JG换热器..ppt

第三节 换热器技术的发展及标准化 随着石油、化工、农药、冶金等过程工业的发展，对广泛应用的传热装置的结构形式、传热效果、成本费用、使用维护等方面提出了越来越高的要求，换热器技术也不断发展。其主要成果表现为三个方面：一是逐步形成典型换热器的标准化生产，降低了生产成本，适应了大批量、专业化生产需要，方便了使用和日常维护检修；二是创新传热理论，奠定传热技术发展的基础；三是换热器的结构改进与更新，提高了传热效果。 一、传热理论创新 ①对冷凝传热过程，提出了在垂直管内部冷凝时所形成的冷凝液膜，从层状直到受重力或蒸汽剪力而引起的湍动，可分为重力控制的层状膜，重力诱导的湍动膜和蒸汽剪切控制的湍动膜等，并提出了有关热量传递公式。 ②进行了管束中的沸腾试验(过去只在单管或圆盘上做试验)，指出了沸腾传热的一些基本性能。特别是对釜式再沸器，认为池沸腾(即当加热表面浸入液体的自由表面以下时的沸腾过程)可以控制的热传递机理。 其他方面的研究，如电磁场对电导流体热传递的影响、蒸发冷却、低密度气体与固体表面间的热传递和融磨冷却等都取得了新的进展。 二、设备结构的改进 1．新型高效换热器的应用 在管壳式换热器的基础上发展起来的板式换热器，螺旋板换热器、板翅式换热器、伞板式换热器、热管式换热器、非金属材料制造的石墨换热器、聚四氟乙烯换热器等新型换热器越来越多的投入使用，适应了不同工艺的要求，增强了传热效果。 2．改进传热元件结构，提高传热效率 在光管基础上进行形状改造，出现了螺旋槽管、横纹管，内翅片管、外翅片管等多种结构的传热管，增强了流体湍动程度，增大了给热系数，增强了传热效果。 3．管板结构形式多样化 传统的管板为圆形平板，厚度较大。近年来已使用的椭圆形管板是以椭圆形封头做管板，且常与壳体采用焊接连接，使得管板的受力情况大为改善，因而其厚度比圆平板小许多。与此同时，各种结构的薄管板也越来越多地投入使用。薄管板不仅节约了金属材料的消耗，而且减少了温差应力，改善了受力状况。 三、换热器标准及选用 为了适应生产发展的需要，中国对使用较多的几种典型换热器结构实行了标准化。现有标准为：《浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数》、《固定管板式换热器型式与基本参数》、 《立式热虹吸式重沸器型式与基本参数》、《U形管式换热器型式与基本参数》等。 换热器标准是根据公称直径、公称压力和传热面积来制订的，现以固定管板式换热器为例说明标准选用。 ①固定管板式换热器壳体的直径分另φ159、φ219、φ273、sSφ325、φ400、φ450、 φ500、φ600、φ800、φl000、φ1200、φ1400、φ1600、φ1800(单位mm)等。当直径小于4400mm时采用无缝钢管制造，其余采用钢板卷焊而成。 ②固定管板式换热器的公称压力等级为0．6、1．0、1．6、2．5、4．0、6．0(单位MPa)六个级别。与此相对的温度为200℃，当使用温度超过200℃时，允许升温降压使用。 ③换热管的传热面积的计算（P199） ④固定式管板换热器的基本参数 当采用φ25mm换热管，按正三角形排管，管间距取1．25倍管子外径时，固定式管板换热器的基本参数见表6—1。 第四节 管壳式换热器的常见故障及排除方法 壳程式换热器在使用的过程中，最容易发生故障的是作为换热元件的管子。流体对管束的冲刷、腐蚀，都可能造成管子的损坏。因此在日常的维护中应经常对换热器进行检查，以便及时发现故障，并采取相应的措施进行修理。管壳式换热器的常见故障有管子振动、管壁积垢、腐蚀与磨损、介质泄漏等。 一、管子的振动与防振措施 管壳式换热器中管子产生振动是一种常见故障。引起振动的原因有：管束与泵、压缩机产生的共振；由于流速、管壁厚度、折流板间距、管束排列等综合因素的影响而引起的振动；流体横向穿过管束时产生的冲击等。如振动现象严重，可能产生的结果有：相邻管子或管子与壳体间发生碰撞；使管子和壳壁受到磨损而开裂；管子撞击折流板而被切断；管端与管板连接处松动而发生泄漏；管子发生疲劳破坏；增大壳程流体的流动阻力等。 当换热管发生振动时，应针对振动产生的不同原因采取不同的对策。常用的方法有：在流体人口处前设置缓冲措施防止脉冲；折流板上的孔径与管子外径间隙尽量地小；减小折流板间隔，使管子振幅变小；加大管壁厚度和折流板厚度，增加管子刚性等。 二、管壁积垢 由于换热器操作中所处理的流体，有的是悬浮液，有的夹带有固体颗粒，有的粘结物含量高，有的含有泥沙、藻类等杂质。随着使用时间的延长，在换热管的内外表面上会产生积垢。积垢引起的故障有：总导热系数下降，传热效率降低；使换热管的管径，因积垢而