在石化和化工制藥設(shè)備的換熱器系統(tǒng)中管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在化工生產(chǎn)和應(yīng)用中一直占主導(dǎo)地位,被廣泛應(yīng)用在精餾塔的塔頂冷凝器、冷卻器和塔底再沸器等。在管殼式換熱器的設(shè)計(jì)和使用中,積極考慮強(qiáng)化傳熱的新技術(shù)、新工藝,以提高能源利用率、減少金屬材料的消耗,對推進(jìn)石油化工制藥行業(yè)的節(jié)能減排工作有著重要意義。

管殼式換熱器是在石油化工行業(yè)中應(yīng)用廣泛的換熱器?？v然各種板式換熱器的競爭力不斷上升，管殼式換熱器依然在換熱器市場中占主導(dǎo)地位。目前各國為提高這類換熱器性能進(jìn)行的研究主要是強(qiáng)化傳熱，提高對苛刻的工藝條件和各類腐蝕介質(zhì)適應(yīng)性材料的開發(fā)以及向著高溫、高壓、大型化方向發(fā)展所作的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。

強(qiáng)化傳熱的主要途徑是提高傳熱系數(shù)、擴(kuò)大傳熱面積和增大傳熱溫差等方式，其中提高傳熱系數(shù)是強(qiáng)化傳熱的重點(diǎn)，主要是通過強(qiáng)化管程傳熱和殼程傳熱兩個(gè)方面得以實(shí)現(xiàn)。目前，管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱方法主要有：采用改變傳熱元件本身的表面形狀及其表面處理方法，以獲得粗糙的表面和擴(kuò)展表面；用添加內(nèi)插物的方法以增加流體本身的擾流；將傳熱管的內(nèi)外表面軋制成各種不同的表面形狀，使管內(nèi)外流體同時(shí)產(chǎn)生揣流并達(dá)到同時(shí)擴(kuò)大管內(nèi)外有效傳熱面積的目的，提高傳熱管的傳熱性能；將傳熱管表面制成多孔狀，氣泡核心的數(shù)量大幅增加，從而提高總熱系數(shù)并可增加其抗污垢能力；改變管束支撐形式以獲得良好的流動(dòng)分布，充分利用傳熱面積等。

針對冷卻塔防腐問題，傳統(tǒng)方法以補(bǔ)焊為主，但補(bǔ)焊易使管板內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，難以消除，可能造成冷卻塔管板焊縫再次滲漏?，F(xiàn)西方國家多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù)。其具有優(yōu)異的粘著性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能，在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會(huì)收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能，從根本上杜絕了修復(fù)部位的腐蝕滲漏，為冷卻塔提供一個(gè)長久的保護(hù)涂層。

管殼式換熱器的分類?

工業(yè)換熱器通常按結(jié)構(gòu)、傳熱過程、傳熱表面的緊湊性、所用材料、流型、流體的分相、相態(tài)和傳熱機(jī)理等方面進(jìn)行分類。

1.按流體流動(dòng)形式分類：?

根據(jù)管殼換熱器內(nèi)流體流動(dòng)的形式，可分為匯流、逆流和橫流三種形式，其中換熱器壁上的熱應(yīng)力比較小，在相同條件下壁面間的傳熱溫差更大，因此逆流是其它流動(dòng)方式的首推形式。

2.按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類：?

它可分為固定管板、浮頭式、U形管型、填料功能型、滑動(dòng)管板、板式、薄管板等。

3.按所用材料分類：?

一般來說，換熱器可分為金屬材料和非金屬材料。非金屬換熱器主要包括陶瓷換熱器、塑料換熱器、石墨換熱器和玻璃換熱器。

4.按傳熱面的特征分類：?

根據(jù)殼內(nèi)換熱管表面的形狀，可分為螺紋管換熱器、波紋管換熱器、管換熱器、表面多管換熱器、螺旋槽管換熱器、環(huán)槽管換熱器、縱向槽管換熱器、翅片管換熱器、塞式換熱器、鋸齒管換熱器等。

2、浮頭換熱器

      結(jié)構(gòu)：兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對殼體自由移動(dòng)，稱為浮頭。浮頭由浮頭管板，鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體中抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

      優(yōu)點(diǎn)：可抽式管束，當(dāng)換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時(shí)，管束可抽出進(jìn)行機(jī)械清洗，適用于易結(jié)垢及堵塞的工況。一端可自由浮動(dòng)，不需要考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差場合。

      缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，設(shè)備笨重，材料消耗大。浮頭端結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響排管數(shù)。浮頭密封面在操作時(shí)，易產(chǎn)生內(nèi)漏。

      適用范圍：適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合。浮頭換熱器在煉油行業(yè)或乙烯行業(yè)中應(yīng)用較多，由于內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。