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化工設備課件--換熱設備.ppt

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第五章 換熱設備 目 錄換熱設備的類型及應用1管殼式換熱器2其他類型換熱設備簡介3換熱設備的使用與維護4第一節 換熱設備的類型及應用 一、換熱設備的應用 ◆ 定義 使傳熱過程得以實現的設備稱之為換熱設備。二、換熱設備的類型 ◆ 按用途分類 冷卻器 冷凝器 加熱器 換熱器 再沸器 蒸氣發生器 廢熱(或余熱)鍋爐 ◆ 按換熱方式分類 直接接觸式換熱器 蓄熱式換熱器 間壁式換熱器 三、換熱設備性能對比及選擇◆換熱器的基本要求 ● 熱量能有效地從一種流體傳遞到另一種流體,即傳熱效率高,單位傳熱面上能傳遞的熱量多。 ● 換熱器的結構能適應所規定的工藝操作條件,運轉安全可靠,密封性好,清洗、檢修方便,流體阻力小。 ● 價格便宜,維護容易,使用時間長?!?換熱器選型應考慮的因素 ● 流體的性質。 ● 換熱介質的流量、操作溫度、壓力。 第二節 管殼式換熱器一、管殼式換熱器的類型◆ 固定管板式換熱器 固定管板式換熱器1—封頭;2—法蘭;3—排氣口;4—殼體;5—換熱管;6—波形膨脹節;7—折流板(或支持板);8—防沖板;9—殼程接管;10—管板;11—管程接管;12—隔板;13—封頭;14—管箱;15—排液口;16—定距管;17—拉桿;18—支座;19—墊片;20、21—螺栓、螺母 ◆ 浮頭式換熱器浮頭式換熱器1—防沖板;2—折流板;3—浮頭管板;4—鉤圈;5—支耳 浮頭結構示意圖浮頭式重沸器1—偏心錐殼;2—堰板;3—液面計接口◆ U形管式換熱器 U形管式換熱器 1—中間擋板;2—U形換熱管;3—排氣口;4—防沖板;5—分程隔板◆ 填料函式換熱器 填料函式換熱器 1—縱向隔板;2—浮動管板;3—活套法蘭;4—部分剪切環;5—填料壓蓋;6—填料;7—填料函二、管殼式換熱器的結構 ◆管殼式換熱器流體的流程 一種流體走管內、稱為管程,另一種流體走管外、稱為殼程。管內流體從換熱管一端流向另一端一次,稱為一程;對U形管換熱器,管內流體從換熱管一端經過U形彎曲段流向另一端一次,稱為兩程. ◆換熱管及其在管板上的排列 換熱管在管板上的排列形式有正三角形、轉角正三角形、正方形和轉角正方形等 換熱管的排列形式 ◆ 管板和管子的連接 管板和管子的連接方式有脹接和焊接,對于高溫高壓下常采用脹、焊并用的方式。 ● 脹接 脹接適用于換熱管為碳鋼,管板為碳鋼或低合金鋼,設計壓力不超過4MPa、設計溫度不超過350℃,且無特殊要求的場合。 ● 焊接 碳鋼或低合金鋼,溫度在300℃以上,大都采用焊接連接。管板與換熱管的焊接連接 ◆ 管箱 管箱位于殼體兩端,其作用是控制及分配管程流體。 管箱結構形式1—隔板;2—管板;3—箱蓋 ◆ 殼體及其與管板的連接 ● 在殼程進口接管處常裝有防沖板或稱緩沖板。 進口接管及防沖板的布置 ● 在固定管板式中,兩端管板均與殼體采用焊接連接、且管板兼作法蘭用,在浮頭式、U形管式及填料函式換熱器中采用可拆連接,將管板夾持在殼體法蘭和管箱法蘭之間。管板與殼體連接結構 ◆ 折流板 ● 折流板的作用 引導殼程流體反復地改變方向作錯流流動或其他形式的流動,并可調節折流板間距以獲得適宜流速,提高傳熱效率。另外,折流板還可起到支撐管束的作用。 ●折流板的 分類 常用折流板有弓形和圓盤-圓環形兩種 弓形的有單弓形、雙弓形及三弓形,單弓形和雙弓形應用最多。 弓形折流板 圓盤-圓環形折流板折流板缺口尺寸 ● 折流板的固定 折流板的固定是通過拉桿和定距管來實現的。 拉桿結構 三、管殼式換熱器的標準 ◆ GB151—1999《管殼式換熱器》 是由國家技術監督局發布的關于管殼式換熱器的國家標準。該標準是管殼式換熱器設計和制造的主要依據。 ◆標準代號為JB/T4714~4720-92 該標準對浮頭式換熱器和冷凝器、固定管板式換熱器、立式熱虹吸式重沸器及U形管式換熱器的具體結構形式、基本參數及其組合都作了具體的規定(定型)。 ◆ 換熱器的型號 ××× DN — -- A-- -- --Ⅰ或Ⅱ 管束的級別 管程/殼程數,單殼程時只寫Nt 公稱長度/換熱管外徑,m 公稱換熱面積 管程/殼程設計壓力,MPa;壓力相等時只寫pt 公稱直徑,mm; 分別表示前端管箱、殼體、后端結構形式第三節 其他類型換熱設備簡介一、板面式換熱器 ◆ 螺旋板式換熱器 螺旋板換熱器的結構是由兩張平行的鋼板在專用的卷床上卷制而成,它是具有一對螺旋通道的圓柱體,再加上頂蓋和進出口接管而構成的。螺旋板換熱器結構形式 Ⅲ型螺旋板換熱器 ◆ 板式換熱器 板式換熱器是由一組長方形的薄金屬傳熱板片構成,用框架將板片夾緊組裝于支架上。兩個相鄰板片的邊緣襯以墊片(各種橡膠或壓縮石棉等制成)壓緊,板片四角有圓孔,形成流體的通道。 1—上導桿;2—墊片;3—傳熱板片;4—角孔;5—前支柱;6—固定端板;7—下導桿;8—活動端板 ◆ 板翅式換熱器 板翅式換熱器 1,3—側板;2,5—隔板;4—翅片二、空冷器 空冷器是以空氣作為冷卻介質,對流經管內的熱流體進行冷卻或冷凝。主要由管束、風機、構架及百葉窗等部件組成。 空冷器結構1—百葉窗;2—管束;3—構架;4—風機 三、套管式換熱器套管換熱器(a)光滑管;(b)帶有翅片的管子和可以拆卸的套管 第四節 換熱設備的使用與維護一、換熱器的日常維護 日常操作應特別注意防止溫度、壓力的波動,首先應保證壓力穩定,絕不允許超壓運行。二、換熱器的清洗 換熱設備經長時間運轉后,由于介質的腐蝕、沖蝕、積垢、結焦等原因,使管子內外表面都有不同程度的結垢,甚至堵塞。所以在停工檢修時必須進行徹底清洗,常用的清洗(掃)方法有風掃、水洗、汽掃、化學洗清和機械清洗等。 ◆ 酸洗法 酸洗法是用鹽酸作為清洗劑 ,酸洗法又分浸泡法和循環法兩種。 換熱器酸洗法流程 ◆ 機械清洗法 對嚴重的結垢和堵塞,可用鉆的方法疏通和清理。 管式沖擊鉆1—進水管;2—外套管;3—填料;4—壓蓋螺母;5—填料壓蓋;6—鉆桿;7—進水口;8—鉆頭◆ 高壓水沖洗法 高壓水沖洗法多用于結焦嚴重的管束的清洗,如催化油漿換熱器。 ◆ 海綿球清洗法 將較松軟并富有彈性的海綿球塞入管內,使海綿球受到壓縮而與管內壁接觸,然后用人工或機械法使海綿球沿管壁移動,不斷摩擦管壁,達到消除積垢的目的。
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