换热设备的使用与维护课件.ppt

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1、第三章换热设备的使用与维护一、工作过程在炼油、化工生产工艺中，各种化学反应和各种化工过程，都有一定的温度要求，因此需要进行各种传热过程：如反应物料的加热或冷却，产品的冷凝或冷却，反应热量的取出或供给，液体的蒸馏、汽化或稀溶液的蒸发，工业余热（废热）的回收和热能的综合利用等。换热设备是非常重要且被广泛应用的化工工艺设备。第一节换热设备的工作过程及类型热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备广泛应用于化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械等。在化工厂中，换热设备投资占10%-40%。1、热量的传递方式（1）

2、传导传热传导传热是热量从物体的高温部分沿物体本身传至低温部分的一种传热方式。（2）对流传热对流传热是靠液体或气体的流动，也就是各分子团间相对位置的改变来传递热量的。（3）辐射传热辐射传热是热能不借助任何传递介质，而是以电磁波的形式（或称辐射能）在空间传播，遇到另一物体时，辐射能被部分或全部吸收转变为热能。2、换热设备的换热过程按作用原理或换热方式直接接触换热器蓄热式换热器间壁式换热器二、换热设备的类型直接接触换热器传热效率高、单位容积提供的传热面积大、设备结构简单、价格便宜，但仅适合工艺上允许两种流体混合的场合。热

3、流体冷流体热流体冷流体又称混合式换热器，它是利用冷、热流体直接接触，彼此混合进行换热的换热器。如冷却塔、气压冷凝器等。蓄热式换热器又称回热式换热器，它是借助于由固体（如固体填料或多孔性格子砖等）构成的蓄热体与热流体和冷流体交替接触，把热量从热流体传递给冷流体的换热器。若两种流体不允许有混合，则不能采用蓄热式换热器。热流体冷流体热流体冷流体载热体间壁式换热器又称表面式换热器，它是利用间壁（固体壁面）将进行热交换的冷热两种流体隔开，互不接触，热量由热流体通过间壁传递给冷流体的换热器。是工业中应用最为广泛的换热器。热流体

4、冷流体热流体冷流体间壁式换热器管式换热器板面式换热器其他形式换热器蛇管式换热器套管式换热器管壳式换热器：应用最广缠绕管式换热器沉浸式蛇管换热器喷淋式蛇管换热器螺旋板式换热器：不易结垢板式换热器板翅式换热器：效率最高板壳式换热器伞板式换热器石墨、聚四氟乙烯、热管换热器这是什么？螺旋管式换热器折流杆换热器浮头式外导流筒换热器U型管式换热器折流杆换热器按用途分类加热器:用于把流体加热到所需温度预热器:用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。过热器:用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。蒸发器:用于加热液体，使其蒸发汽化。

5、再沸器:用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化，为蒸馏过程专用设备。冷却器:用于冷却流体，使其达到所需温度冷凝器:。用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。按材料分类金属材料换热器：导热系数大、传热效率高非金属材料换热器：具有腐蚀性物系换热设备的基本要求1、合理实现工艺条件传热量、流体热力学参数（t、p、流量、相态）与物理性质（ρ、黏度、腐蚀性）是工艺过程的条件传热设备具有尽可能小的传热面积，在单位时间内传递尽可能多的热量。（1）增大传热系数，不振动、高流速；（2）增大平均温差，逆流传热；（3）妥善布置传热

6、面，错列、并列管束；2、安全可靠（1）属于压力容器：GB151、ASME、TEMA、EJMA；3、有利于安装、操作、维修（2）材料选择特性、物理、机械、化学、应力；立式设备安装优于卧式设备4、经济合理在一定时间内固定费用与操作费用之和管壳式换热器制造容易，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压。虽然它在结构紧凑性、传热强度和单位金属消耗量方面不如板式或板翅式换热器，但由于具有前述的一些优点，因而在化工、石油、能源等行业的应用中仍处于主导地位。在换热器向高温、高压、大型化发展的今天，随着

7、新型高效传热管的不断出现，使得管壳式换热器的应用范围得以扩大，更增添了管壳式换热器的新的生命力。一、管壳式换热器的类型及特点第二节换热设备的结构固定管板式换热器固定管板式换热器1—封头；2—法兰；3—排气口；4—壳体；5—换热管；6—波形膨胀节；7—折流板（或支持板）；8—防冲板；9—壳程接管；10—管板；11—管程接管；12—隔板；13—封头；14—管箱；15—排液口；16—定距管；17—拉杆；18—支座；19—垫片；20、21—螺栓、螺母固定管板式换热器点击点击点击点击优点:结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内，

8、排管数最多，旁路最少；每根换热管都可以进行更换，且管内清洗方便。缺点:壳程不能进行机械清洗；当换热管与壳体的温差较大（大于50℃）时产生温差应力U形管式换热器点击点击优点:结构简单，密封面少、运行可靠、造价低；管束可以抽出，管间清洗方便。缺点:管内清洗比较困难；由于管子需要有一定的弯曲半径故管板的利用率较低；管束最内层管间距大，壳程易短路；适用于:管、壳壁温