管壳式换热器

煤化工技术专业教学资源库合成水处理工艺设备篇

管壳式换热器主讲教师：赵彩云目录合成水处理工艺换热器01合成水处理工艺流程02管壳式换热器03U型管式换热器04固定管板式换热器05浮头式换热器06填料函式换热器07管壳式换热器流体通道的选择08合成水处理工艺换热器01序号设备名称程别介质名称1醇分离塔进料换热器管程水，少量：羧酸，甲醇，乙醇壳程水，少量：乙醛，乙醛，甲醇，乙醇，羧酸2合成水再沸器管程0.5Mpa（g）饱和蒸汽壳程水，少量：乙醛，丙醛，甲醇，乙醇，羧酸3合成沸水水冷器管程循环水壳程水，羧酸，甲醇，乙醇4萃取精馏塔进料-萃取剂换热器管程水，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，乙醛，丙酮等壳程乙二醇，水，丙醇，丁醇，戊醇5萃取精馏塔底重沸器管程1.0Mpa（g）饱和蒸汽壳程乙二醇，水，丙醇，丁醇等6乙二醇回收塔顶水冷器管程循环水壳程丙醇，丁醇，戊醇，己醇，水7乙二醇回收塔底重沸器管程1.0Mpa（g）饱和蒸汽壳程乙二醇，水8轻醇水冷器管程循环水壳程甲醇，乙醇，丙醇，乙醛，水等9水环真空泵管程循环水壳程醇，水等10醇分离塔顶空冷器介质H₂O，甲醇，乙醇，丙醇11合成废水空冷器介质水，少量：羧酸，醇12乙二醇空冷器介质乙二醇，水，重醇13萃取精馏塔顶空冷器介质水，甲醇，乙醇，丙醇，乙醛14顶回流空冷器介质丁醇，戊醇换热器主要用作进料换热器、再沸器、水冷器合成水处理过程多数采用的是管壳式换热器合成水处理工艺流程02管壳式换热器03定义：管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。用途：原油处理天然气处理蒸汽系统污水处理等中加热或冷却分类：管壳式换热器按结构进行分类主要可分为U型管式换热器、固定管板式换热器、浮头式换热器、填料函式换热器。管壳式换热器结构03管程：一种流体从一侧管箱流进管子里，经另一侧管箱流出这条路径称为管程。壳程：流体从筒体上的连接管进出换热器壳体，流经管束外，这条路径称为壳程。管壳式换热器1-封头2-隔板3-管板4-挡板5-管子6-外壳吸收过程的基本原理U型管式换热器仅有一块管板。它是将管子弯成U型，管子两端固定在同一块管板上。U型管式换热器04吸收过程的基本原理U型管式换热器优缺点04适用：适用于清洁不易结垢的物料换热，如高压蒸汽。缺点优点结构简单，造价低；管束可取出，壳程易清洗由于壳体和管子分开，管束可以自由伸缩，热补偿性能好。管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能好，承压能力强。管内清洗困难，所以管内的流体必须是清洁及不易结垢的物料。固定管板式换热器05固定管板换热器的两端管板，采用焊接方法与壳体连接固定。需加装热补偿原件-膨胀节（补偿圈）当壳体换热管受热、受压发生时，补偿圈变形吸收热膨胀差。固定管板式换热器05优点缺点1、结构简单、紧凑、能够承受较高的压力。2、造价低。3、管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换1、不易清洗壳程，壳体和管束中可能产生较大的热应力。2、冷流体温度差不能大于50℃。适用：介质清洁，不易结垢，管程清洗一级温差不大或温差虽大氮壳程压力不大的场合。吸收过程的基本原理浮头式换热器06浮头式换热器：针对固定管板式换热器的缺陷在结构上做了改进，两端管板只有一端与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由移动。吸收过程的基本原理浮头式换热器06优点：1、管壳和管体间膨胀自由，无温差应力；2、浮头可拆卸，方便清洗管程和壳程。适用：适用于管体管束之间温差较大或壳程介质易结垢的场合。缺点：结构复杂，成本高，设备笨重，浮头端小盖操作中不易检查，密封要求严格。吸收过程的基本原理填料函式换热器07填料函式换热器的管板也仅有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封，它的管束也可以自由膨胀，所以也不需考虑由于管壁、壳壁温度差引起的热应力，且管程和壳程都能清洗，加工制造较浮头方便，且造价较低。但由于填料密封处易于泄漏，故壳程压力不能过高，也不易用于壳程内为易挥发、易燃、易爆和有毒介质的场合。吸收过程的基本原理填料函式换热器07优点：不需考虑热应力，管程壳程均可，造价低。适用：不适用于课程高压；不易用于壳程内为易挥发、易燃、易爆和有毒介质的场合。缺点：填料密封容易泄漏。吸收过程的基本原理管壳式换热器流体通道的选择081、不清洁或易结垢的流体走容易清洁的一侧，对于直管束，易走管程，对U形管管束，走壳程；2、腐蚀性流体宜走管程，以免壳体和管束同时被腐蚀；3、压力高的流体宜走管程，以避免制造较厚的壳体；4、两流体温差较大时，对于固定管板式换热器，宜将对流传热吸收大的流体走壳程，以减小管壁与壳体的温差，减小热应力。吸收过程的基本原理管壳式换热器流体通道的选择085、位增大对流传热系数，需要提高流速的流体宜走管程，因管程流通截面积一般比壳程的小，也可以通过增加管程数来提高流速；6、蒸汽冷凝宜在壳程，以利于排除凝液。7、需要冷却的流体宜选壳程，热量可散失到环境中，以减少冷却剂用量。氮温度很高的流体，其热能可以利用，宜选管程，以减少热量散失。8、黏度大或流量较小的流体宜走壳程，壳程中有折流挡板，在挡板的作用下流体易形成湍流。吸收过程的基本原理小结4、浮头式换热器