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換熱器種類繁多,單從化工行業中使用廣泛的產品來看,列管式換熱器的使用多,出現頻率zui高,列管式換熱器主要分為固定管板式、浮頭式和U型管三種,列管式換熱器結構簡單、堅固、適應性強,尤其在高溫、高壓和大型裝置中應用更為普遍。
固定管板式換熱器是列管式換熱器中結構簡單的,因此使用比較普遍,固定管板式換熱器主要是由圓柱形殼體、換熱管、管板、封頭和進出口組成。管束可以采用焊接法或脹接法固定,殼體上需要焊接法蘭,方便清洗時或者檢查時拆卸。(1)傳熱系數高板式換熱器由于不同的波紋板相互倒置,構成復雜流道,使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動,能在較低的雷諾效(~般Re=50~200)下產生紊流,所以傳熱系數高,一般認為是殼管式的3~5倍。端蓋和殼體上有冷熱進出口接管,冷熱兩種流體分別在管內流動。列管式換熱器按照管束放置的位置可以分為立式和臥式,立式的結構是管束垂直地面,臥式恰恰相反。
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形,內部裝有管束,管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體,一種在管內流動,稱為管程流體;另一種在管外流動,稱為殼程流體。(1)結垢垢層增加了換熱器熱阻,降低了總傳熱速率,換熱量下降,值下降。為提高管外流體的傳熱分系數,通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度,迫使流體按規定路程多次橫向通過管束,增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊,管外流體湍動程度高,傳熱分系數大;正方形排列則管外清洗方便,適用于易結垢的流體。
管式換熱器使用時出現泄漏情況時,用手去摸,能摸到很明顯的凹凸不平的或者是裂紋,這說明是殼體變薄了,造成了外漏。造成殼體變薄或產生泄漏的原因主要有一下幾個方面:
1、首先臥式管式換熱器的冷凝列管和管板之間采用的是貼脹加焊接,一般入口氣體溫度能高達170攝氏度,而冷卻水溫度在30攝氏度以下,溫差大。冷熱流體均在管外流動,由于管外流動的換熱系數遠高于管內流動的換熱系數,用于品位較低的熱能回收場合非常經濟。由于換熱管與殼體的材質不同、熱膨脹系數不同,加之溫差應力大,就會很容易造成換熱管變薄,時間久了就會使得變薄的地方發生,然后產生泄漏。
2、氣體入口處水汽含量很高,氣體流速很大,溫度高,會直接沖刷列管。一旦氣體急速冷卻時,管頭部分壁溫比較高,冷卻水就會在管頭縫隙內劇烈蒸發,時間長了就會造成列管變薄產生泄漏。經預熱的空(煤、氣帶入爐內的物理熱可以在爐內得到利用,而向爐內的供入的化學熱則有一半要要隨煙氣排進大氣,因此可以說換熱器回收1kj余熱相當于節省了2kJ燃料。 使用氧化氮氣時,一旦進入油冷卻器溫度就會下降,就會產生冷凝酸,而且產生的冷凝酸在入口溫度比較高,會腐蝕不銹鋼。如果列管出現泄漏現象,很容易使得氧化氮氣進入循環水,一旦進入循環水中就會生產稀xiao酸,從而就會腐蝕碳鋼殼體和復合管板,就會加快列管的。