1、管壳式换热器管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。特别是在石油炼制和化学加工装置中,占有极其重要的地位。换热器的型式 按管板和壳体及其配合部分的形式可分为固定管板式、浮头式、U型管式、填料函式、釜式、滑动管板式和插管式等七种。 按换热管的类型可分为学管、波节管、螺旋管、螺纹管等。 按安装形式可分为卧式和立式两种。换热器的材质根据介质的不同,可选用碳素钢、不锈钢(SUS304、SUS316、SUS316L)、铜管及其它特殊材质。换热器的技术性能 最高使用温度:350 最高工作压力:35MPa详细参数请参
2、阅我厂管壳式换热器产品样本。板式换热器是一种新型高效换热设备。目前广泛应用于化工、石油、食品、冶金、机械、轻工、电力、矿山、医药、集中供热等工业部们的加热、冷却、冷凝、蒸发等工艺过程中。结构板式换热器主要由一组传热板片、封头、框架、拉紧螺栓等零件组成。传热板片可在上下梁、支架组成的框架上移动,亦可方便地装上或取下传热原理:传热板片是板式换热器的核心零件,它由金属薄板制造而成。板面压出不同方向形状的沟槽,两端冲出挂梁孔,四角冲有供介质通过的角孔沟槽分类:1.密封槽,位于板片周边及角孔周围。组装时,橡胶垫片镶粘于此槽中。2.传热部分波纹槽平面是人字型等,断面呈波纹状。位于密封槽(长六边形)内圈范围
3、内。该部分波纹沟槽使板片之间保持一定距离形成介质通道。3.导向沟槽,位于角孔处两道密封槽之间,起介质导向作用。4.辅助沟槽,位于密封槽外圈边缘部分,主要作用是提高板片钢性以上四类沟槽在板片装成板组后,凹凸部分互相接触形成众多支点,都有起到提高板组钢性的作用。使金属薄板(0.60.8 毫米)也能承受强大压力(高达 1.6MPa)。夹紧后的板组,角孔自然形成进出口通道,介质经此通道流入传热板间的流道中去,由于密封垫片的特殊形状,可使两种介质分别流入传热板两侧的流道内,互不相混。这样,金属传热板片便可将热流体的热量传给冷流体,达到热交换的目的。传热部分的人字型波纹(或其他形状波纹)交成网状并形成众多
4、触点。板间流首断面几何形状复杂。介质通过时,流动方向和流动速度不断变化,流速很低便可发生湍流,强化传热。因此,可获得较高传热系数。板式换热器的优点:传热效率高 由于设计的传热板间的流道面极复杂,换热介质在较低的流速小即可产生紊乱,强化传热,从而达到较高的传热系数。比列管式换热器高 24 倍,比螺旋板式换热器高 2 倍(见下表)项 目 列管换热器 螺旋版式换热器 板式换热器产生全紊流时的雷诺数 Re2000 Re800 Re300传热系数 M/mC 200-1000 200-2000 2000-6000结构紧凑 结构紧凑,重量轻,不需要庞大的基础。其安装面约为管壳式换热器的面积 1/21/3。重
5、量不到列管换热器重量的 2/3。可大为节省占地面积与施工费用。拆装方便 可使原本繁杂、笨重的维修、清洗等工作变的更加简单。松开紧固螺栓,便可轻易的更换及彻底清洗板片,特别适用于卫生条件要求较高的工业领域。适应性强 可在同一机架上,根据需要改变换热面积或流程组合,而换热器不需要进行改装,从而适应各种工艺要求。热损失少 板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中,其散热损失大于等于百分之一(可以忽略不计),不需要任何保温措施。热回收率高 板式换热器的流程数一般可以相等,在多数情况下冷热介质可以组成百分之百的逆向流,因此板式换热器能充分利用两种液体的温差,板式换热器的热回收率可高达 95%,而列管式一
6、般不超过 50%。金属耗量低 每平方米传热面积的板片,消耗金属材料 7-10 公斤。而同样的螺旋板式换热器需要 27 公斤/平方米,列管式换热器需要 40 公斤/平方米。安全性 传热板片的密封胶圈能起到双重密封,避免两种气体混流。由于垫片上开有安全孔,板片内的流体与大气相连,当换热器有极少的泄漏出现时,被压出的流体溢出能有出口,并能立即发现液体滞留量少 板式换热器内的流道中滞留液体较少,只是列管式换热器滞留液体量的 8%以下,故能迅速起动,控制操作改变时反应迅速。不易积垢 由于板片波纹的特殊形状,具有良好的流体流动分布性,几乎不存在死区或低流速度区,表面光滑,不会腐蚀。所以流体在较低的流速小就
7、产生湍流,使得粒子处于悬浮状态,不易产生积垢。应用范围广 由于板式换热器的结构提点和无比优异的性能,其应用范围非常广大。从通常的水到高粘度的甚至非牛顿型的液体,从含小直径固体颗粒到含纤维的悬浮温度,从-25 度200 度都可以使用,对于用在需要严格控制温度和热敏性大或是年度高的物料情况下,尤其适宜。从工艺过程看,可用于加热、冷却、冷凝、蒸发、混合以及连续反应等过程。节省投资 板式换热器由于结构紧凑、重量轻,传热效率高,单位占用面及积耗费金属低,减少了维修费用,建筑费用等,使得使用板式换热器更为节省投资(见图 1)。换热器型式指标列管式换热器 螺旋板式换热器 板式换热器换热面积 1 0.72 0
8、.51设备重量 1 0.86 0.39每 m材料耗费 1 1.15 0.55设备占据空间 1 0.53 0.32克服流体阻力的运力消耗 1 0.30 0.95维修费用 1 2.0 0.20维修方便 板式换热器的维修比列管式容易得多,而螺旋板则不可拆.停机后,先切断热液体,然后让冷液体循环数分钟以使设备冷却,然后关闭全部阀门,这时便可均匀松开压紧螺栓,移开活动压紧板露出传热板组以供检查.只有机械清洗,更换板片和改装时才需打开板式换热器.主要技术特性:传热面积 最大 100m(每台)传热系数(水-水) 最大 7000W/mC接口尺寸 最大 125mm工作压力 最大 2.0MPa(特殊设计)工作温度
9、 -25C200C 蒸汽 150 度300 度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。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
10、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。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时无法知道泄漏情况,所以装配时一定要注意密封性能。上图为双壳程 U 形管式换热器。U 形管式换热器是将换热管弯成 U 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 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,但管内清洗稍困难,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(如图中所示)。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,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;壳程介质不适于易挥发、易燃、易爆、有毒等介质。外形图 剖视图
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