e324换热器工艺设备及温控设计.docx

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摘要

换热器是实现热交换过程的一种工艺装置。换热器是石油、化工、制冷、冶金及动力等工业生产过程的主要工艺设备之一，有资料表明在我国全部换热器产量中管壳式换热器约占80％以上，管壳式换热器问世将近一百多年来，已经积累了大量的设计资料和操作运行数据，其结构特性、传热特性和流体动力特性的计算已经形成了一套比较完善的方法，继续依靠传统的化工工艺计算提高其传热效率，包括根据实验室试验研究和生产现场测量标定的数据反馈，对现有经验公式、设计模型以及数据图表等所进行的局部修正以及综合考虑各种影响因素在内的优化，其发展空间已经趋于饱和[1]。其结构设计简单，制造方便，耐高压。但材料利用率不高。本设计要求对固定管换热器进行严格的工艺计算、结构设计和强度计算。所采用的方法是不同的：换热器的类型是根据两种液体的温度和材料的性能来选择的。换热器的面积是根据材料的工作特性来计算的。计算了换热器的总热系数K。换热器各部分结构按GB150—1998选用。该换热器适用性强，用途广泛，发展前景广阔。

关键词：换热器；工艺设计；管板；筒体；折流板；管板；工艺设计；结构设计；强度计算

第1章折流体换热器的简介

1.1发展

换热器是一种能实现至少两种流体在不同温度下热传导的节能装置。为了满足工艺条件，将高温流体的温度传递到低温流体以满足工艺要求，换热是提高能源利用效率的主要设备之一，涉及温度、压力、水处理等30多个行业。这是一条巨大的产业链。

我国换热器行业和技术经过多年的发展，取得了巨大的成就。未来，由于技术和应用的需求，换热器行业的发展前景越来越光明。换热器广泛应用于锅炉供热和冷却领域。随着节能技术的迅速发展，换热器的种类越来越多。

1.2分类

因工况，温度，压力，介质的不同，换热器的形似也不同，具体分类如下：

1.2.1换热器按传热原理分类

1.2.1.1表面式换热器

表面式热交换器是通过两个不同的温度壁面分离空间，流入两个流体进行热传导并进行热交换的热交换器。表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器[19]。

1.2.1.2蓄热式换热器

蓄热式换热器是通过高温的流体用固体材料制成的蓄热材料进行向低温物体传热的装置，高温介质用加热固体材料的方法，再去用固体材料传热。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。

1.2.1.3流体连接间接式换热器

流体连接间接式换热器，是将两个表面式换热器连接进入循环的热载体的换热器，使热载体在低温与高温流体之间循环[19]。

1.2.1.4直接接触式换热器

将两种流体直接接触来换热的设备设备式直接接触式换热器，它使介质进行直接接触换热，例如，冷水塔、气体冷凝器等[19]。

1.2.1.5复式换热器

复合式热交换器的传热方式有蒸汽表面的间接传热和混合水的直接传热，比水蒸气的直接混合热交换器更稳定

、更安静。

1.2.2换热器按用途分类

1.2.2.1加热器

加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化[19]。

1.2.2.2预热器

预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

图1-1

1.2.2.3过热器

过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。

1.2.2.4蒸发器

蒸发器的原理主要为加热流体，使其温度达到沸点以上蒸发，一般有相的变化[19]。

1.2.3按换热器的结构分类

根据结构可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。螺旋折流板换热器是将一系列扇形折流平板连续或交错搭接布置成近似螺旋面，使换热器壳程流体呈连续或近似螺旋状流动，以实现有效降低壳程流动阻力和强化传热的目的[19]。壳体侧流体的螺旋流消除了Z字形回流引起的流动停滞区域和盘边缘流的分离，减少了由于涡流分离引起的过大压降的影响[2]。

1.3注意事项

我们应对管网进行持续的清洁与处理，无论设备是否工作，防止换热器堵塞发生事故。

严格控制水质与软化水的质量，经过检查才能开始注水。

新系统不能直接轮流使用在更换了新系统的换热器中，应该先让其有一个稳定的运行模式才能合并到整个系统中，这样能够有效的防止管网里面的杂志损伤设备。

1.4质检内容设备制造中的检查应包括原材料检查、工程间检查、压力测试。具体内容如下[19]。

检查原材料和设备零部件的尺寸和几何形状[19]。

原材料和焊缝的化学成分分析、机械性能分析和金相检查一般被称为缺陷试验[19]。

对原材料和焊缝内部缺陷的检查，检查方法应为无损失检查，包括放射线照片、超声波、磁粉检查、渗透检查等[19]。

设备压力测试包括水压测试、平均测试、气密性测试等[19]。

压力和气密性试验：管道侧和热交换器壳体侧之间进行压力