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多管程管殼式換熱器,分程設計時應考慮的問題
盡可能使各管程換熱器管數(shù)大致相等,以達到換熱器各管程流速基本相等,達到良好的換熱效果。各管程換熱管數(shù)相對誤差應控制在10%以內(nèi),不超過20%。
Ⅱ做到分程隔板槽盡量簡單,密封面長度盡量短。
隔板槽面積取值的問題
在用計算軟件進行管板計算時,要求輸入隔板槽面積,有很多設計者直接計算出隔板槽的幾何面積,這是錯誤的。這里要求輸入的應該是GB/T151中的A,是在布管區(qū)范圍內(nèi),因設置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要,而未能被換熱管支撐的面積。在殼程管束中,一般都裝有橫向折流板,用以引導流體橫向流過管束,增加流體速度,以增強傳熱。另外,多管程換熱器分程隔板槽面積應取各條隔板槽面積之和。
換熱器作為將物料之間熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的傳熱設備,在人們?nèi)粘I罴笆汀⒒?、動力、原子能和核工業(yè)等行業(yè)中有著廣泛的應用。它可作為獨立的設備,如加熱器、凝汽器、冷卻器等;也可作為某些工藝設備的組成部分,如一些化工設備中的熱交換器等。如果帶有支耳的設備設有膨脹節(jié),設計時要注意螺栓孔中心圓直徑大于膨脹節(jié)外形尺寸(先跟結(jié)構(gòu)專業(yè)溝通,咨詢一下梁的尺寸,然后確定螺栓中心圓直徑尺寸),保證設備順利安裝。尤其在耗能用量較大的化工行業(yè)中,換熱器在化工生產(chǎn)的熱量交換和傳遞過程中是不可缺少的設備,在整個化工生產(chǎn)設備中也占有相當?shù)谋壤?/strong>
換熱器從其功能上來看,一方面是保證工業(yè)過程對介質(zhì)所要求的特定溫度,另一方面也是提高能源利用率的主要設備。按其結(jié)構(gòu)形式主要有板式換熱器、浮頭式換熱器、固定管板式換熱器和U形管式換熱器等等。在出現(xiàn)溫差改變時,脹接位置的殘余應力會慢慢消失,降低了抗拉脫力和密封性能,從而造成換熱管和管板之間連接的失效。其中除板式換熱器外,其余幾種屬于管殼式換熱器。由于管殼式換熱器具有單位體積上較大的換熱面積,而且換熱效果好,同時具有結(jié)構(gòu)堅固、適應性強、制造工藝成熟等優(yōu)點,已成為為普遍使用的一種典型的換熱器。
換熱器是石油化工生產(chǎn)過程中常用的設備單元,由外殼、管板、管束、頂板等部件構(gòu)成,目的是保證石油化工生產(chǎn)過程處在適溫度。在不斷總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,經(jīng)過多次修訂,國家技術(shù)監(jiān)督局在1989年頒布了國家標準《管殼式換熱器》,標準號為GB151-1989,又先后于1999年和2012年兩次修訂,標準號分別為GB151-1999和GB151-2012。管殼式換熱器是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面,將熱流體的熱量傳遞給冷流體的間壁式換熱器,其日常維護與檢修工作十分重要。
一管殼式換熱器維護
為了確保換熱器正常的運轉(zhuǎn),日常維護以及定期檢驗十分必要。日常維護的重點項目包括換熱器運行時的異常響聲、壓力、溫度、流量、泄漏、介質(zhì)、振動、保溫以及換熱器內(nèi)外腐蝕情況等。
01溫度
由于換熱器所處理的流體一般含有固體雜質(zhì),長時間工作易造成堵塞,影響換熱器的工作效率。管殼式換熱器投用前首現(xiàn)場先判斷換熱器管程及殼程判斷換熱器管程與殼程哪一側(cè)介質(zhì)走冷介質(zhì),那一側(cè)走熱介質(zhì)。為了提高換熱器的工作效率,保證其正常工作,需定期對換熱器兩種介質(zhì)進出口的溫度和流量進行測量,當換熱器工作效率低于生產(chǎn)工藝的需求時,應及時對換熱器進行清洗,從而提高換熱器的換熱效率,并防止因溫度急劇變化產(chǎn)生溫差應力。
02壓力
當換熱器內(nèi)部結(jié)垢、堵塞或泄漏時,流體進出口的壓力差就會發(fā)生變化,因此定期檢查測定流體及進出口壓差,可以判斷出換熱器內(nèi)部的結(jié)垢、堵塞以及泄漏情況,一旦發(fā)現(xiàn)壓力有較大變化,要及時分析問題產(chǎn)生的原因,并采取必要的措施進行修復。
在管殼式換熱器中換熱管和管板是換熱器管程和殼程之間的惟一屏障,換熱管與管板之間的連接結(jié)構(gòu)和連接質(zhì)量決定了換熱器的質(zhì)量優(yōu)劣和使用壽命,是換熱器制造過程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。目前在換熱器制造過程中,換熱管與管板的連接主要有:焊接、脹接、脹接加焊接以及膠接加脹接等方法。(3)對有特殊要求的換熱器,如高壓換熱器等可用低壓純氨進行試漏或采用鹵素檢漏等方法試驗。下面小編和大家介紹下。
1.焊接
換熱管與管板采用焊接連接時,由于對管板加工要求較低,制造工藝簡單,有較好的密封性,并且焊接、外觀檢查、維修都很方便,是目前管殼式換熱器中換熱管與管板連接應用較為廣泛的一種連接方法。在采用焊接連接時,有保證焊接接頭密封性及抗拉脫強度的強度焊和僅保證換熱管和管板連接密封性的密封焊。png根據(jù)管板的使用功能(用途),管板分為:a)固定管板換熱器的固定管板。對于強度焊其使用性能有所限制,僅適用于振動較小和無間隙腐蝕的場合。
采用焊接連接時,換熱管間距離不能太近,否則受熱影響,焊縫質(zhì)量不易保證,同時管端應留有一定的距離,以利于減少相互之間的焊接應力。換熱管伸出管板的長度要滿足規(guī)定的要求,以保證其有效的承載能力。2、設備在運行過程中發(fā)現(xiàn)有局部換熱管滲漏時,應及時將其兩端堵死,但被堵的管子數(shù)量不得超過管子總數(shù)的10%。在焊接方法上,根據(jù)換熱管和管板的材質(zhì)可以采用焊條電弧焊、TIG焊、CO2焊等方法進行焊接。對于換熱管與管板間連接要求高的換熱器,如設計壓力大、設計溫度高、溫度變化大,以及承受交變載荷的換熱器、薄管板換熱器等宜采用TIG焊。