列管式換熱器

　　在化工企業(yè)中列管式換熱器的類型很多，如板式，套管式，蝸殼式，列管式。其中列管式換熱器雖在熱效率、緊湊性、金屬消耗量等方面均不如板式換熱器，但它卻具有結(jié)構(gòu)堅固、可靠程度高、適應性強、材料范圍廣等特點，因此成為石油、化工生產(chǎn)中，尤其是高溫、高壓和大型換熱器的主要結(jié)構(gòu)形式。列管式換熱器主要有固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填函式換熱器和U型管式換熱器，而其中固定管板式換熱器由于結(jié)構(gòu)簡單，造價低，因此應用最普遍。

　　固定管板式換熱器

　　這類換熱器操作簡單、便宜。最大的缺點是管外側(cè)清洗困難，因而多用于殼側(cè)流體清潔，不易結(jié)垢或污垢容易化學處理的場合。當殼壁與殼壁溫度相差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應力，以致管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞整個換熱器，因此，一般管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，換熱器應有溫差補償裝置，圖為具有溫差補償圈(或稱膨脹節(jié))的固定管板式換熱器。一般這種裝置只能用在殼壁與管壁溫差低于60~70℃和殼程流體壓強不高的情況。殼程壓強超過6×105Pa時，由于補償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補償作用，就應考慮采用其他結(jié)構(gòu)。

　　完善的換熱器在設計和選型時應滿足以下各項基本要求：

　　(1)合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件：可以從：①增大傳熱系數(shù)②提高平均溫差③妥善布置傳熱面等三個方面具體著手。

　　(2)安全可靠 換熱器是壓力容器，在進行強度、剛度、溫差應力以及疲勞壽命計算時，應

　　遵循我國《鋼制石油化工壓力容器設計規(guī)定》和《鋼制管殼式換熱器設計規(guī)定》等有關(guān)規(guī)定與標準。

　　(3)有利于安裝操作與維修 直立設備的安裝費往往低于水平或傾斜的設備。設備與部件應便于運輸與拆卸，在廠房移動時不會受到樓梯、梁、柱的妨礙，根據(jù)需要可添置氣、液排放口，檢查孔與敷設保溫層。

　　(4)經(jīng)濟合理 評價換熱器的最終指標是：在一定時間內(nèi)(通常1年內(nèi)的)固定費用(設備的購置費、安裝費等)與操作費(動力費、清洗費、維修費)等的總和為最小。在設計或選型時，如果有幾種換熱器都能完成生產(chǎn)任務的需要，這一標準就尤為重要了。

　　換熱器內(nèi)冷熱流體通道的選擇 冷、熱流體流動通道的選擇的一般原則：

　　1)不潔凈或易結(jié)垢的液體宜在管程，因管內(nèi)清洗方便。

　　2)腐蝕性流體宜在管程，以免管束和殼體同時受到腐蝕。

　　3)壓力高的流體宜在管內(nèi)，以免殼體承受壓力。

　　4)飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與流速 無關(guān)，而且冷凝液容易排出。

　　5)流量小而粘度大的流體一般以殼程為宜，因在殼程Re>100即可達到湍流。但這不是絕對的，如流動阻力損失允許，將這類流體通入管內(nèi)并采用多管程結(jié)構(gòu)，亦可得到較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)。

　　6)若兩流體溫差較大，對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體通入殼程，以減小熱應力。

　　7)需要被冷卻物料一般選殼程，便于散熱。

　　綜上所述本換熱器的管程走壓縮后的熱空氣，殼程走冷卻水。熱空氣和冷卻水逆向流動換熱。

　　(1)因為熱空氣的操作壓力達到1.3Mpa，而冷卻水的操作壓力取0.2Mpa，如果熱空氣走管內(nèi)可以避免殼體受壓，可節(jié)省殼程金屬消耗量;

　　(2)對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，若兩流體的的溫度差較大，對流傳熱系數(shù)較大者宜走管間，因壁面溫度與對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大的流體溫度相近，可以減少熱應力，防止把管子壓彎或把管子從管板處拉脫。

　　(3)熱空氣走管內(nèi)，可以提高熱空氣流速增大其對流傳熱系數(shù)，因為管內(nèi)截面積通常比管間小，而且管束易于采用多管程以增大流速。

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