压力容器设备基础知识换热器塔设备

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1、设备基础知识换热器塔设备传热原理间壁式混合式蓄热式列管式板式翅片式换热器的类型套管式固定管板式浮头式U型管式一、套管式换热器套管式换热器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型弯头连接而成。每一段套管称为一程。优点：构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便。缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积不多而要求压强较高的场合。二、列管式换热器优点：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、传热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性较大，尤其在高温、高压和大型装置中多采用列管式换热器。在列管式换

2、热器中，若两流体的温差较大，就可能由于热应力而引起设备变形，管子弯曲，甚至破裂或从管板上松脱。因此，当两流体的温差超过50℃时，就应采用热补偿的措施。1、固定管板式特点：两端管板和壳体制成一体，具有结构简单和成本低的优点。但是壳程清洗和检修困难，要求壳程流体必须是洁净而不易结垢的物料。当两流体的温差较大时，应考虑热补偿。但不宜应用两流体温差过大（应不大于70℃）和壳程流体压强过高的场合。具有补偿圈的固定管板式换热器1一挡板2-补偿圈3-放气嘴图4-45浮头式换热器1一管程隔板2一壳程隔板3一浮头2、浮头式换热器特点：有一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴向自由浮动。这种结

3、构不但完全消除了热应力的影响，且由于固定端的管板以法兰与壳体连接，整个管束可以从壳体中抽出，因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。3、U型管式换热器特点：每根管子都弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室，每根管子可以自由伸缩。这种换热器结构比浮头式简单，重量轻，但管程不易清洗，只适用于洁净而不易结垢的流体，如高压气体的换热。图4-44 U型管换热器1一U型管2一壳程隔板3一管程隔板4、列管式换热器选用时应注意的问题冷、热流体流动通道的选择(1)不洁净和易结垢的液体宜走管程，因为管内清洗方便；(2)腐蚀性的流体

4、宜走管程，以免管束和壳体同时受腐蚀；(3)压强高的流体宜走管内，以免壳体承受压力；(4)饱和蒸汽宜走壳程，因为饱和蒸汽比较清净，对流传热系数与流速无关且冷凝液易排出；(5)被冷却的液体宜走壳程，便于散热；(6)若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将对流传热系数大的流体通入壳程，可减少热应力；(7)流量小而粘度大的液体一般宜走壳程，因在壳程Re〉100即可达到湍流，但这不是绝对，如流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并采用多管程结构，反而能得到更多的对流传热系数。三、翅片式换热器1、翅片管换热器翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的连接应紧密无间，否则

5、连接处的接触热阻很大，影响传热效果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等方法制造。当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的一侧加翅片可以强化传热。图4-49翅片式换热器(a)翅片式换热器(b)翅片管断面图4-50常见的翅片形式板翅式换热器板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器，板翅式换热器的结构是在两块平行的薄金属板之间，加入波纹状或其它形状的金属翅片，将两侧面封死，即成为一个换热基本元件。将各基本元件进行不同的叠积和适当的排列，并用钎焊固定，即可制成并流、逆流或错流的板束（或称芯部），

6、然后再将带由流体进出口的接管的集流箱焊在板束上，即成为板翅式换热器，目前常用的翅片形式有光直型翅片、锯齿型翅片和多孔型翅片三种。图4-51板翅式换热器的板束图4-52板翅式换热器的翅片形式(a)光直翅片(b)锯齿翅片(c)多孔翅片板翅式换热器的优点：结构紧密、轻巧、导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围广，可在-200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达5MPa。铝合金制造，故重量轻，在相同的传热面下，其重量约为列管式的十分之一。由于翅片促进了流体的湍动并破坏了

7、热边界层的发展，故其传热系数较高。缺点：设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀，制造成本较高。塔设备板式塔为逐级接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成，塔板主要有泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔，舌型塔板，斜孔塔板。塔设备的结构泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其结构主要由升气管及泡罩构成。泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰