第六章-换热设备

1、任课教师任课教师 提出问题提出问题热量从热量从热流体热流体传递到传递到冷流体冷流体的设备称为换热设备的设备称为换热设备广泛应用于化工、炼油、动力、食品、轻工、原广泛应用于化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械等。子能、制药、机械等。6.1 概述概述6.1 概述概述传热效率高、单位容积提供的传传热效率高、单位容积提供的传热面积大、设备结构简单、价格热面积大、设备结构简单、价格便宜，但仅适合工艺上允许两种便宜，但仅适合工艺上允许两种流体混合的场合。流体混合的场合。6.1 概述概述又称混合式换热器，它是利用又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触，彼此混冷、热流体直接接触，彼此混合进行

2、换热的换热器。如冷却合进行换热的换热器。如冷却塔、气压冷凝器等。塔、气压冷凝器等。又称回热式换热器，它是又称回热式换热器，它是借助于由固体（如固体填料或借助于由固体（如固体填料或多孔性格子砖等）构成的蓄热多孔性格子砖等）构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体把热量从热流体传递给冷流体的换热器。若两种流体不允许的换热器。若两种流体不允许有混合，则不能采用蓄热式换有混合，则不能采用蓄热式换热器。热器。6.1 概述概述又称表面式换热器，它是又称表面式换热器，它是利用间壁（固体壁面）将进行利用间壁（固体壁面）将进行热交换的冷热两种流体隔开，热交换的

3、冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。间壁传递给冷流体的换热器。是工业中应用最为广泛的换热是工业中应用最为广泛的换热器。器。6.1 概述概述这类换热器是把两个间壁式换热器由在其中循环这类换热器是把两个间壁式换热器由在其中循环的载热体连接起来的换热器，载热体在高温流体换的载热体连接起来的换热器，载热体在高温流体换热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热热器和低温流体换热器之间循环，在高温流体换热器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释放给器中吸收热量，在低温流体换热器中把热量释放给低温流体，如低温流体，如热管式换热器热管式换热器。6.

4、1 概述概述这是什么？6.1 概述概述6.1 概述概述6.1 概述概述6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.2 管壳式换热器管壳式换热器换热管换热管选择管板材料时，除选择管板材料时，除力学性能力学性能外，还应考虑管程和外，还应考虑管程和壳程流体的壳程流体的腐蚀性腐蚀性，以及管板和换热管之间的电位差对，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响。当流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时，管板腐蚀的影响。当流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时，管板一般采用压力容器用一般采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件碳素钢或低合金钢板或锻件制造。制造。当当流体腐蚀性

5、较强流体腐蚀性较强时，管板应采用不锈钢、铜、铝、时，管板应采用不锈钢、铜、铝、钛等耐腐蚀材料。但对于较厚的管板，若整体采用价格钛等耐腐蚀材料。但对于较厚的管板，若整体采用价格昂贵的耐腐蚀材料，造价很高。工程上常采用不锈钢昂贵的耐腐蚀材料，造价很高。工程上常采用不锈钢+钢、钢、钛钛+钢、铜钢、铜+钢等钢等复合板，或堆焊衬里复合板，或堆焊衬里。6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.2 管壳式换热器管壳式换热器在满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度。在满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度。薄管板是指相对采用标准、规范（如薄管板是指相对采用标准、规范（如GB151管壳管壳式换热器式换热器、美国管式换热器

6、制造商协会标准、美国管式换热器制造商协会标准TEMA）计算所得的管板厚度要薄的多的管板，一般厚度为计算所得的管板厚度要薄的多的管板，一般厚度为8-20mm。目前薄管板主要有平面形、椭圆形、蝶形、球形、目前薄管板主要有平面形、椭圆形、蝶形、球形、挠性薄管板等形式，最为常用的是平面形薄管板。挠性薄管板等形式，最为常用的是平面形薄管板。6.2 管壳式换热器管壳式换热器壳体直径较大的换热器大多采用管箱结构。管箱位于管壳体直径较大的换热器大多采用管箱结构。管箱位于管壳式换热器的两端，管箱的作用是把从管道输送来的流体壳式换热器的两端，管箱的作用是把从管道输送来的流体均匀地均匀地分布分布到各换热管和把管内流

7、体到各换热管和把管内流体汇集汇集在一起送出换热在一起送出换热器。在多管程换热器中，管箱还起器。在多管程换热器中，管箱还起改变流体流向改变流体流向的作用。的作用。管箱的结构形式主要以换热器是否需要清洗或管束是管箱的结构形式主要以换热器是否需要清洗或管束是否需要分程等因素来决定。否需要分程等因素来决定。在管内流动的流体从管子的一端流到另一端，称为一在管内流动的流体从管子的一端流到另一端，称为一个管程。在管壳式换热器中，最简单最常用的是单管程个管程。在管壳式换热器中，最简单最常用的是单管程的换热器。的换热器。6.2 管壳式换热器管壳式换热器强度胀强度胀是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉是指保证

8、换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的胀接。常用的胀接有非均匀胀接（机械滚珠胀接）脱强度的胀接。常用的胀接有非均匀胀接（机械滚珠胀接）和均匀胀接（液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接和爆炸胀接和均匀胀接（液压胀接、液袋胀接、橡胶胀接和爆炸胀接等）两大类。等）两大类。换热管与管板连接是管壳式换热器设计、制造最关键的技术之一，换热管与管板连接是管壳式换热器设计、制造最关键的技术之一，是换热器是换热器事故率最多事故率最多的部位。换热管与管板连接的好坏，直接影响换的部位。换热管与管板连接的好坏，直接影响换热器的使用寿命。热器的使用寿命。强度胀接主要适用于设计压力强度胀接主要适用于设计压力小于等于小于等于4.

9、0MPa；设计温；设计温度度小于等于小于等于300C；操作中无剧烈振动、无过大温度波动及；操作中无剧烈振动、无过大温度波动及无明显应力腐蚀等场合。无明显应力腐蚀等场合。6.2 管壳式换热器管壳式换热器强度焊接强度焊接是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉是指保证换热管与管板连接的密封性能及抗拉脱强度的焊接。此法目前应用较为广泛。由于管孔不需要脱强度的焊接。此法目前应用较为广泛。由于管孔不需要开槽，且对管孔的粗糙度要求布告，管子端部不需要退火开槽，且对管孔的粗糙度要求布告，管子端部不需要退火和磨光，因此和磨光，因此制造加工简单制造加工简单。焊接结构。焊接结构强度高强度高，抗拉脱力，抗拉脱力强。

10、在高温下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力。强。在高温下也能保证连接处的密封性能和抗拉脱能力。除有较大振动及有缝隙腐蚀的场合，只要材料可焊性除有较大振动及有缝隙腐蚀的场合，只要材料可焊性好，强度焊接可用于其他任何场合。管子与薄管板的连接好，强度焊接可用于其他任何场合。管子与薄管板的连接应采用焊接方法。应采用焊接方法。6.2 管壳式换热器管壳式换热器采用采用胀焊并用胀焊并用，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，不仅能改善连接处的抗疲劳性能，而且还可而且还可消除应力腐蚀和缝隙腐蚀消除应力腐蚀和缝隙腐蚀，提高使用寿命。因，提高使用寿命。因此，此法得到广泛应用。此，此法得到广泛应用。胀焊并用主要胀焊并用主

11、要用于密封性能要求较高用于密封性能要求较高；承受振动和疲；承受振动和疲劳载荷；有缝隙腐蚀；需要用复合管板等的场合。劳载荷；有缝隙腐蚀；需要用复合管板等的场合。胀焊并用方法，从加工工艺看，主要有胀焊并用方法，从加工工艺看，主要有强度胀强度胀+密封密封焊、强度焊焊、强度焊+胀接、强度焊胀接、强度焊+强度胀强度胀等几种形式。等几种形式。6.2 管壳式换热器管壳式换热器壳程主要由壳体、折流板或折流杆、支承板、纵向隔板、拉杆、壳程主要由壳体、折流板或折流杆、支承板、纵向隔板、拉杆、防冲挡板、防短路结构等元件组成。防冲挡板、防短路结构等元件组成。设置折流板的设置折流板的目的目的是未了提高壳程流体的流速，增

12、加是未了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增湍动程度，并使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大壳程流体传热系数，同时减少结垢。在卧式换热器中，大壳程流体传热系数，同时减少结垢。在卧式换热器中，折流板还起支撑管束的作用。折流板还起支撑管束的作用。壳体一般是一个圆筒，在壳壁上焊有接管。壳体一般是一个圆筒，在壳壁上焊有接管。常用的折流板有常用的折流板有弓形弓形和和圆盘圆盘-圆环形圆环形两种。其中弓形有单弓形、双两种。其中弓形有单弓形、双弓形和三弓形三种。弓形和三弓形三种。6.2 管壳式换热器管壳式换热器折流板一般应按等间距布置，管束两端的折流板应折流板一般应按

13、等间距布置，管束两端的折流板应尽量靠近壳程进、出口接管。折流板最小间距应不小尽量靠近壳程进、出口接管。折流板最小间距应不小于壳体内直径的于壳体内直径的1/5，且不小于，且不小于50mm；最大间距应不；最大间距应不大于壳体内直径。大于壳体内直径。折流板与支持板一般用拉杆和定距管连接在一起。折流板与支持板一般用拉杆和定距管连接在一起。在大直径的换热器中，如折流板间距较大，容易形成在大直径的换热器中，如折流板间距较大，容易形成“死死区区”。宜采用多弓形折流板。宜采用多弓形折流板。新型管束支撑结构新型管束支撑结构折流杆支撑结构。该支撑结折流杆支撑结构。该支撑结构又折流圈和焊接在折流圈上的支撑杆（杆可以

14、水平、构又折流圈和焊接在折流圈上的支撑杆（杆可以水平、垂直或其他角度）所组成。支撑杆可由圆钢或扁钢制成。垂直或其他角度）所组成。支撑杆可由圆钢或扁钢制成。一般一般4块折流圈块折流圈为一组。为一组。6.2 管壳式换热器管壳式换热器（1）旁路挡板）旁路挡板（2）挡管）挡管挡管一般与换热管的规格相同，可与折流板点焊固定，挡管一般与换热管的规格相同，可与折流板点焊固定，也可用拉杆代替。挡管应也可用拉杆代替。挡管应每隔每隔3-4排换热管设置一根排换热管设置一根，但，但不应设置在折流板缺口处。不应设置在折流板缺口处。在在U形管式换热器中设置，中间挡板一般与折流板点形管式换热器中设置，中间挡板一般与折流板点

15、焊固定，中间挡板的焊固定，中间挡板的数量不宜多于数量不宜多于4块块。6.2 管壳式换热器管壳式换热器管板设管板设计的三计的三种基本种基本假设假设1.将管板看承为周边支承条件下承受军部载荷的圆平板，应用平将管板看承为周边支承条件下承受军部载荷的圆平板，应用平板理论得出计算公式。考虑管孔的削弱，再引入经验性的修正系板理论得出计算公式。考虑管孔的削弱，再引入经验性的修正系数。数。2.将管子当作管板的固定支承而管板是受管子支承着的平板。管将管子当作管板的固定支承而管板是受管子支承着的平板。管板的厚度取决于管板上不布管区的范围。实践证明，这种公式板的厚度取决于管板上不布管区的范围。实践证明，这种公式适用

16、于各种薄管板的计算。适用于各种薄管板的计算。3.将管板视为在广义弹性基础上承受军部载荷的多孔圆平板，即把将管板视为在广义弹性基础上承受军部载荷的多孔圆平板，即把实际的管板简化为规则排列的管孔削弱、同时又被管子加强的等效实际的管板简化为规则排列的管孔削弱、同时又被管子加强的等效弹性基础上的均质等效圆平板。这种假设既考虑了管子的加强作用，弹性基础上的均质等效圆平板。这种假设既考虑了管子的加强作用，又考虑了管子的削弱作用，比较全面，为多数国家采用。又考虑了管子的削弱作用，比较全面，为多数国家采用。6.2 管壳式换热器管壳式换热器管板设管板设计的基计的基本考虑本考虑1.管束对管板绕度的约束作用，但忽略

17、管束对管板管束对管板绕度的约束作用，但忽略管束对管板转角的约束作用转角的约束作用2.管束周边不布管区对管板应力的影响，划管板为管束周边不布管区对管板应力的影响，划管板为两个区。两个区。3.不同结构的换热器，管板边缘连接结构不同，不同结构的换热器，管板边缘连接结构不同，考虑壳体、管箱、法兰、封头、垫片等元件对管考虑壳体、管箱、法兰、封头、垫片等元件对管板应力的影响。板应力的影响。6.2 管壳式换热器管壳式换热器管板设管板设计思路计思路1. 管板弹性分析，将换热器分解成封头、法兰、管板、管板弹性分析，将换热器分解成封头、法兰、管板、螺栓、垫片等元件组成的弹性系统，各元件之间的相螺栓、垫片等元件组成

18、的弹性系统，各元件之间的相互作用用内力表示，管板简化为弹性基础上的等效均互作用用内力表示，管板简化为弹性基础上的等效均质圆平板。但忽略管束对管板转角的约束作用质圆平板。但忽略管束对管板转角的约束作用2.危险工况，壳程压力和管程压力不能同时作用时。危险工况，壳程压力和管程压力不能同时作用时。3.管板应力校核管板应力校核4.管板应力调整管板应力调整5.管板计算软件管板计算软件6.2 管壳式换热器管壳式换热器薄管板设计薄管板设计1. 薄管板主要载荷由管壁与壳壁的温度差决定，流体薄管板主要载荷由管壁与壳壁的温度差决定，流体压力引起的应力与挠度相对来说是不大的。中低压条压力引起的应力与挠度相对来说是不大

19、的。中低压条件的薄管板厚度可直接查表或通过规范计算得到。件的薄管板厚度可直接查表或通过规范计算得到。2.因为薄管板本身的刚度小，载荷主要由管子承担，需因为薄管板本身的刚度小，载荷主要由管子承担，需要验算管子的稳定性。可减小折流板或支持板的间距。要验算管子的稳定性。可减小折流板或支持板的间距。6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.2 管壳式换热器管壳式换热器 降低由于管束和壳体间热膨胀差所引起的管降低由于管束和壳体间热膨胀差所引起的管板应力、换热管与壳体上的轴向应力以及管板与板应力、换热管与壳体上的轴向应力以及管板与换热管间的拉脱力。起到换热管间的拉脱力。起到补偿轴向变形补偿轴向变形的作用。的作用

20、。根据设计条件、换热器各元件的实际应力状况，根据设计条件、换热器各元件的实际应力状况，判断是否需要膨胀节。判断是否需要膨胀节。 6.2 管壳式换热器管壳式换热器1. 流体诱导振动流体诱导振动 （1）卡曼旋涡）卡曼旋涡 （2）流体弹性振动）流体弹性振动 （3）湍流颤振）湍流颤振 （4）声振动）声振动 （5）射流转换）射流转换管子固有频率管子固有频率3. 防振措施防振措施（1）改变流速；）改变流速；（2）改变管子固有频率；）改变管子固有频率；（3）增设消声板；）增设消声板；（4）抑制周期性旋涡；）抑制周期性旋涡；（5）设置防冲板或导流筒。）设置防冲板或导流筒。6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.2

21、 管壳式换热器管壳式换热器 换热器设计的换热器设计的主要任务主要任务是参数选择和结构设计、传热计算是参数选择和结构设计、传热计算及压降计算等。及压降计算等。 设计主要包括壳体型式、管程数、换热管类型、管长、管设计主要包括壳体型式、管程数、换热管类型、管长、管子排列、管子支承结构（如折流板结构等）、冷热流体的流子排列、管子支承结构（如折流板结构等）、冷热流体的流动通道、工艺设计和封头、壳体、管板等零部件的结构、强动通道、工艺设计和封头、壳体、管板等零部件的结构、强度设计计算。度设计计算。 换热器的工艺设计计算依据设计任务的不同可分为换热器的工艺设计计算依据设计任务的不同可分为设计计设计计算和校核

22、计算算和校核计算两种，包括计算换热面积和选型两个方面。两种，包括计算换热面积和选型两个方面。6.2 管壳式换热器管壳式换热器 （1）计算换热器的热负荷）计算换热器的热负荷Q（2）确定冷热流体物性参数）确定冷热流体物性参数（3）初选换热器的尺寸规格）初选换热器的尺寸规格（4） 计算管程压降与传热系数计算管程压降与传热系数（5） 计算壳程压降与传热系数计算壳程压降与传热系数（6） 计算总传热系数计算总传热系数K、校核传热面积、校核传热面积 （7） 对设计结果进行评估及优化对设计结果进行评估及优化 一. 点击点击点击点击点击 固定管板式换热器结构如上图所示，换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定

23、。换热固定管板式换热器结构如上图所示，换热器的两端管板采用焊接方法与壳体连接固定。换热管可为光管或低翅管。其结构简单，制造成本低，能得到较小的壳体内径，管程可分成多样，壳管可为光管或低翅管。其结构简单，制造成本低，能得到较小的壳体内径，管程可分成多样，壳程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广，故在工程中广泛应用。程也可用纵向隔板分成多程，规格范围广，故在工程中广泛应用。 其缺点是壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介其缺点是壳侧不便清洗，只能采用化学方法清洗，检修困难，对于较脏或对材料有腐蚀性的介质不能走壳程。壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时，可以设

24、置单波或多波膨胀节减质不能走壳程。壳体与换热管温差应力较大，当温差应力很大时，可以设置单波或多波膨胀节减小温差应力。小温差应力。返回返回点击点击点击点击 上图为双壳程上图为双壳程U形管式换热器。形管式换热器。U形管式换热器是将换热管弯成形管式换热器是将换热管弯成U形，管子两端固形，管子两端固定在同一块管板上。由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。因定在同一块管板上。由于换热管可以自由伸缩，所以壳体与换热管无温差应力。因U形管式换热器仅有一块管板，所以结构较简单，管束可从壳体内抽出，壳侧便于清洗，形管式换热器仅有一块管板，所以结构较简单，管束可从壳体内抽出，壳侧便于清洗，但管内清洗

25、但管内清洗稍困难，所以管内介质必须清洁且不易结垢。稍困难，所以管内介质必须清洁且不易结垢。U形管式换热器一般用于高形管式换热器一般用于高温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。温高压情况下，尤其是壳体与换热管金属壁温差较大时。 壳程可设置纵向隔板，将壳程分为两程壳程可设置纵向隔板，将壳程分为两程(如图中所示如图中所示)。返回返回点击点击 1外形图外形图剖视图剖视图 方形壳体翅片管换热器的壳体为方箱形方形壳体翅片管换热器的壳体为方箱形(如上图所示如上图所示)，其换热管为带翅片的翅片管。换热，其换热管为带翅片的翅片管。换热管可为单排或多排换热管。翅片材料可采用碳钢、不锈钢、铝或铜材等。翅

26、片的翅高、翅距管可为单排或多排换热管。翅片材料可采用碳钢、不锈钢、铝或铜材等。翅片的翅高、翅距和翅片厚度可根据实际工况而定。和翅片厚度可根据实际工况而定。 这种形式的换热器因为采用了翅片管，可大大强化传热面积，所以特别适用于给热系数这种形式的换热器因为采用了翅片管，可大大强化传热面积，所以特别适用于给热系数较低的流体。壳程流通面积可设计较大，流动阻力较小，所以对于压力较低和对压力降要求较低的流体。壳程流通面积可设计较大，流动阻力较小，所以对于压力较低和对压力降要求较小的流体特别适用。在实际生产中，常常用这种换热器来加热或冷却低压空气。较小的流体特别适用。在实际生产中，常常用这种换热器来加热或冷

27、却低压空气。 其缺点：因为壳体为方箱形，虽然管程可承受高压介质，但壳程只能承受较低压力的介质。其缺点：因为壳体为方箱形，虽然管程可承受高压介质，但壳程只能承受较低压力的介质。这种换热器的金属消耗量大，制造成本较高。这种换热器的金属消耗量大，制造成本较高。 在实际生产装置中，为提高壳程的耐压能力，往往将壳体做成圆形，而管束采用方形布管。在实际生产装置中，为提高壳程的耐压能力，往往将壳体做成圆形，而管束采用方形布管。结构可参见结构可参见附图附图返回返回 浮头式换热器结构如图所示，其一端管板与壳体固定，而另一端的管浮头式换热器结构如图所示，其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。壳

28、体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质板可以在壳体内自由浮动。壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。浮头端设计成可拆结的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。浮头端设计成可拆结构，使管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。这种构，使管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。这种形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管形式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。程都要进行清洗的工况。 浮头式换热器的缺点是结构复杂，价格较贵，而且浮头端小盖在操作浮头式换

29、热器的缺点是结构复杂，价格较贵，而且浮头端小盖在操作时无法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能。时无法知道泄漏情况，所以装配时一定要注意密封性能。返回返回点击点击 上图为填料函式双管程双壳程换热器，填料函式换热器的换热管束可以自上图为填料函式双管程双壳程换热器，填料函式换热器的换热管束可以自由滑动，壳侧介质靠填料密封。对于一些壳体与管束温差较大，腐蚀严重而需由滑动，壳侧介质靠填料密封。对于一些壳体与管束温差较大，腐蚀严重而需经常更换管束的换热器，可采用填料函式换热器。它具有浮头换热器的优点，经常更换管束的换热器，可采用填料函式换热器。它具有浮头换热器的优点，又克服了固定管板式换热器的缺点

30、，结构简单，制造方便，易于检修清洗。又克服了固定管板式换热器的缺点，结构简单，制造方便，易于检修清洗。 填料函式换热器的缺点：使用直径小；不适于高温、高压条件下；壳程介填料函式换热器的缺点：使用直径小；不适于高温、高压条件下；壳程介质不适于易挥发、易燃、易爆、有毒等介质。质不适于易挥发、易燃、易爆、有毒等介质。返回返回点击点击返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回左图为一空气段间冷却器的剖视图。左图为一空气段间冷却器的剖视图。该换热器的管束采用方形排列的翅该换热器的管束采用方形排列的翅片管，管束长度为片管，管束长度为3.7m。为提高壳。为提高壳体的承压能力，壳体采用圆筒形，体的承压能

31、力，壳体采用圆筒形，直径直径900mm。 换热管为紫铜整体轧制翅片管，换热管为紫铜整体轧制翅片管，翅片外径翅片外径36mm，翅，翅片根径为片根径为20mm，换热管内径，换热管内径16mm，翅片，翅片间距间距2.5mm，翅片厚度为，翅片厚度为0.5mm，换热总面积为换热总面积为440m2。空气条件：空气条件：流量：流量：30000Nm3/h温度：温度：100-40C工作压力：工作压力：0.1MPa压降压降:150mm水柱水柱总热负荷总热负荷:597000kcal/h 返回返回1返回返回返回返回返回返回返回返回第六章 换热设备6.1 概述概述6.2 管壳式换热器管壳式换热器6.3 余热锅炉余热锅炉

32、6.4 传热强化技术传热强化技术6.3 余热锅炉余热锅炉作用：作用： 与锅炉基本相似，通常与锅炉基本相似，通常由省热器、蒸发器和过热器等由省热器、蒸发器和过热器等部件组成。无燃烧装置。部件组成。无燃烧装置。1. 结构形式多种多样结构形式多种多样2. 热源广，介质多种多样，热源广，介质多种多样，3. 有些主体设备与辅助设备分散安装在工艺流程的不同有些主体设备与辅助设备分散安装在工艺流程的不同位置。位置。4. 操作不稳定受到余热源热负荷波动的影响。操作不稳定受到余热源热负荷波动的影响。5. 有些水侧、气侧均处于高温、高压条件下。有些水侧、气侧均处于高温、高压条件下。6.3 余热锅炉余热锅炉1.管壳

33、式余热锅炉管壳式余热锅炉：由锅筒、管子及金属壳体组成。结：由锅筒、管子及金属壳体组成。结构紧凑、单位换热面积的金属消耗较少，适应的介质和构紧凑、单位换热面积的金属消耗较少，适应的介质和操作条件较广泛。操作条件较广泛。 2. 烟道式余热锅炉烟道式余热锅炉：与燃烧炉类似。在硫酸工业应用较：与燃烧炉类似。在硫酸工业应用较广。烟气的含尘量高，受热面磨损严重，腐蚀严重。广。烟气的含尘量高，受热面磨损严重，腐蚀严重。6.3 余热锅炉余热锅炉QKF T6.4 传热强化技术传热强化技术2211111RRK式中式中K为总传热系数为总传热系数, ,1、2为为传热面两侧的对流给热系数传热面两侧的对流给热系数, ,R1、R2为两侧污垢热阻。为两侧污垢热阻。为管壁的厚为管壁的厚度，度，为管材的热导率。为管材的热导率。6.4 传热强化技术传热强化技术提高对流传热系数的方法提高对流传热系数的方法主动强化主动强化被动强化被动强化采用外加的动力（如机采用外加的动力（如机械力、电磁力等）来增械力、电磁力等）来增强传热强传热 除了输送传热介质的功除了输送传热介质的功率消耗外不再需要附加率消耗外不再需要附加动力来增强传热动力来增强传热 在管壳式换热器中，采用最多的被动强化传热方法是在管壳式换热器中，采用最多的被动强化传热方法是扩展表面及管内放置强化传热元件扩展表面及管内放置强化传热元件，它既能