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1、换换 热热 器器 基基 础础 知知 识识目录换换 热热 器器 的的 分分 类类3 1常常 用用 换换 热热 器器 的的 结结 构构 特特 点点2常用换热器基本参数和型号表示方法常用换热器基本参数和型号表示方法3 3管管 壳壳 式式 换换 热热 器器 常常 用用 材材 料料4目录管壳式换热器常见故障及处理方法管壳式换热器常见故障及处理方法3 5管壳式换热器检修程序及注意事项管壳式换热器检修程序及注意事项6强化管壳式换热器传热的途径强化管壳式换热器传热的途径3 7管壳式换热器常用防腐方法及原理管壳式换热器常用防腐方法及原理8概 述“换热器”(Heat exchanger)是热交换器的简称。使热量从
2、热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。它不仅是石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工业部门所广泛应用的工艺设备，也是重要的节能设备之一。据统计，在石油炼制和石油化工装置中，换热器约占装置工艺设备总重量的40 、投资的20 左右（不包括空气冷却器）。随着石油炼制和化工工业的发展，国内外对换热器无论从设计、制造、结构改进到传热机理的试验研究一直都在进行。各种新型、高效换热器在不断出现。第一章第一章 换热器分类换热器分类换热器分类换热器分类使用材料种类分类使用材料种类分类 n 金属材料换热器金属材料换热器n 非金属材料换热非金属材料换热器器 传热方式分类传热方式分类n混合式换热器混合式换热器n
3、蓄热式换热器蓄热式换热器n间接式换热器间接式换热器 混合式换热器混合式换热器 混合式换热器混合式换热器热 流 体冷 流 体热 流 体冷 流 体蓄热式换热器蓄热式换热器蓄热式换热器蓄热式换热器冷流体载流体热流体冷流体热流体间接式换热器间接式换热器最常见为管壳式换热器t2t1管 板壳 体t2t1折 流 板管 子第一章第一章 换热器的分类换热器的分类 间接式 换热器管式换热器管式换热器板面式换热器板面式换热器 扩展表面式扩展表面式换热器换热器 第一章第一章 换热器的分类换热器的分类套管式换热器套管式换热器螺旋管式螺旋管式换热器换热器管壳式换热器管壳式换热器 管式换热器管式换热器第一章第一章 换热器的
4、分类换热器的分类2311- 型肘管；2- 内管；3- 外管 套管式换热器套管式换热器 第一章第一章 换热器的分类换热器的分类壳侧入口壳侧出口壳体传热管入口管出口管RminDHminRtDHmaxRmax螺旋管式换热器螺旋管式换热器第一章第一章 换热器的分类换热器的分类板面式换热器板式换热器板式换热器螺旋板式螺旋板式换热器换热器板壳式板壳式换热器换热器第一章第一章 换热器的分类换热器的分类热 流 体冷 流 体热 流 体冷 流 体板式换热器流动示意图板式换热器流动示意图第一章第一章 换热器的分类换热器的分类热流体冷流体热流体冷流体冷流体热流体螺旋板式换热器螺旋板式换热器第一章第一章 换热器的分类换
5、热器的分类滚焊填焊滚焊1515(a)板条基本元件 金属窄条(b)卡圈(c)(d) 板壳式换热器的基本元件与组合板壳式换热器的基本元件与组合第一章第一章 换热器的分类换热器的分类扩展表面式扩展表面式换热器换热器板翅式换热器板翅式换热器 管翅式换热器管翅式换热器 强化的传热管强化的传热管 第一章第一章 换热器的分类换热器的分类板翅式换热器板翅式换热器第一章第一章 换热器的分类换热器的分类管翅式换热器翅片管管翅式换热器翅片管第一章第一章 换热器的分类换热器的分类(a)(b)管翅式换热器内翅片管管翅式换热器内翅片管第一章第一章 换热器的分类换热器的分类强化的传热管螺旋槽纹管强化的传热管螺旋槽纹管第一章
6、第一章 换热器的分类换热器的分类强化的传热管横纹管强化的传热管横纹管 第一章第一章 换热器的分类换热器的分类釜式釜式重沸器重沸器 固定固定管板式管板式 浮头式浮头式 U形形管式管式 填料填料函式函式 管壳式换热器管壳式换热器按其结构特点分成按其结构特点分成管壳式换热器是间接式换热器的一种是最为常用的换热器 第二章第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点v (a)固定管板式换热器固定管板式换热器 管板与壳体焊接在一起管板与壳体焊接在一起,不能从壳体上拆卸下来不能从壳体上拆卸下来.优点：优点：结构比较简单，紧凑，造价结构比较简单，紧凑，造价低，应用广泛。低，应用广泛。缺点：缺点：管外不能采
7、用机械法进行清洗，管外不能采用机械法进行清洗，要求壳程液体必须清洁，要求壳程液体必须清洁，不易结垢或不易对壳体造成腐蚀不易结垢或不易对壳体造成腐蚀第二章第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点v (b)浮头式换热器浮头式换热器两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳自两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳自由移动，称为浮头。分为内浮头式和外浮头式两种。由移动，称为浮头。分为内浮头式和外浮头式两种。 内浮头式优点：内浮头式优点：能在较高温差和压差下工作，管间和管内清洗方便，易结垢的流体。内浮头缺点：内浮头缺点：结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端
8、盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。第二章第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点v(c)U形管式换热器形管式换热器将换热管弯成将换热管弯成U形，管子两端固定在同一管板上，与浮头式换热器比省了形，管子两端固定在同一管板上，与浮头式换热器比省了浮头浮头,但管束与壳体间仍可自由伸缩，管束与壳体间不会有温差应力产生。但管束与壳体间仍可自由伸缩，管束与壳体间不会有温差应力产生。 优点：优点：结构简单，价格便宜，承压能力强，适用于管壳壁温差较大或壳程介质易结垢，又不适宜采用浮头式和固定管板式的场合。缺点：缺点：加工困难加工困难 ，清洗困难，拆修更管清洗困难，拆修更管不方便。不方便。 第二章
9、第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点v(d)填料函式换热器填料函式换热器换热器的浮头部分与壳体之间换热器的浮头部分与壳体之间利用填料函密封利用填料函密封优点：优点：加工制造方便，节省材料，造价比较低廉，管束从壳体内可以抽出，管内、管间都能进行清洗，维修方便。缺点：缺点：填料处易产生泄漏，适用于4MPa以下的工作条件,不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度也受填料的物性限制。第二章第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点v (e)填料函分流式换热器填料函分流式换热器优点：优点：可用机械法清洗可用机械法清洗，结构较浮头式结构较浮头式简单，造价比浮头式换热器低。简单
10、，造价比浮头式换热器低。加工方便，节省钢材。加工方便，节省钢材。填料函处填料函处泄漏能及时发现泄漏能及时发现,检修清洗方便。检修清洗方便。壳程开口为一个进口两个出口壳程开口为一个进口两个出口 ，壳程流体靠自然分流，壳程流体靠自然分流流至两个出口流至两个出口 ， 故称之为分流式换热器。故称之为分流式换热器。 缺点：缺点：壳程介质有外漏可能，壳程压力壳程介质有外漏可能，壳程压力不宜过高不宜过高,不宜处理易挥发、易燃、不宜处理易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质。使用温易爆、有毒及贵重介质。使用温度受到填料性能影响度受到填料性能影响,一般不超过一般不超过315。 第二章常用换热器的结构特点第二章常用换
11、热器的结构特点(f)釜式重沸器釜式重沸器俗称俗称“大肚子重沸器大肚子重沸器”系带有蒸发空间的加热器系带有蒸发空间的加热器优点：优点：清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质，并能承受高温、高压。 缺点：必须保证缺点：必须保证壳程液体介质有足够的蒸发空间。 第二章第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点管壳式换热器的结构种类虽然繁多,通常将其总成分成:前端管箱前端管箱壳壳 体体后端结构后端结构(包括管束包括管束)第二章第二章 常用换热器的结构特点常用换热器的结构特点管壳式换热器型号的表示方法管壳式换热器型号的表示方法第二章常用换热器的结构特点第二章常用换热器的结构特点结构部件的英文代号结
12、构部件的英文代号A- 平盖管箱（可拆盖板实现不拆卸管箱就检修换热管的工作）平盖管箱（可拆盖板实现不拆卸管箱就检修换热管的工作）B- 封头管箱（无可拆盖板）封头管箱（无可拆盖板）C- 用于可拆管束与管板制成一体的管箱用于可拆管束与管板制成一体的管箱N- 与管板制成一体的固定管板管箱与管板制成一体的固定管板管箱D- 特殊高压管箱（用于高压换热器的螺纹锁紧环管箱）特殊高压管箱（用于高压换热器的螺纹锁紧环管箱）E- 单程壳体（一般换热器上使用）单程壳体（一般换热器上使用）F- 具有纵向隔板的双程壳体（双壳程换热器上使用）具有纵向隔板的双程壳体（双壳程换热器上使用）G- 分流壳体（一进一出，壳体中间有纵
13、向隔板）分流壳体（一进一出，壳体中间有纵向隔板）H- 分流壳体（两进两出，壳体中间有纵向隔板）分流壳体（两进两出，壳体中间有纵向隔板）I- U型管式换热器壳体型管式换热器壳体J-无隔板分流（或冷凝器）壳体（一进两出，无隔板自然分流）无隔板分流（或冷凝器）壳体（一进两出，无隔板自然分流）K- 釜式重沸器壳体釜式重沸器壳体O- 外导流壳体外导流壳体LMN- 与前端管箱头形式与前端管箱头形式ABC相似的固定管板结构相似的固定管板结构P- 外填料函式浮头外填料函式浮头 S- 钩圈式浮头钩圈式浮头T- 抽式浮头抽式浮头 U- U形管束形管束W- 带套环填料函式浮头带套环填料函式浮头第三章浮头式换热器、冷
14、凝器和第三章浮头式换热器、冷凝器和U U 形管式换热形管式换热器标准系列基本参数和型号表示方法器标准系列基本参数和型号表示方法浮头式换热器、冷凝器和浮头式换热器、冷凝器和U 形管式换热器型号形管式换热器型号符合符合GB151 钢制管壳式换热器钢制管壳式换热器 标准。举例如下：标准。举例如下：BIU8OO- -165-4Iu公称直径公称直径800mm 的封头管箱的封头管箱U 形管换热器，形管换热器，u管程设计压力为管程设计压力为4MPa ,u壳程设计压力为壳程设计压力为2 .5MPa u公称换热面积为公称换热面积为165m2 ；u换热管直管段长度为换热管直管段长度为6m ，u换热管外径为换热管外
15、径为25mm ，u换热管精度等级为换热管精度等级为I 级，管程数为四。级，管程数为四。BIU8OO-5 . 20 . 4 -165-256-4I AES400-1.6-20-193-2 u公称直径公称直径400mm 的平盖管箱，的平盖管箱，u钩圈式浮头式换热器。钩圈式浮头式换热器。u管壳程设计压力均为管壳程设计压力均为1 .6MPa 。u公称换热面积为公称换热面积为20 m2 ，u换热管直管段长度为换热管直管段长度为3米，换热管外径为米，换热管外径为19mm ，u换热管精度等级为换热管精度等级为 级，级，u管程数为二管程。管程数为二管程。第三章浮头式换热器、冷凝器和第三章浮头式换热器、冷凝器和
16、U U 形管式换热形管式换热器标准系列基本参数和型号表示方法器标准系列基本参数和型号表示方法在诸多类型的换热器中，炼油厂使用最多的是在诸多类型的换热器中，炼油厂使用最多的是管壳式换热器中的管壳式换热器中的 它们的型式与参数已由部颁标准它们的型式与参数已由部颁标准 JB / T4714 浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数 和和JB / T47 17 U 型管式换热器型式与基本参数型管式换热器型式与基本参数 加以规定，加以规定，这给这给、和和都带来了极大的方便。都带来了极大的方便。 第三章浮头式换热器、冷凝器和第三章浮头式换热器、冷凝器和U U 形管式换热形管式换热器标准系列基本参数和型号表示方法器标准系列基本参数和型号表示方法基本参数公公 称称 直径直径公称传热面积公称传热面积管管 程程壳壳 程程钢板卷制壳体钢板卷制壳体以圆筒内直径（以圆筒内直径（mm）作为公称直径）作为公称直径;钢管制壳体钢管制壳体以钢管外径（以钢管外径（mm）作为公称直径。）作为公称直径。 以换热管外径为基准，扣除伸人管板内的换热管以换热管外径为基准，扣除伸人管板内的换热管长度后，对
