换热器的结构类型与损坏.pptxVIP

第1页/共76页换热器的结构类型与损坏第2页/共76页定义 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器； 根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式三类换热器，其中间壁式换热器应用最多第3页/共76页基本类型一、固定管板式二、浮头式三、U形管式四、填料函式五、釜式重沸器第4页/共76页管壳式换热器第5页/共76页第6页/共76页——结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。优点——当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。管壳两物流温差60℃时应设置膨胀节，最大使用温差不应大于120℃缺点——适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶解清洗，管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。应用 为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。第7页/共76页浮头端二、浮头式结构浮头端可自由伸缩，无热应力第8页/共76页优点——管间和管内清洗方便，不会产生热应力；缺点——结构复杂，造价比固定管板式换热器高， 设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖 在操作中无法检查，制造时对密封要求较 高。（管壳两物流温差120℃时，内垫片易渗漏 ）应用——壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易 结垢的场合。第9页/共76页三、U形管式换热器结构U形管GB151 6.3.3：同一根换热管的对接焊缝，直管不得超过一条；U形管不得超过二条；最短管长不应小于300mm；包括至少50mm直管段范围内不得有拼接焊缝。第10页/共76页U形管式换热器第11页/共76页 优点 结构比较简单、价格便宜，承压能力强。 受弯管曲率半径限制，布管少； 管束最内层管间距大，管板利用率低； 缺点 壳程流体易短路，传热不利。 当管子泄漏损坏时，只有外层U形管可更 换，内层管只能堵死，坏一根U形管相当 于坏两根管，报废率较高。（规定：U形管弯管段的弯曲半径R应不小于两倍的换热管外径）管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要 应用 清洗，又不宜采用浮头式和固定管板式的 场合。特别适用于管内走清洁而不易结垢 的高温、高压、腐蚀性大的物料。 第12页/共76页四、填料函式结构填料函式密封第13页/共76页优点 结构较浮头式简单，加工制造方便； 节省材料，造价比较低廉; 管束从壳体内可抽出; 管内、管间都能进行清洗，维修方便。缺点 填料处易泄漏。 应用 4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、 易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填 料的物性限制。 注：填料函式换热器现在已很少采用。第14页/共76页蒸发空间五、釜式重沸器结构管束可以为浮头式、U形管式和固定管板式结构第15页/共76页特点与浮头式、U形管式换热器一样，清洗维修方便；可处理不清洁、易结垢介质，能承受高温、高压（无温差应力）。第16页/共76页管壳式换热器结构管程——与管束中流体相通的空间壳程——换热管外面流体及相通空间管程壳程管程第17页/共76页管壳式换热器结构一、换热管二、管板管程结构三、管箱四、管束分程五、换热管与管板连接第18页/共76页一、换热管翅片管（在给热系数低侧）光管1.换热管型式螺旋槽管强化传热管螺纹管φ19×2、φ25×2.5和φ38×2.5mm无缝钢管φ25×2和φ38×2.5mm不锈钢管2.换热管尺寸标准管长1.5、2.0、3.0、4.5、6.0、9.0m等第19页/共76页单位体积传热面积增大、结构紧凑、金属耗量减少、传热系数提高阻力大，不便清洗，易结垢堵塞用于较清洁的流体小管径大管径粘性大或污浊的流体第20页/共76页3.换热管材料碳素钢低合金钢石墨不锈钢金属材料陶瓷铜非金属材料铜镍合金聚四氟乙烯等铝合金钛等第21页/共76页p4.换热管排列形式及中心距三角形布管多，但不易清洗；正方形及转角正方形较易清洗管桥强度P≥1.25d0清洗通道第22页/共76页常用换热管中心距/mm换热管外径do1214192532384557换热管中心距1619253240485772第23页/共76页图4-12 径向翅片管图4-13螺纹管第24页/共76页4.3.3 管壳式换热器选择中应注意的问题一、流体在管内外的选择 管程:1)毒性介质2)腐蚀性流体 3) 压力高的流体4)易结垢介质 5)温度高的介质 壳程:⑴粘度大、流量小的介质 ⑵雷诺系数小 的流体 ⑶饱和蒸汽宜走壳程第25页/共76页二、管板用来排布换热管；将管程和壳程流体分开，避免冷、热流体混合；承受管程、壳程压力和温度的载荷作用。作用第26页/共76页1.管板材料力学性能介质腐蚀性（及tube-tubesheet间电位差对腐蚀影响）贵重钢