換熱器基本知識(shí)

1、一、換熱器的結(jié)構(gòu)型式有哪些？    換熱器是很多工業(yè)部門(mén)廣泛應(yīng)用的一種常見(jiàn)設(shè)備，通過(guò)這種設(shè)備進(jìn)行熱量的傳遞，以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝的需要。可按用途、換熱方式、結(jié)構(gòu)型式三種不同的方法進(jìn)行分類(lèi)。按結(jié)構(gòu)型式分類(lèi)如下：    換熱器分為管式換熱器、板式換熱器、新型材料換熱器和其他型式的換熱器。    管式換熱器又分為：套管式換熱器、管殼式換熱器、沉浸式換熱器、噴淋式換熱器和翅片管式換熱器。    板式換熱器又分為：夾套式換熱器、平板式換熱器、傘板式換熱器、螺旋板式換熱器、板翅式換熱器和板殼式換熱器。    新型

2、材料換熱器分為：石墨換熱器、聚四氟乙烯換熱器、玻璃換熱器和鈦材及其他稀有金屬材料換熱器。    其他形式的換熱器包括回轉(zhuǎn)式換熱器和熱管。二、換熱器管為什么會(huì)結(jié)垢？如何除垢？    因?yàn)閾Q熱器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，由于某些鹽類(lèi)在溫度升高時(shí)從水中結(jié)晶析出，附著于換熱管表面，形成水垢。在冷卻水中加入聚磷酸鹽類(lèi)緩沖劑，當(dāng)水的PH值較高時(shí)，也可導(dǎo)致水垢析出。初期形成的水垢比較松軟，但隨著垢層的生成，傳熱條件惡化，水垢中的結(jié)晶水逐漸失去，垢層即變硬，并牢固地附著于換熱管表面上。    此外，如同水垢一樣，當(dāng)換熱器的工作條件適合溶液析出晶體

3、時(shí)，換熱管表面上即可積附由物料結(jié)晶形成的垢層；當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時(shí)，部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會(huì)在換熱器內(nèi)沉積，形成疏松、多孔或膠狀污垢。    換熱器管束除垢的方法主要有下列三種。一、手工或機(jī)械方法    當(dāng)管束有輕微堵塞和積垢時(shí)，借助于鏟削、鋼絲刷等手工或機(jī)械方法來(lái)進(jìn)行清理，并用壓縮空氣，高壓水和蒸汽等配合吹洗。當(dāng)管子結(jié)垢比較嚴(yán)重或全部堵死時(shí)，可用管式?jīng)_水鉆（又稱(chēng)為捅管機(jī)）進(jìn)行清理。二、沖洗法    沖洗法有兩種。第一種是逆流沖洗，一般是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，或短時(shí)間停車(chē)時(shí)采用，可以不拆開(kāi)裝置，但在設(shè)備上要預(yù)先

4、設(shè)置逆流副線(xiàn)，當(dāng)結(jié)垢情況并不嚴(yán)重時(shí)采用此法較為有效。    第二種方法是高壓水槍沖洗法。對(duì)不同的換熱器采用不同的旋轉(zhuǎn)水槍頭，可以是剛性的，也可以是繞性的，壓力從10MPa至200a自由調(diào)節(jié)。利用高壓水除污垢，無(wú)論對(duì)管間、管內(nèi)及殼體均適用。高壓水槍沖洗換熱器效果較好。應(yīng)用廣泛。三、化學(xué)除垢    換熱器管程結(jié)垢，主要是因?yàn)樗|(zhì)不好形成水垢及油垢的結(jié)焦沉淀和粘附兩種形式，用化學(xué)法除垢，首先應(yīng)對(duì)結(jié)垢物質(zhì)化驗(yàn)分析，搞清結(jié)垢物性質(zhì)，就可以決定采用哪種溶劑清洗。一般對(duì)硫酸鹽和硅酸鹽水垢采用堿洗（純堿、燒堿、磷酸三鈉等），碳酸鹽水垢則用酸洗（鹽酸、硝酸、磷酸、氟氫酸等

5、）。對(duì)油垢結(jié)焦可用氫氧化鈉、碳酸鈉、洗衣粉、液體洗滌劑、硅酸鈉和水按一定的配比配成清洗液進(jìn)行清洗。采用化學(xué)清洗的辦法，現(xiàn)場(chǎng)需要重新配管，比較花費(fèi)時(shí)間。三、管殼式換熱器管子與管板的連接方法有哪幾種？如何選擇？    根據(jù)換熱器使用條件、加工條件的不同，基本可分為脹接、焊接、脹焊并用三大類(lèi)。    其中脹接又可分為：機(jī)械脹管、液壓脹管、液袋脹管、橡膠脹管、爆炸脹管、脈沖脹管、粘脹等。    焊接分為：普通焊接、內(nèi)孔焊接、高頻焊接、摩擦焊接、釬焊和爆炸焊接。    脹焊并用分為：強(qiáng)度焊+貼脹、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹、強(qiáng)度脹+密封

6、焊、強(qiáng)度脹+貼脹+密封焊、強(qiáng)度焊+強(qiáng)度脹+貼脹。    換熱器進(jìn)行水壓試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)的基本原則如下：    （1）液壓試驗(yàn)時(shí)，圓筒的薄膜應(yīng)力不得超過(guò)試驗(yàn)溫度下材料屈服點(diǎn)的90%；在氣壓試驗(yàn)時(shí)，此應(yīng)力不得超過(guò)試驗(yàn)溫度下材料屈服點(diǎn)的80%；    （2）制造完工的換熱器應(yīng)按GB150“鋼制焊接壓力容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定進(jìn)行壓力試驗(yàn)；    （3）換熱器需經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行氣密性試驗(yàn)；    （4）壓力試驗(yàn)必須用兩個(gè)量程相同的并經(jīng)過(guò)校正的壓力表。壓力表的量程在試驗(yàn)的2倍左右為宜，但不應(yīng)低于1.5倍

7、和高于4倍的試驗(yàn)壓力；    （5）換熱器的開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)圈應(yīng)在壓力試驗(yàn)以前通入0.40.5Mpa的壓縮空氣檢查焊縫質(zhì)量；    （6）水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)的試驗(yàn)介質(zhì)、試驗(yàn)溫度、試驗(yàn)方法要嚴(yán)格按照容器壓力試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行；    （7）換熱壓力容器液壓試驗(yàn)程序應(yīng)按GB151規(guī)定進(jìn)行；    （8）水壓試驗(yàn)和空密性試驗(yàn)在確認(rèn)無(wú)泄漏后，應(yīng)保壓30min。四、換熱器泄漏后如何進(jìn)行試漏檢查？怎樣進(jìn)行堵管？一、試漏檢查    為了查明管子的泄漏情況，首先要作水壓試驗(yàn)，一般均采用在管子外側(cè)加壓力的外壓試驗(yàn)。其方

8、法是：把水通入殼體，保持一定時(shí)間，用目測(cè)檢查兩端管板處管子的泄漏情況，對(duì)漏管做出記錄。二、堵管    管子本身的泄漏一般情況下是無(wú)法修復(fù)的，假如泄漏管子的數(shù)量不多時(shí)，可以用圓錐形的金屬堵頭將管口兩端堵塞，如管程壓力較高時(shí)，堵緊后再焊住更可靠。堵頭的長(zhǎng)度一般為管內(nèi)徑的2倍，小端直徑應(yīng)等于0.85倍的內(nèi)徑，錐度為1:10，堵頭材料的硬度應(yīng)低于或等于管子的硬度。用堵管來(lái)消除泄漏時(shí)堵管數(shù)不得超過(guò)10%。五、換熱器腐蝕的主要部位是哪些？為什么會(huì)發(fā)生腐蝕？    換熱器腐蝕的主要部位是換熱管、管子與管板連接處、管子與折流板交界處、殼體等。腐蝕原因如下：一、換熱管腐蝕

9、    由于介質(zhì)中污垢、水垢以及入口介質(zhì)的渦流磨損易使管子產(chǎn)生腐蝕，特別是在管子入口端的4050mm處的管端腐蝕，這主要是由于流體在死角處產(chǎn)生渦流擾動(dòng)有關(guān)。二、管子與管板、折流板連接處的腐蝕    換熱管與管板連接部位及管子與折流板交界處都有應(yīng)力集中，容易在脹管部位出現(xiàn)裂紋，當(dāng)管與管板存在間隙時(shí)，易產(chǎn)生Cl+的聚積及氧的濃差，從而容易在換熱管表面形成點(diǎn)坑或間隙腐蝕使它成為SCC的裂源。管子與折流板交界處的破裂，往往是由于管子長(zhǎng)，折流板多，管子稍有彎曲，容易造成管壁與折流板處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，加之間隙的存在，故其交界處成為應(yīng)力腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。三、殼體腐蝕&

10、#160;   由于殼體及附件的焊縫質(zhì)量不好也易發(fā)生腐蝕，當(dāng)殼體介質(zhì)為電解質(zhì)，殼體材料為碳鋼，管束用折流板為銅合金時(shí)，易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，把殼體腐蝕穿孔。    管殼式換熱器的檢修內(nèi)容是：一、小修內(nèi)容    1）拆卸換熱器兩端封頭或管箱；    2）清洗、清掃管子內(nèi)表面和殼體異物。并檢查換熱器兩端蓋、管箱的腐蝕、銹蝕、裂紋、砂眼等缺陷；    3）對(duì)管束和殼體進(jìn)行試壓和試漏；    4）檢查螺栓及保溫、防腐；    5）進(jìn)行局部測(cè)厚。二、中修內(nèi)容  

11、0; 1）包括小修內(nèi)容；    2）抽出管束清理、清掃、清洗，并檢查換熱管的變形和彎曲情況；    3）檢查隔板和折流板及拉桿螺栓的腐蝕情況；    4）檢查換熱器各密封面情況，表面不應(yīng)有劃痕、凹坑和點(diǎn)蝕。三、大修內(nèi)容    1）包括中、小修內(nèi)容；    2）全面檢查換熱器的運(yùn)行情況，并對(duì)管板與管子焊接處進(jìn)行著色檢驗(yàn)。管殼式換熱器日常維護(hù)的內(nèi)容    管殼式換熱器日常維護(hù)和監(jiān)測(cè)應(yīng)觀察和調(diào)整好以下循環(huán)水的工藝指標(biāo)。一、溫度    溫度是換熱器運(yùn)行中的主要控制

12、指標(biāo)，從換熱器進(jìn)出口流體溫度變化的情況可分析換熱器的換熱效果，判斷換熱器傳熱效率的高低，主要在傳熱系數(shù)上，傳熱系數(shù)低其效率也低，由進(jìn)出口的溫度可決定對(duì)換熱器進(jìn)行檢查和清洗。二、壓力    換熱器列管若干結(jié)垢嚴(yán)重，則阻力增大，所以日常要對(duì)換熱器的進(jìn)出口壓差進(jìn)行測(cè)定和檢驗(yàn)，特別對(duì)高壓流體的換熱器更要特別重視，如果列管泄露，高壓流體一定向低壓側(cè)泄漏，造成低壓側(cè)壓力上升較快，甚至超壓。所以必須解體檢修或堵管。三、振動(dòng)    換熱器內(nèi)部的流體流速一般較高，由于流體的脈沖和流動(dòng)都會(huì)造成換熱管的振動(dòng)，或者整個(gè)設(shè)備振動(dòng)，但最危險(xiǎn)的是工藝開(kāi)車(chē)過(guò)程中，提壓或加負(fù)荷較快，很容

13、易引起換熱管振動(dòng)，特別是在隔板處，管子振動(dòng)的頻率較高，容易把管切斷，造成斷管泄漏，遇到這種情況必須停機(jī)解體檢查，檢修換熱器。固定管板式換熱器有哪幾部分組成？結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？浮頭式換熱器的浮頭有幾種形式？    固定管板式換熱器主要由外殼、封頭、管板、管束折流板或支撐板等部件組成。    其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：在殼體中設(shè)置有平行管束，管束兩端用焊接或脹接的方法固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼體的進(jìn)出管直接焊接在殼體上，裝有進(jìn)口或出口管的封頭管箱用螺栓與外殼兩管板緊固。管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長(zhǎng)度設(shè)置了若干塊折流板。這種換熱器，管程可以用隔板分成任何程數(shù)。&

14、#160;   浮頭換熱器的浮頭常用的有兩種形式。第一種是靠夾鉗形半環(huán)和若干個(gè)壓緊螺釘使浮頭蓋和活動(dòng)管板密封結(jié)合起來(lái)，保證管內(nèi)和管間互不滲漏。第二種是使浮頭蓋法蘭直接和勾圈法蘭用螺栓緊固，使浮頭蓋法蘭和活動(dòng)管板密封貼合，雖然減少了管束的有效傳熱面積，但密封性可靠，整體也較緊湊。板式換熱器的工作原理是什么？有何特點(diǎn)？    板式換熱器是由許多波紋形的傳熱板片，按一定的間隔，通過(guò)橡膠墊片壓緊組成的可拆卸的換熱設(shè)備。板片組裝時(shí)，兩組交替排列，板與板之間用粘結(jié)劑把橡膠密封板條固定好，其作用是防止流體泄漏并使兩板之間形成狹窄的網(wǎng)形流道，換熱板片壓成各種波紋形，以增加換熱板片

15、面積和剛性，并能使流體在低流速成下形成湍流，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果。板上的四個(gè)角孔，形成了流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質(zhì)分別流入各自流道，形成逆流或并流通過(guò)每個(gè)板片進(jìn)行熱量的交換。    其特點(diǎn)：（1）體積小，占地面積少；（2）傳熱效率高；（3）組裝靈活；（4）金屬消耗量低；（5）熱損失??；（6）拆卸、清洗、檢修方便；（7）板式換熱器缺點(diǎn)是密封周邊較長(zhǎng)，容易泄漏，使用溫度只能低于150ºC，承受壓差較小，處理量較小，一旦發(fā)現(xiàn)板片結(jié)垢必須拆開(kāi)清洗。六、板式換熱器有哪幾部分組成？有什么作用？    板式換熱器主要由傳熱板片、密封墊片、兩端

16、壓板、固定封頭、活動(dòng)封頭（頭蓋）、夾緊螺栓、支架、進(jìn)出管等組成。    各部件作用如下：一、傳熱板片    傳熱板片是換熱器主要起換熱作用的元件，一般波紋做成人字形，按照流體介質(zhì)的不同，傳熱板片的材質(zhì)也不一樣，大多采用不銹鋼和鈦材制作而成。二、密封墊片    板式換熱器的密封墊片主要是在換熱板片之間起密封作用。板式換熱器的泄漏多是因?yàn)槊芊鈮|片壓錯(cuò)位或者老化引起的。三、兩端壓板    兩端壓板主要是夾緊壓住所有的傳熱板片，保證流體介質(zhì)不泄漏。四、夾緊螺栓    夾緊螺栓主要是起緊固封頭和換熱板片的

17、作用。夾緊螺栓一般是通扣螺紋，預(yù)緊螺栓時(shí)，一定用力矩扳手，使固定板片的力矩均勻。五、掛架    主要是支承換熱板片，使其拆卸、清洗、組裝等方便。板式換熱器中、大修的內(nèi)容有哪些？     板式換熱器中修的內(nèi)容是：    （1）拆除進(jìn)出管清洗雜物；    （2）檢查進(jìn)出管的橡膠內(nèi)襯，不應(yīng)有裂紋和破壞；    （3）檢查測(cè)量螺栓預(yù)緊力和板片總體尺寸。    板式換熱器大修的內(nèi)容是：    （1）包括中修內(nèi)容；    （2）如換熱器結(jié)

18、垢，應(yīng)解體清洗，或者另行配管在線(xiàn)化學(xué)清洗；    （3）用放大鏡檢查密封墊片的彈性和壓縮變形情況，必要時(shí)可以更換；    （4）檢查傳熱板片變形情況；    （5）檢查傳熱板片有無(wú)腐蝕、穿孔等缺陷；    （6）重新組裝，壓緊螺栓；    （7）試壓；    （8）復(fù)位。    板式換熱器的拆裝程序如下：    （1）板式換熱器拆卸前，首先測(cè)量板束的壓緊長(zhǎng)度尺寸，做好記錄（重裝時(shí)應(yīng)按此尺寸）；    （2）拆下夾緊螺

19、栓和全部換熱片；    （3）取下各板片上的密封墊片，為防止用螺絲刀刺破板片，可采取液氮急冷法，使橡膠板條急冷變形，然后撕下；    （4）清理密封槽內(nèi)的殘余粘結(jié)劑，清洗板片上的污垢；    （5）用燈光或滲透法檢查傳熱板片有無(wú)裂紋或穿孔。檢查板片上是否有凹坑或變形；    （6）修復(fù)或更換損壞的板片；    （7）重新組裝。組裝前首先用丙酮清洗密封槽，并用401號(hào)粘結(jié)劑，水平位置粘好密封條；    （8）粘好密封條的板片，每50片一組，用2030mm的鋼板壓緊，在周?chē)h(huán)境溫度為3035ºC的范圍內(nèi)固化24h，可以?huà)炱?#160;   （9）掛片完畢，輕掛兩端壓蓋，并穿固定螺栓；