管壳式蒸汽换热器的几点探讨.doc

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1、管壳式蒸汽换热器的儿点探讨管壳式蒸汽换热器是最常用的一类换热器，被誉为工业过程的“传热之母”，广泛用于电厂、化工以及过程工业领域。如果经济，也会用到其它类型的换热器，尽管其它类型的换热器的使用越来越多，但管壳式蒸汽换热器由于适应性广，还将长期受到人们的欢迎。在炼汕厂的许多装置中，使用蒸汽作为热源加热工艺介质十分普遍，在管壳式蒸汽换热器设计中存在一些常见做法,有些汪妥，我们就来讨论一下壳程液位控制以及过热蒸汽进蒸汽换热器的影响。经分析发现，采用连通器的水静力学原理控制蒸汽换热器的壳程换热负荷的方法难以达到目的，因为蒸汽换热器壳程内部是动力学范畴，汽相和液相分布并不是简单的水

2、平面，而是由过热蒸汽区、汽液两相区和凝结水区域组成，并且分界面也不是水平而是倾斜的，因此企图用来控制蒸汽换热器壳程液位的凝结水罐始终处于高水位状态,失去调节作用；将过热蒸汽通入蒸汽换热器的做法是对换热器换热能力的浪费，增加了设备投资，也提高了凝结水的温度，不利于蒸汽能量的充分利用，也不利于蒸汽凝结水的回收输送。1•用凝结水罐来控制蒸汽换热器壳程液位为了降低蒸汽凝结水的温度，经常采用换热能力余量比较大的换热器，蒸汽经过壳程换热，进而在壳程的下部形成凝结水区域。为了控制蒸汽换热器的换热功率，有时在换热器这边高置一个凝结水罐，与蒸汽换热器连接起來，根据连通器原理，通过下游的控制

3、阀來控制凝结水罐的液位，进而控制换热器壳程凝结水的水位，而蒸汽-水换热强度明显大于水■水换热，因此这种思路看起來是可以控制蒸汽换热器功率的。但是根据我们的经验，经过HTRI软件的计算，发现此种方法恐难以实现控制目的，凝结水罐如同摆设。2.将过热蒸汽通入蒸汽换热器屮如果蒸汽为过热蒸汽，壳程蒸汽的干度分布情况，前段区域的大小是随着过热蒸汽流量而变化，如果蒸汽流量相对于蒸汽换热器的换热能力来说很小，前段区域则仅限丁•入口处的一小块区域，可以忽略不计。饱和蒸汽方案杜绝了前段区域的出现，屮间区域长度基本与过热蒸汽方案相同的情况下，增加了前段区域的长度，凝结水的过冷度大大改善，对于避

4、免出现各炼油厂普遍存在的凝结水管网两相流产生水击等现象具有重耍意义，而饱和蒸汽方案所需稍大的蒸汽流量也完全可以通过对过热蒸汽进行喷水降温来弥补，过热蒸汽方案下的蒸汽换热器已经接近满负荷，而饱和蒸汽方案下的蒸汽换热器还有相当的换热能力余量，可见饱和蒸汽方案等于变相增加了换热器的换热能力，对于节省设备投资也有相当的意义。管壳式蒸汽换热器壳程一侧的液位无法用连通器原理进彳亍控制，建议釆用温度控制或疏水阀来防止凝结水管路“跑汽”；将过热蒸汽通入蒸汽换热器屮是对换热设备换热能力的浪费，也不利于凝结水的降温.回收。管壳式蒸汽换热器的材料…般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在

5、作为冷却器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统污染环境乂造成物料浪费。管壳式蒸汽换热器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分一般与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀，这就是我们常说的电化学腐蚀。研究表明，T业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此，管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外

6、观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等的凹坑。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀。化学腐蚀就是介质的腐蚀,换热器管板接触各种各样的化学介质，就会受到化学介质的腐蚀。另外，换热器管板述会与换热管之间产生一定的双金属腐蚀。