【正文】 ，從而發(fā)生介質(zhì)的泄漏。間壁式換熱器的類(lèi)型也是多種多樣，從其結(jié)構(gòu)上大致可以分為：一、管式換熱器 管殼式換熱器 （1）固定管板式換熱器（2）浮頭式換熱器B（3）U型管式換熱器套管式換熱器蛇管換熱器 （1）沉浸式蛇管換熱器（2）噴淋式蛇管換熱器翅片管換熱器二、板式換熱器 夾套換熱器39。（二）按熱量交換原理和方式劃分按照冷、熱流體熱量交換的原理和方式不同，換熱器主要分直接接觸式（混合式）、蓄熱式和間壁式三類(lèi)。（一）按用途劃分按照其用途不同可分為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器、再沸器、深冷器、過(guò)熱器等。它能獲得普通管殼式換熱器和板框式傳熱設(shè)備所獲得的最佳值。美國(guó)休斯頓的布朗公司做了改進(jìn)。這種設(shè)計(jì)的先進(jìn)性已為流體動(dòng)力學(xué)研究和傳熱試驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)，此設(shè)計(jì)已獲得專(zhuān)利權(quán)。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系統(tǒng)(z字形流道)，這樣會(huì)導(dǎo)致較大的死角和相對(duì)高的返混。將試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)加以整理，便可評(píng)估翅片底面的接觸阻力。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源利用、開(kāi)發(fā)和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的要求也日益加強(qiáng)。 縱觀換熱設(shè)備的發(fā)展及演變歷史，不難看出，在板式類(lèi)換熱器廣泛發(fā)展，管殼類(lèi)換熱器不再一國(guó)獨(dú)大的今天，以下四個(gè)特點(diǎn)始終沒(méi)有改變：。 世界能源的日益緊張與危機(jī)，使得“節(jié)能”與“高效”逐漸受到重視，加之“節(jié)能——減排——環(huán)?！钡母拍钊找嫔钊肴诵?，各國(guó)政府和機(jī)構(gòu)都逐年加大了這方面投入的人力和物力，同時(shí)也取得了許多可喜的成果?；仡檽Q熱器發(fā)展歷程，雖然板式換熱設(shè)備的充分開(kāi)發(fā)只是近些年的事情，但是其理論和技術(shù)的出現(xiàn)卻要早的多。在此期間，為了解決強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的換熱問(wèn)題，人們對(duì)新型材料制成的換熱器開(kāi)始注意。在換熱器中至少要有兩種溫度不同的流體,一種流體溫度較高,放出熱量。二十世紀(jì)30年代初，瑞典首次制成螺旋板換熱器。然而近幾十年來(lái)，這種平衡有所改變。 形成了在最初的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期里，板式類(lèi)換熱器沒(méi)有受到人們喜愛(ài)的局面，其技術(shù)進(jìn)展自然也相當(dāng)可憐。 管殼類(lèi)換熱器由于始終受到普遍應(yīng)用和重視，其理論研究的深度和設(shè)備改進(jìn)的步伐都是板式類(lèi)換熱器所不能比擬的。通常在化工廠的建設(shè)中換熱器投資比例為11%，在煉油廠中高達(dá)40%。通常在實(shí)踐中翅片底面的接觸阻力是限制管子加裝翅片的因素之一。因而氣動(dòng)噴涂法不但可用于成型，還可用來(lái)將按普通方法制造的翅片固定在換熱器管子的表面上，也可用來(lái)對(duì)普通翅片的底面進(jìn)行補(bǔ)充加固。對(duì)普通折流板幾何形狀的改進(jìn)，是發(fā)展殼程的第一步。螺旋折流板結(jié)構(gòu)可滿(mǎn)足相對(duì)寬的工藝條件。組裝換熱器時(shí)也可采用螺旋扁管與光管混合方式。第2章 設(shè)計(jì)方案化工生產(chǎn)中所用的換熱器類(lèi)型很多。再沸器是用于再加熱裝置中冷凝了的液體使其蒸發(fā)的熱交換器。3）間壁式換熱器：冷、熱流體通過(guò)將它們隔開(kāi)的固體壁面進(jìn)行傳熱，這是工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的一類(lèi)換熱器。列管式換熱器是最典型的管殼式換熱器，它在工業(yè)上的應(yīng)用有著悠久的歷史，而且至今仍在所有換熱器中占據(jù)主導(dǎo)地位。這類(lèi)換熱器的特點(diǎn)是：管束可以自由伸縮，不會(huì)因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱補(bǔ)償性能好；管程為雙管程，流程較長(zhǎng)，流速較高，傳熱性能較好；承壓能力強(qiáng)；管束可以從殼體內(nèi)抽出，便于檢修和清洗，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。此類(lèi)換熱器的管束膨脹不受殼體的約束，所以殼體與管束之間不會(huì)由膨脹量的不同而產(chǎn)生熱應(yīng)力。圖25 填料函式換熱器 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種不同型式和種類(lèi)的換熱器發(fā)展很快，新結(jié)構(gòu)、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。因此在安裝時(shí)要特別注意其密封。隨著幞頭式換熱器的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展，以及長(zhǎng)期以來(lái)使用經(jīng)驗(yàn)的積累，鉤圈的結(jié)構(gòu)形式也得到了不段的改進(jìn)和完善。大直徑管子用于粘性大或者污濁的流體，小直徑的管子用于較清潔的流體。 管板上換熱管中心距的選擇既要考慮結(jié)構(gòu)的緊湊性，傳熱效果，又要考慮管板的強(qiáng)度和清洗管子外表面所需的空間。在管殼式換熱器的計(jì)算中，首先需決定何種流體走管程，何種流體走殼程，這需遵循一些一般原則。以上這些原則有些事相互矛盾的，所以在具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮，決定哪一種流體走管程，哪一種流體走殼程。2）若兩流體給熱性能相差較大時(shí)，α值小的流體走管間此時(shí)可以用翅片管來(lái)平衡傳熱面兩側(cè)的給熱條件，使之相互接近。 當(dāng)流體不發(fā)生相變時(shí)，介質(zhì)的流速高，換熱強(qiáng)度大，從而可使換熱面積減少、結(jié)構(gòu)緊湊、成本降低，一般也可抑止污垢的產(chǎn)生。（2）煙道氣燃料燃燒所得到的煙道氣具有很高溫度，可達(dá)700~1000，適用于需要達(dá)到高溫度加熱。該溫度直接影響加熱劑或冷卻劑的耗量和換熱器的大小，所以此溫度的確定有一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題。碳鋼價(jià)格低，強(qiáng)度較高，對(duì)堿性介質(zhì)的化學(xué)腐蝕比較穩(wěn)定，很容易被酸腐蝕，在無(wú)耐腐蝕性要求的環(huán)境中應(yīng)用時(shí)合理的。主義溫差較大的流體應(yīng)避免緊鄰以免引起較大的溫差應(yīng)力。G型與H型均可用于以壓力降作為控制因素的換熱器中。等邊三角形排列結(jié)構(gòu)緊湊，在一定管板面積上可以配置較多的管數(shù)，且由于管子間的距離都相等，在管板加工時(shí)便于畫(huà)線與鉆孔。當(dāng)管子總數(shù)超過(guò)127根（相當(dāng)于層數(shù)6），等邊三角形排列的最外層管子和殼體間弓形部分也應(yīng)配置上附加的管子，這樣不但可增加排列管數(shù)，增大傳熱面積，而且消除了管外部分不利于傳熱的空間。最外層列管中心至殼體內(nèi)表面的距離不應(yīng)小于。+32+40177。 7176。在設(shè)計(jì)和制造換熱器時(shí)，正確選用材料很重要。當(dāng)換熱器承受高溫高壓是，應(yīng)采用薄型管板，既降低了溫差應(yīng)力，同時(shí)有滿(mǎn)足了高壓對(duì)機(jī)械應(yīng)力的要求。此方法是利用脹管器將管子擴(kuò)張，產(chǎn)生顯著的塑性變形，靠管子與管板間的擠壓力達(dá)到密封緊固的目的。列管式換熱器管板，一般采用平管板，在圓平板上開(kāi)孔裝設(shè)管束，管板又與殼體相連，管板所受載荷除管程和殼程壓力外，還要承受殼壁的溫差引起的變形不協(xié)調(diào)作用等。當(dāng)管子連續(xù)連接在管板之后，管板孔內(nèi)的管子又能增強(qiáng)管板的強(qiáng)度和剛度，而且也抵消一部分高峰應(yīng)力。由于管壁與殼壁溫度不同產(chǎn)生變形量的差異，不僅使管子、殼體的應(yīng)力有顯著的增加，而且使管板的應(yīng)力有很大的增加，在設(shè)備啟動(dòng)和停車(chē)過(guò)程中，特別容易發(fā)生這種情況。表35 管板最小厚度換熱器管板厚度換熱器管板厚度223825325732采用焊接時(shí)，管板最小厚度的確定應(yīng)考慮焊接工藝及管板焊接形變等的要求。介質(zhì)在殼程的流動(dòng)方式有多種型式，單殼程型式應(yīng)用最為普遍。、支撐板的作用及結(jié)構(gòu)在對(duì)流傳熱的換熱器中，為了加強(qiáng)殼程內(nèi)流體的流速和湍流程度，以提高傳熱效率。水平圓缺排列可造成液體的劇烈擾動(dòng)，增大傳熱膜系數(shù)，這種型式最常用。對(duì)立式換熱器則不必開(kāi)缺口。折流板間距視殼程介質(zhì)的流量、粘度及換熱器的功用而定，其系列100mm，150mm，200mm，300mm，450mm，600mm，800mm，1000mm。表36 折流板和支撐板的外徑 殼體公稱(chēng)直徑DN項(xiàng) 目139273325400500600700800900100011001200換熱器折流板、支承板名義外徑397696796896冷凝器支撐板名義外徑39649059569479489499310931093折流板、支承板外徑負(fù)偏差流板厚度與殼體直徑和折流板間距有關(guān)，間表37。假管的表面形狀為兩端堵死的管子，安置于分程隔板槽背面兩管板之間但不穿過(guò)管板，可與折流板焊接以便固定。這樣支撐板則可放寬其制造要求，因?yàn)檫@是介質(zhì)短路可以認(rèn)為不影響傳熱效率。管箱具有一個(gè)可拆蓋板，因此在檢修或清洗管子時(shí)無(wú)須卸下管箱。其結(jié)構(gòu)為筒形的，常成為導(dǎo)流筒，它可將加熱蒸汽或流體導(dǎo)致靠近管板處才進(jìn)入管束間，更充分地利用換熱面積，目前常用這種結(jié)構(gòu)來(lái)提高換熱器的換熱能力。該換熱器的管壁溫和殼體壁溫之差較大，因此初步確定選用浮頭式換熱器。折流板數(shù) 折流板圓缺面水平裝配。特性尺寸；定性溫度：流體進(jìn)出口溫度的算術(shù)平均值（取壁溫）。在此次課程設(shè)計(jì)期間，我開(kāi)始學(xué)著通過(guò)各種途徑查閱相關(guān)資料，并對(duì)大量資料進(jìn)行整合和篩選分，分離出我所需要的，這對(duì)于我今后的研究和學(xué)習(xí)有很大的幫助。努力才有收獲，荊棘叢后，是成功的鮮花和掌聲，我想困難和挑戰(zhàn)將是我成功的最大動(dòng)力。但是，在此期間，我也發(fā)現(xiàn)書(shū)本上的理論知識(shí)并不適合實(shí)際生產(chǎn)生活，這讓我更加重視實(shí)踐，重視對(duì)實(shí)際工作的關(guān)注，有利于提高我理論聯(lián)系實(shí)際的能力。管外強(qiáng)制對(duì)流管束外垂直錯(cuò)列管束，管束排數(shù)=10，特性尺寸：管外徑，流速取通道最狹窄處。管程流體進(jìn)出口接管：取接管內(nèi)循環(huán)水流速，則接管內(nèi)徑為取標(biāo)準(zhǔn)管徑為60mm。選用φ25，根據(jù)表三—管內(nèi)流速取ui=。圓形擋板，為了減少流體組里，擋板與換熱器殼壁的距離e不應(yīng)太小，至少應(yīng)保持此處流道截面積不小于流體進(jìn)口接管的截面積，且距離e不小于30mm，若距離太大也妨礙管子的排列，且減少了傳熱面積。對(duì)于多管程換熱器，在管箱內(nèi)應(yīng)設(shè)分程隔板，將管束分為順次串接的若干組，各組管子數(shù)目大致相等。表39 支承板厚度殼體直徑400400~800900~1200支承板厚度11600允許不支承的最大間距L可參見(jiàn)表310所列的數(shù)據(jù)。3）拉桿和定距管為了使折流板能牢靠地保持在一定位置上，通常采用拉桿和定距管。它可防止進(jìn)口流體直接沖擊管束而造成管子的侵蝕和管束振動(dòng)，還有使流體沿管束均勻分布的作用。這樣可以減小壓降并且避免或減小“靜止區(qū)”，從而改善傳熱。由于折流板間距較大，流體流經(jīng)單弓形折流板，會(huì)在其后接近殼體處，形成對(duì)傳熱不利的“死區(qū)”。垂直圓缺時(shí)，不凝氣不能在折流板頂部積存，而在冷凝器中，排水也不能再折流板底部積存。從傳熱的家督出發(fā)，有些換熱器，如冷凝器，是不需要設(shè)置折流板的，但為了增加管束的剛度，防止管子振動(dòng)，仍然要設(shè)置一定數(shù)量的支持板，這些支持板的尺寸及形狀均按折流板處理。用兩個(gè)換熱器串聯(lián)也可得到同樣的效果。殼程內(nèi)的結(jié)構(gòu)，主要有折流板、支承板、縱向隔板、旁路擋板及緩沖板等元件組成。6）當(dāng)管板又兼作法蘭時(shí)，擰緊法蘭螺栓，在管板上又會(huì)產(chǎn)生附加彎矩。4）管板邊緣固定的形式。2）管束的支撐作用。焊接法加工簡(jiǎn)便，對(duì)管孔的加工要求不高，較強(qiáng)的抗拉脫能力使之在高溫高壓下仍能保持連接處的緊密性，同時(shí)，在壓力不太高時(shí)，還可采用薄型管板。所以在中、低壓換熱器中的以推廣應(yīng)用。對(duì)化工設(shè)備而言，由于各部分可采用不同材料，應(yīng)注意有不同種類(lèi)的接觸而產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕作用。 6176。+38+48177。表33 管孔直徑及中心距允許偏差管子外徑管板孔相鄰孔中心距管孔中心距允許偏差折流板（支承板）孔直徑允許偏差相鄰孔任意孔孔直徑允許偏差14+19177。表32 等邊三角形排列時(shí)管子的根數(shù)六角形的層