管式换热器管内流体从换热管端经过U形弯曲

　　第五章 换热设 目录 1 3 换热设的类型及应用 2 4 管壳式换热器 其他类型换热设简介 换热设的使用与维护 节 换热设的类型及应用 一、换热设的应用 ◆ 定义 使传热过程得以实现的设称之为换热设。 二、换热设的类型 ◆ 按用途分类 冷却器 冷凝器 加热器 换热器 再沸器 蒸气发生器 废热(或余热)锅炉 ◆ 按换热方式分类 直接接触式换热器 蓄热式换热器 间壁式换热器 三、换热设性能对比及选择 ◆换热器的基本要求 ● 热量能有效地从一种流体传递到另一种流体，即传 热效率高，单位传热面上能传递的热量多。 ● 换热器的结构能适应所规定的工艺操作条件，运转 安全可靠，密封性好，清洗、检修方便，流体阻力小。 ● 价格便宜，维护容易，使用时间长。 ◆ 换热器选型应考虑的因素 ● 流体的性质。 ● 换热介质的流量、操作温度、压力。 第二节 管壳式换热器 一、管壳式换热器的类型 ◆ 固定管板式换热器 固定管板式换热器 1—封头；2—法兰；3—排气口；4—壳体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流 板（或支持板）；8—防冲板；9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板； 13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片；20、 21—螺栓、螺母 ◆ 浮头式换热器 浮头式换热器 1—防冲板；2—折流板；3—浮头管板；4—钩圈；5—支耳 浮头结构示意图 浮头式重沸器 1—偏心锥壳；2—堰板；3—液面计接口 ◆ U形管式换热器 U形管式换热器 1—中间挡板；2—U形换热管；3—排气口；4—防冲板；5—分程隔板 ◆ 填料函式换热器 填料函式换热器 1—纵向隔板；2—浮动管板；3—活套法兰；4—部分剪切环； 5—填料压盖；6—填料；7—填料函 二、管壳式换热器的结构 ◆管壳式换热器流体的流程 一种流体走管内、称为管程，另一种流体走管外、称为壳程。 管内流体从换热管一端流向另一端一次，称为一程；对U形管换热 器，管内流体从换热管一端经过U形弯曲段流向另一端一次，称为 两程. ◆换热管及其在管板上的排列 换热管在管板上的排列形式有正三角形、转角正三 角形、正方形和转角正方形等 换热管的排列形式 ◆ 管板和管子的连接 管板和管子的连接方式有胀接和焊接，对于高温高 压下常采用胀、焊并用的方式。 ● 胀接 胀接适用于换热管为碳钢，管板为碳钢或低合金钢， 设计压力不超过4MPa、设计温度不超过350℃，且无特 殊要求的场合。 ● 焊接 碳钢或低合金钢，温度在300℃以上，大都采用焊 接连接。 管板与换热管的焊接连接 ◆ 管箱 管箱位于壳体两端，其作用是控制及分配管程流体。 管箱结构形式 1—隔板；2—管板；3—箱盖 ◆ 壳体及其与管板的连接 ● 在壳程进口接管处常装有防冲板或称缓冲板。 进口接管及防冲板的布置 ● 在固定管板式中，两端管板均与壳体采用焊接连接、 且管板兼作法兰用，在浮头式、U形管式及填料函式换 热器中采用可拆连接，将管板夹持在壳体法兰和管箱法 兰之间。 管板与壳体连接结构 ◆ 折流板 ● 折流板的作用 引导壳程流体反复地改变方向作错流流动或其他形 式的流动，并可调节折流板间距以获得适宜流速，提高 传热效率。另外，折流板还可起到支撑管束的作用。 ●折流板的 分类 常用折流板有弓形和圆盘-圆环形两种 弓形的有单弓形、双弓形及三弓形，单弓形和双 弓形应用多。 弓形折流板 圆盘-圆环形折流板 折流板缺口尺寸 ● 折流板的固定 折流板的固定是通过拉杆和定距管来实现的。 拉杆结构 三、管壳式换热器的标准 ◆ GB151—1999《管壳式换热器》 是由国家技术监督局发布的关于管壳式换热器的国 家标准。该标准是管壳式换热器设计和制造的主要依据。 ◆标准代号为JB／T4714～4720－92 该标准对浮头式换热器和冷凝器、固定管板式换热 器、立式热虹吸式重沸器及U形管式换热器的具体结构 形式、基本参数及其组合都作了具体的规定(定型)。 ◆ 换热器的型号 ××× DN — pt ps -- A-- LN -d Nt Ns --Ⅰ或Ⅱ 管束的级别 管程/壳程数，单壳程时只写Nt 公称长度/换热管外径，m 公称换热面积 管程/壳程设计压力，MPa；压力相等时只写pt 公称直径，mm； 分别表示前端管箱、壳体、后端结构形式 第三节 其他类型换热设简介 一、板面式换热器 ◆ 螺旋板式换热器 螺旋板换热器的结构是由两张平行的钢板在专用的 卷床上卷制而成，它是具有一对螺旋通道的圆柱体，再 加上顶盖和进出口接管而构成的。 螺旋板换热器结构形式 Ⅲ型螺旋板换热器 ◆ 板式换热器 板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成， 用框架将板片夹紧组装于支架上。两个相邻板片的边缘 衬以垫片(各种橡胶或压缩石棉等制成)压紧，板片四角 有圆孔，形成流体的通道。 1—上导杆；2—垫片；3—传热板片；4—角孔； 5—前支柱；6—固定端板；7—下导杆；8—活动端板 ◆ 板翅式换热器 板翅式换热器 1，3—侧板；2，5—隔板；4—翅片 二、空冷器 空冷器是以空气作为冷却介质，对流经管内的热流 体进行冷却或冷凝。主要由管束、风机、构架及百叶窗 等部件组成。 空冷器结构 1—百叶窗；2—管束；3—构架；4—风机 三、套管式换热器 套管换热器 （a）光滑管；（b）带有翅片的管子和可以拆卸的套管 第四节 换热设的使用与维护 一、换热器的日常维护 日常操作应特别注意防止温度、压力的波动，首先 应保证压力稳定，绝不允许超压运行。 二、换热器的清洗 换热设经长时间运转后，由于介质的腐蚀、冲蚀、 积垢、结焦等原因，使管子内外表面都有不同程度的结 垢，甚至堵塞。所以在停工检修时必须进行彻底清洗， 常用的清洗(扫)方法有风扫、水洗、汽扫、化学洗清和 机械清洗等。 ◆ 酸洗法 酸洗法是用盐酸作为清洗剂 ，酸洗法又分浸泡法 和循环法两种。 换热器酸洗法流程 ◆ 机械清洗法 对严重的结垢和堵塞，可用钻的方法疏通和清理。 管式冲击钻 1—进水管；2—外套管；3—填料；4—压盖螺母；5—填料压盖； 6—钻杆；7—进水口；8—钻头 ◆ 高压水冲洗法 高压水冲洗法多用于结焦严重的管束的清洗，如催 化油浆换热器。 ◆ 海绵球清洗法 将较松软并富有弹性的海绵球塞入管内，使海绵球 受到压缩而与管内壁接触，然后用人工或机械法使海绵 球沿管壁移动，不断摩擦管壁，达到消除积垢的目的。
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