化工設(shè)備課件--換熱設(shè)備

1、第五章 換熱設(shè)備,目 錄,第一節(jié) 換熱設(shè)備的類型及應(yīng)用,一、換熱設(shè)備的應(yīng)用 ◆ 定義 使傳熱過程得以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備稱之為換熱設(shè)備。二、換熱設(shè)備的類型 ◆ 按用途分類 冷卻器 冷凝器 加熱器 換熱器 再沸器 蒸氣發(fā)生器 廢熱(或余熱)鍋爐 ◆ 按換熱方式分類 直接接觸式換熱器 蓄熱式換熱器 間壁式換熱器,三、換熱設(shè)備性能對(duì)比及選擇◆換熱器的基

2、本要求 ● 熱量能有效地從一種流體傳遞到另一種流體，即傳熱效率高，單位傳熱面上能傳遞的熱量多。 ● 換熱器的結(jié)構(gòu)能適應(yīng)所規(guī)定的工藝操作條件，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，密封性好，清洗、檢修方便，流體阻力小。 ● 價(jià)格便宜，維護(hù)容易，使用時(shí)間長(zhǎng)。,◆ 換熱器選型應(yīng)考慮的因素 ● 流體的性質(zhì)。 ● 換熱介質(zhì)的流量、操作溫度、壓力。,第二節(jié) 管殼式換熱器,一、管殼式換熱器的類型◆ 固定管板式換熱器,固定管板式換

3、熱器1—封頭；2—法蘭；3—排氣口；4—?dú)んw；5—換熱管；6—波形膨脹節(jié)；7—折流板（或支持板）；8—防沖板；9—?dú)こ探庸埽?0—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封頭；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉桿；18—支座；19—墊片；20、21—螺栓、螺母,◆ 浮頭式換熱器,浮頭式換熱器1—防沖板；2—折流板；3—浮頭管板；4—鉤圈；5—支耳,浮頭結(jié)構(gòu)示意圖,浮頭式重沸器1—偏心錐殼；2—堰板；3—液面計(jì)接口,◆

4、 U形管式換熱器,U形管式換熱器 1—中間擋板；2—U形換熱管；3—排氣口；4—防沖板；5—分程隔板,◆ 填料函式換熱器,填料函式換熱器 1—縱向隔板；2—浮動(dòng)管板；3—活套法蘭；4—部分剪切環(huán)；5—填料壓蓋；6—填料；7—填料函,二、管殼式換熱器的結(jié)構(gòu) ◆管殼式換熱器流體的流程 一種流體走管內(nèi)、稱為管程，另一種流體走管外、稱為殼程。管內(nèi)流體從換熱管一端流向另一端一次，稱為一程；對(duì)U形管換熱器，管內(nèi)流體從換

5、熱管一端經(jīng)過U形彎曲段流向另一端一次，稱為兩程.,◆換熱管及其在管板上的排列 換熱管在管板上的排列形式有正三角形、轉(zhuǎn)角正三角形、正方形和轉(zhuǎn)角正方形等,換熱管的排列形式,◆ 管板和管子的連接 管板和管子的連接方式有脹接和焊接，對(duì)于高溫高壓下常采用脹、焊并用的方式。 ● 脹接 脹接適用于換熱管為碳鋼，管板為碳鋼或低合金鋼，設(shè)計(jì)壓力不超過4MPa、設(shè)計(jì)溫度不超過350℃，

6、且無特殊要求的場(chǎng)合。,● 焊接 碳鋼或低合金鋼，溫度在300℃以上，大都采用焊接連接。,管板與換熱管的焊接連接,◆ 管箱 管箱位于殼體兩端，其作用是控制及分配管程流體。,管箱結(jié)構(gòu)形式1—隔板；2—管板；3—箱蓋,◆ 殼體及其與管板的連接 ● 在殼程進(jìn)口接管處常裝有防沖板或稱緩沖板。,進(jìn)口接管及防沖板的布置,● 在固定管板式中，兩端管板均與殼體采用焊接連接、且管板兼作法蘭用，在浮頭式、U形管式及填料函式換

7、熱器中采用可拆連接，將管板夾持在殼體法蘭和管箱法蘭之間。,管板與殼體連接結(jié)構(gòu),◆ 折流板 ● 折流板的作用 引導(dǎo)殼程流體反復(fù)地改變方向作錯(cuò)流流動(dòng)或其他形式的流動(dòng)，并可調(diào)節(jié)折流板間距以獲得適宜流速，提高傳熱效率。另外，折流板還可起到支撐管束的作用。 ●折流板的 分類 常用折流板有弓形和圓盤-圓環(huán)形兩種 弓形的有單弓形、雙弓形及三弓形，單弓形和雙弓形應(yīng)用最多。,

8、弓形折流板,圓盤-圓環(huán)形折流板,折流板缺口尺寸,● 折流板的固定 折流板的固定是通過拉桿和定距管來實(shí)現(xiàn)的。,拉桿結(jié)構(gòu),三、管殼式換熱器的標(biāo)準(zhǔn) ◆ GB151—1999《管殼式換熱器》 是由國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的關(guān)于管殼式換熱器的國家標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)是管殼式換熱器設(shè)計(jì)和制造的主要依據(jù)。 ◆標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為JB／T4714～4720－92 該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)浮頭式換熱器和冷凝器、固定管板式換熱器、立式熱虹吸式重沸器

9、及U形管式換熱器的具體結(jié)構(gòu)形式、基本參數(shù)及其組合都作了具體的規(guī)定(定型)。,◆ 換熱器的型號(hào) ××× DN — -- A-- -- --Ⅰ或Ⅱ 管束的級(jí)別

10、 管程/殼程數(shù)，單殼程時(shí)只寫Nt 公稱長(zhǎng)度/換熱管外徑，m 公稱換熱面積 管程/殼程設(shè)計(jì)壓力，MPa；壓力相等時(shí)只寫pt 公稱直徑，mm；

11、 分別表示前端管箱、殼體、后端結(jié)構(gòu)形式,,,,第三節(jié) 其他類型換熱設(shè)備簡(jiǎn)介,一、板面式換熱器 ◆ 螺旋板式換熱器 螺旋板換熱器的結(jié)構(gòu)是由兩張平行的鋼板在專用的卷床上卷制而成，它是具有一對(duì)螺旋通道的圓柱體，再加上頂蓋和進(jìn)出口接管而構(gòu)成的。,螺旋板換熱器結(jié)構(gòu)形式,Ⅲ型螺旋板換熱器,◆ 板式換熱器 板式換熱器是由一組長(zhǎng)方形的薄金屬傳熱板片構(gòu)成，用框架

12、將板片夾緊組裝于支架上。兩個(gè)相鄰板片的邊緣襯以墊片(各種橡膠或壓縮石棉等制成)壓緊，板片四角有圓孔，形成流體的通道。,1—上導(dǎo)桿；2—墊片；3—傳熱板片；4—角孔；5—前支柱；6—固定端板；7—下導(dǎo)桿；8—活動(dòng)端板,◆ 板翅式換熱器,板翅式換熱器 1，3—側(cè)板；2，5—隔板；4—翅片,二、空冷器 空冷器是以空氣作為冷卻介質(zhì)，對(duì)流經(jīng)管內(nèi)的熱流體進(jìn)行冷卻或冷凝。主要由管束、風(fēng)機(jī)、構(gòu)架及百葉窗等部件組成。,空冷

13、器結(jié)構(gòu)1—百葉窗；2—管束；3—構(gòu)架；4—風(fēng)機(jī),三、套管式換熱器,套管換熱器（a）光滑管；（b）帶有翅片的管子和可以拆卸的套管,第四節(jié) 換熱設(shè)備的使用與維護(hù),一、換熱器的日常維護(hù) 日常操作應(yīng)特別注意防止溫度、壓力的波動(dòng)，首先應(yīng)保證壓力穩(wěn)定，絕不允許超壓運(yùn)行。二、換熱器的清洗 換熱設(shè)備經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于介質(zhì)的腐蝕、沖蝕、積垢、結(jié)焦等原因，使管子內(nèi)外表面都有不同程度的結(jié)垢，甚至堵塞。所以在停工檢修

14、時(shí)必須進(jìn)行徹底清洗，常用的清洗(掃)方法有風(fēng)掃、水洗、汽掃、化學(xué)洗清和機(jī)械清洗等。,◆ 酸洗法 酸洗法是用鹽酸作為清洗劑 ，酸洗法又分浸泡法和循環(huán)法兩種。,換熱器酸洗法流程,◆ 機(jī)械清洗法 對(duì)嚴(yán)重的結(jié)垢和堵塞，可用鉆的方法疏通和清理。,管式?jīng)_擊鉆1—進(jìn)水管；2—外套管；3—填料；4—壓蓋螺母；5—填料壓蓋；6—鉆桿；7—進(jìn)水口；8—鉆頭,◆ 高壓水沖洗法 高壓水沖洗法多用于結(jié)焦嚴(yán)重的管