在石化和化工制藥設備的換熱器系統(tǒng)中管殼式換熱器以其結構堅固、可靠性高、適應性強等優(yōu)點在化工生產(chǎn)和應用中一直占主導地位,被廣泛應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計和使用中,積極考慮強化傳熱的新技術、新工藝,以提高能源利用率、減少金屬材料的消耗,對推進石油化工制藥行業(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地位。目前各國為提高這類換熱器性能進行的研究主要是強化傳熱，提高對苛刻的工藝條件和各類腐蝕介質適應性材料的開發(fā)以及向著高溫、高壓、大型化方向發(fā)展所作的結構改進。

強化傳熱的主要途徑是提高傳熱系數(shù)、擴大傳熱面積和增大傳熱溫差等方式，其中提高傳熱系數(shù)是強化傳熱的重點，主要是通過強化管程傳熱和殼程傳熱兩個方面得以實現(xiàn)。目前，管殼式換熱器強化傳熱方法主要有：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展表面；用添加內插物的方法以增加流體本身的擾流；將傳熱管的內外表面軋制成各種不同的表面形狀，使管內外流體同時產(chǎn)生揣流并達到同時擴大管內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)方法以補焊為主，但補焊易使管板內部產(chǎn)生內應力，難以消除，可能造成冷卻塔管板焊縫再次滲漏。現(xiàn)西方國家多采用高分子復合材料的方法進行保護。其具有優(yōu)異的粘著性能及抗溫、抗化學腐蝕性能，在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會收縮，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部位的腐蝕滲漏，為冷卻塔提供一個長久的保護涂層。

管殼式換熱器的分類?

工業(yè)換熱器通常按結構、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)和傳熱機理等方面進行分類。

1.按流體流動形式分類：?

根據(jù)管殼換熱器內流體流動的形式，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方式的首推形式。

2.按結構特點分類：?

它可分為固定管板、浮頭式、U形管型、填料功能型、滑動管板、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

      結構：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，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，不會產(chǎn)生熱應力。

      優(yōu)點：可抽式管束，當換熱管為正方形或轉角正方形排列時，管束可抽出進行機械清洗，適用于易結垢及堵塞的工況。一端可自由浮動，不需要考慮溫差應力，可用于大溫差場合。

      缺點：結構復雜，造價高，設備笨重，材料消耗大。浮頭端結構復雜影響排管數(shù)。浮頭密封面在操作時，易產(chǎn)生內漏。

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