列管式換熱器

　　在化工企業(yè)中列管式換熱器的類型很多，如板式，套管式，蝸殼式，列管式。其中列管式換熱器雖在熱效率、緊湊性、金屬消耗量等方面均不如板式換熱器，但它卻具有結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠程度高、適應(yīng)性強(qiáng)、材料范圍廣等特點(diǎn)，因此成為石油、化工生產(chǎn)中，尤其是高溫、高壓和大型換熱器的主要結(jié)構(gòu)形式。列管式換熱器主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填函式換熱器和U型管式換熱器，而其中固定管板式換熱器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，因此應(yīng)用最普遍。

　　固定管板式換熱器

　　這類換熱器操作簡(jiǎn)單、便宜。最大的缺點(diǎn)是管外側(cè)清洗困難，因而多用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢或污垢容易化學(xué)處理的場(chǎng)合。當(dāng)殼壁與殼壁溫度相差較大時(shí)，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以致管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞整個(gè)換熱器，因此，一般管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置，圖為具有溫差補(bǔ)償圈(或稱膨脹節(jié))的固定管板式換熱器。一般這種裝置只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。殼程壓強(qiáng)超過(guò)6×105Pa時(shí)，由于補(bǔ)償圈過(guò)厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償作用，就應(yīng)考慮采用其他結(jié)構(gòu)。

　　完善的換熱器在設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)滿足以下各項(xiàng)基本要求：

　　(1)合理地實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件：可以從：①增大傳熱系數(shù)②提高平均溫差③妥善布置傳熱面等三個(gè)方面具體著手。

　　(2)安全可靠 換熱器是壓力容器，在進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、溫差應(yīng)力以及疲勞壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)

　　遵循我國(guó)《鋼制石油化工壓力容器設(shè)計(jì)規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設(shè)計(jì)規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)。

　　(3)有利于安裝操作與維修 直立設(shè)備的安裝費(fèi)往往低于水平或傾斜的設(shè)備。設(shè)備與部件應(yīng)便于運(yùn)輸與拆卸，在廠房移動(dòng)時(shí)不會(huì)受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排放口，檢查孔與敷設(shè)保溫層。

　　(4)經(jīng)濟(jì)合理 評(píng)價(jià)換熱器的最終指標(biāo)是：在一定時(shí)間內(nèi)(通常1年內(nèi)的)固定費(fèi)用(設(shè)備的購(gòu)置費(fèi)、安裝費(fèi)等)與操作費(fèi)(動(dòng)力費(fèi)、清洗費(fèi)、維修費(fèi))等的總和為最小。在設(shè)計(jì)或選型時(shí)，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務(wù)的需要，這一標(biāo)準(zhǔn)就尤為重要了。

　　換熱器內(nèi)冷熱流體通道的選擇 冷、熱流體流動(dòng)通道的選擇的一般原則：

　　1)不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。

　　2)腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時(shí)受到腐蝕。

　　3)壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力。

　　4)飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速 無(wú)關(guān)，而且冷凝液容易排出。

　　5)流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜，因在殼程Re>100即可達(dá)到湍流。但這不是絕對(duì)的，如流動(dòng)阻力損失允許，將這類流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，亦可得到較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

　　6)若兩流體溫差較大，對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體通入殼程，以減小熱應(yīng)力。

　　7)需要被冷卻物料一般選殼程，便于散熱。

　　綜上所述本換熱器的管程走壓縮后的熱空氣，殼程走冷卻水。熱空氣和冷卻水逆向流動(dòng)換熱。

　　(1)因?yàn)闊峥諝獾牟僮鲏毫_(dá)到1.3Mpa，而冷卻水的操作壓力取0.2Mpa，如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓，可節(jié)省殼程金屬消耗量;

　　(2)對(duì)于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，若兩流體的的溫度差較大，對(duì)流傳熱系數(shù)較大者宜走管間，因壁面溫度與對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近，可以減少熱應(yīng)力，防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。

　　(3)熱空氣走管內(nèi)，可以提高熱空氣流速增大其對(duì)流傳熱系數(shù)，因?yàn)楣軆?nèi)截面積通常比管間小，而且管束易于采用多管程以增大流速。

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