热油根部入口阀(V-9)控制降温速度，关闭热油出入口根部阀和出入口阀；紧急停用时，先将热油副线阀打开，再关闭热油出入口阀。 2)先开冷介质副线阀（V-11），再关闭冷介质入口阀(V-6)、冷介质出口阀(V-5)； 3)由换热器底部倒淋(V-2)、(V-4)倒空物料；再由高点放空(V－1)(V-3)进行吹扫，彻底倒空物料。 常见故障 产生原因 处理方法 传热效率下降 1)列管结疤和堵塞 2)壳体内不凝气或冷凝液增多 (3)