管殼式換熱器的失效及對策畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-12-12 06:02 本頁面
【文章內容簡介】 3。 7 應力腐蝕 8 縫隙腐蝕 9 六、 總結 9 參考文獻 致謝 2020 級機電一體化畢業(yè)論文 3 引言 管殼式換熱器是石油化工領域應用最廣泛的換熱設備之一。但是 ,由于選材、加工制造、使用、等眾多因素的影響 ,換熱器的失效卻屢見不鮮。企業(yè)也因此遭受了不可估計的經(jīng)濟損失。本文從工程實際中換熱器最容易失效的敏感部位出發(fā) ,綜合分析了各種失效形式 ,明確了促使其發(fā)展的關鍵因素。同時 ,對各種失效形式也提出了相應的預防措施 ， 最后又針對各種腐蝕對換熱器的影響及預防做了詳細介紹。 2020 級機電一體化畢業(yè)論文 4 一、管殼式換熱器 概述 管殼式換熱器基本類型 (1) 固定管板式換熱器 結構簡 單緊湊 ,往往是管板兼法蘭。適用于管、殼程溫差不大或管、殼程溫差大 ,但壓力不高 ,殼程介質干凈或雖結垢 ,但通過化學清洗能清除的場合。 (2) 浮頭式換熱器 管束一端的管板可以自由浮動 ,不受溫差應力的困擾 ,其結構復雜 ,內浮頭密封困難 ,鍛件多 ,造價高。維修時可只更換管束 ,適用于管、殼程溫差大但工作壓力不超過 10 MPa 的工況 ,缺點是需要抽出管束。 (3)U 形管式換熱器 管束可自由伸縮 ,只有 1塊管板 ,密封面少 ,可抽芯維修更換。適用場合為管、殼程溫差大 ,高溫 ,高壓。殼程需抽芯清洗 ,管內介質干凈或雖會結垢 ,但通過化學 清洗能清除。 (4) 填函式換熱器 管束可自由伸縮 ,殼程和管程都可以拆開清洗 ,結構簡單 ,適用管、殼程溫差大工況。耐壓、耐溫及密封能力差 ,工作壓力不超過 410MPa ,不宜處理易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質。 (5) 釜式重沸器 殼體上部作為蒸汽空間 ,相當 于 1 塊理論塔盤 ,熱源由浮頭或 U 形管束提供 ,適用場合為管殼程溫差大 ,壓力不受限制 ,塔底空間較小 ,汽化率 30 %～ 80 % ,重沸器工藝介質的液相作為產(chǎn)品或分離要求高 ,但安裝空間受限制。用作蒸汽發(fā)生器時 ,對蒸汽品質要求不高。 換熱管 換熱管是管 殼式換熱器的傳熱元件 ,采用高效傳熱元件是改進換熱器傳熱性能最直接有效的方法。國內已使用的換熱管有以下幾種。 (1) 螺紋管 螺紋管也稱低翅片管 ,用光管軋制而成 ,適用于管外熱阻為管內熱阻 1. 5 倍以上的單相流及渣油、蠟油等粘度大 ,腐蝕易結垢物料的換熱。 (2) T 形翅片管 用于管外沸騰時 ,可有效降低物料泡核點 ,沸騰給熱系數(shù)提高 1. 6～ 3. 3 倍 ,是蒸發(fā)器、重沸器的理想用管。 (3) 表面多孔管 該管為光管表面形成 1 層多孔性金屬敷層 ,該敷層上密布的小孔能形成很多汽化中心 ,強化沸騰傳熱。 (4) 螺旋槽 紋管 可強化管內物流間的傳熱 ,物料在管內靠近管壁部分流體順槽旋流 ,另一部分流體呈軸向渦流 ,前一種流動有利于減薄邊界層 ,后一種流動分離邊界層并增強流體擾動 ,傳熱系數(shù)提高 1. 3～ 1. 7 倍 ,但阻力降增加 1. 7～2. 5 倍。 2020 級機電一體化畢業(yè)論文 5 (5) 波紋管 為擠壓成形的不銹鋼薄壁波紋管管內、外都有強化傳熱的作用 ,但波紋管換熱器承壓能力不高 ,管心距大排管少 ,殼程短路不易控制。 管殼式換熱器特殊結構 (1) 雙殼程結構 在換熱器管束中間設置縱向隔板 ,隔板與殼體內壁用密封片阻擋物流內漏 ,形成雙殼程。適用場合 : ①管程 流量大殼程流量小時 ,采用此結構流速可提高一倍 ,給熱系數(shù)提高 1. 2～ 1. 6 倍。②冷熱物流溫度交叉時 ,單殼程換熱器需要 2 臺以上才能實現(xiàn)傳熱 ,用 1 臺雙殼程換熱器不僅可以實現(xiàn)傳熱 ,而且可得到較大傳熱溫差。 (2) 螺旋折流板換熱器 螺旋折流板可防止死區(qū)和返混 ,壓降較小。物流通過這種結構換熱器時溫度存在明顯的徑向變化 ,故不適用于有高熱效率要求的場合。 (3) 雙管板結構 在普通結構的管板處增加 1 個管板 ,形成的雙管板結構用于收集泄漏介質 ,防止兩程介質混合。 (4) 高溫高壓密封結構 ①金屬環(huán)墊 (八角墊或橢圓墊 ) 。該結構加工簡單 ,密封可靠 ,但對于大直徑、高壓加氫換熱器金屬耗量大、金屬墊難以加工 ,且密封不可靠。此種結構適用于壓力為 6～ 9 MPa ,直徑小于 1 000 mm 的工況。②螺紋鎖緊環(huán)結構。同鋼墊圈密封結構相比 ,其優(yōu)點為密封可靠性好 ,金屬耗量較少。但機加工件較多 ,結構復雜 ,設計計算繁瑣 ,造價昂貴 ,不能準確排除管殼程間介質內漏 ,拆卸檢修比較復雜。這種結構具有螺紋鎖緊環(huán)結構所具備的許多優(yōu)點 ,不同的是 ,它的管箱部分密封是靠在蓋板外周上施行密封焊來實現(xiàn)。④Ω環(huán)密封結構。 1 種新型高壓換熱器密封結構 , 其優(yōu)點是主螺栓預緊 載荷和操作載荷較小 ,減小了設備法蘭與主螺栓的尺寸和質量 。 拆卸檢修方便、密封可靠 。制造簡單 , 造價低以及直徑、壓力、溫度適用范圍。 、 管殼式換熱器的主要零部件包括 :
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