设备管理_传热设备培训课件

第六章传热设备 换热器在我国石油化工 炼油 冶金 轻工 制药 食品等行业应用极为普遍 占全部工艺设备投资的20 40 传热设备 换热器 一 换热器分类 冷热流体直接接触 传热直接 效率高 热阻小 冷热流体隔一固体壁面 传热效率不如直接接触式 工业应用最广 1 按照接触方式 结构简单 可耐高温 常用于高温气体热量的回收或冷却 2 间壁式换热器分类 一 列管式换热器 列管式 管壳式 换热器是一种传统的 应用最广泛的热交换设备 由于它结构坚固 且能选用多种材料制造 故适应性极强 尤其在高温 高压和大型装置中得到普遍应用 1 列管式换热器构造 圆缺形 圆盘形 挡板结构 列管式换热器 管程数 单管程 双管程 多管程壳程数 单壳程 双壳程 多壳程 四管程 请点击观看动画 冷 热流体一次经过换热器 管程流体两次经过换热器 管程 壳程流体两次经过换热器 管程流体四次经过换热器 2 列管式换热器分类 几管程几壳程 当壳体和管壁之间的温差在50 以上时 由于两者热膨胀程度不同 可能会出现将管子扭曲或从管板上拉松 因此 要考虑温度补偿问题 3 温度补偿问题 1 补偿圈补偿 固定管板式换热器 换热器两端管板和壳体是连为一体的 其特点 结构简单 制造成本低 适用于壳体和管束温差小 管外物料比较清洁 不易结垢的场合 当壳体和管子之间的温差较大 60 70 且壳体承受压力不太高时 可采用补偿圈 又称膨胀节 4 温度补偿方法 特点 结构简单 制造成本低 适用于壳体和管束温差小 管外物料比较清洁 不易结垢的场合 2 浮头补偿 浮头式换热器 一端管板用法兰与壳体连接固定 另一端在壳体中自由伸缩 整个管束可以由壳体中拆卸出来 适用于壳体与管束间温差大且需经常进行管内外清洗的场合 特点 可完全消除热应力 便于清洗和检修 结构复杂 3 U型管补偿 U型管式换热器 每根管子都为U形 可以自由伸缩 特点 结构较浮头简单 用于壳体与管子间温差大的场合 但管程不易清洗 5 选用 设计原则 冷却剂或加热剂的选定 冷 热流体的走向 常用的冷却剂有 水 空气 液氨等 常用的加热剂有 水蒸汽 热空气 烟道气 热油 联苯混合物等 粘度大的或流量较小的流体 一般原则 不洁净的或易结垢的流体 腐蚀性流体 压力高的 温度远高于环境的或远低于环境的流体 蒸汽 二 其它类型的间壁式换热器 1 夹套式换热器 2 蛇管换热器 1 沉浸式蛇管换热器 强化措施 可减少管外空间 容器内加搅拌器 优点 结构简单 便于防腐 能承受高压缺点 容器截面比管内大得多 管外流体的给热系数较小 2 喷淋式蛇管换热器 优点 结构简单 便于耐腐蚀 管内能耐高压 管外 比沉浸式大 缺点 冷却水喷淋不均匀影响传热效果 只能安装在室外 占地面积大 3 套管式换热器 4 螺旋板换热器 传热效率高传热效率为列管式换热器的1 3倍 阻力小以较低的压力损失 处理大容量蒸气或气体 有自清刷能力 因其介质呈螺旋形流动 污垢不易沉积 清洗容易 可用蒸气或碱液冲洗 简单易行 适合安装清洗装置 介质走单通道 允许流速比其它换热器高 复习 列管式换热器夹套式换热器蛇管式换热器套管式换热器螺旋板换热器 要掌握每一种换热器的工作原理 基本构造和适用场合 5 板式换热器 板式换热器是由一组波纹金属板组成 板上有孔 供传热的两种流体通过 金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内 并用夹紧螺栓夹紧 板式换热器作为一种新型 高效 节能的换热设备已越来越在众多领域广泛应用 并且有逐步取代其它类型之趋势 优点 传热效率高 K大结构紧凑 操作灵活 安装检修方便 缺点 耐温 耐压差易渗漏 处理量小 三 强化传热途径的讨论 强化传热过程 提高冷热流体间的传热速率 可知 增大K A tm都可以提高Q a 增大A 不应只考虑设备尺寸 应从结构着手 提高紧凑性 存在二个问题 即 流动阻力增大 制造和运行费上升 1 减小管径 增加管数 如改进换热面的结构 2 采用新型高效的换能设备 如用螺纹管 波纹管代替光滑管或翅片管换热器 b 增大 tm 取决于两流体的温度 一般由生产工艺规定 变化范围小 1 采用逆流操作 螺旋板式和套管式换热器可使流体作严格逆流 2 尽量采用高温加热剂或低温冷却剂 当一方为蒸汽换热时 增大蒸汽压强 使其温度提高 措施 c 增大K值 措施 1 增大u 增强流体的湍动程度 减小层流内层的厚度 提高 如a 增加列管式换热器的管程