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換熱器機(jī)組常出現(xiàn)的問(wèn)題以及應(yīng)對(duì)的處理方法,有些常見(jiàn)的問(wèn)題有可能常常會(huì)被忽略,。板式換熱器機(jī)組運(yùn)行中最常見(jiàn)也是最容易被忽略的問(wèn)題,,并對(duì)處理方法進(jìn)行了總結(jié),,對(duì)板式換熱器機(jī)組的設(shè)計(jì)者和使用者具有一定的借鑒意義。管殼式換熱器
管殼式換熱器(shellandtubeheatexchanger)又稱列管式換熱器,。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器,。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,操作可靠,,可用各種結(jié)構(gòu)材料(主要是金屬材料)制造,,能在高溫、高壓下使用,,是目前應(yīng)用最廣的類(lèi)型,。結(jié)構(gòu)由殼體、傳熱管束,、管板,、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,,內(nèi)部裝有管束,,管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體,,一種在管內(nèi)流動(dòng),,稱為管程流體;另一種在管外流動(dòng),,稱為殼程流體,。為提高管外流體的傳熱分系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板,。擋板可提高殼程流體速度,,迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過(guò)管束,增強(qiáng)流體湍流程度,。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊,,管外流體湍動(dòng)程度高,,傳熱分系數(shù)大;正方形排列則管外清洗方便,,適用于易結(jié)垢的流體,。流體每通過(guò)管束一次稱為一個(gè)管程;每通過(guò)殼體一次稱為一個(gè)殼程,。圖示為最簡(jiǎn)單的單殼程單管程換熱器,,簡(jiǎn)稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板,,將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過(guò)部分管子,因而在管束中往返多次,,這稱為多管程,。同樣,為提高管外流速,,也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板,,迫使流體多次通過(guò)殼體空間,稱為多殼程,。多管程與多殼程可配合應(yīng)用,。類(lèi)型由于管內(nèi)外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同,。如果兩溫度相差很大,,換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力,導(dǎo)致管子彎曲,、斷裂,,或從管板上拉脫。因此,,當(dāng)管束與殼體溫度差超過(guò)50℃時(shí),,需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施,以消除或減少熱應(yīng)力,。
換熱器機(jī)組的應(yīng)對(duì)的處理方法,,根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施,管殼式換熱器可分為以下幾種主要類(lèi)型:
①固定管板式換熱器機(jī)組管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體,,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作,。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí),,可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈,以減小熱應(yīng)力,。
②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng),,完全消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,,便于機(jī)械清洗和檢修,。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,,造價(jià)較高,。
③U型管換熱器每根換熱管皆彎成U形,兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū),,借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室,。此種換熱器完全消除了熱應(yīng)力,,結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單,但管程不易清洗,。非金屬材料換熱器化工生產(chǎn)中強(qiáng)腐蝕性流體的換熱,,需采用陶瓷、玻璃,、聚四氟乙烯,、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。這類(lèi)換熱器的換熱性能較差,,只用于壓力低,、振動(dòng)小、溫度較低的場(chǎng)合,。流道的選擇進(jìn)行換熱的冷熱兩流體,,按以下原則選擇流道:①不潔凈和易結(jié)垢流體宜走管程,因管內(nèi)清洗較方便,;②腐蝕性流體宜走管程,,以免管束與殼體同時(shí)受腐蝕;③壓力高的流體宜走管程,,以免殼體承受壓力
④飽和蒸汽宜走殼程,,因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無(wú)關(guān),且冷凝液容易排出,;
⑤若兩流體溫度差較大,,選用固定管板式換熱器機(jī)組時(shí),宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程,,以減小熱應(yīng)力,。操作強(qiáng)化板式換熱器機(jī)組當(dāng)管壁兩側(cè)傳熱分系數(shù)相差很大時(shí)(如粘度小的液體與氣體間的換熱),應(yīng)設(shè)法減小傳熱分系數(shù)低的一側(cè)的熱阻,。如果管外傳熱分系數(shù)小,,可采用外螺紋管(低翅片管),以增大管外一側(cè)的傳熱面積和流體湍動(dòng),,減小熱阻,。如果管內(nèi)傳熱分系數(shù)小,可在管內(nèi)設(shè)置麻花鐵,,螺旋圈等添加物,以增強(qiáng)管內(nèi)擾動(dòng),,強(qiáng)化換熱,,當(dāng)然這時(shí)流體的流動(dòng)阻力也將增大。