傳熱設(shè)備培訓(xùn)課件

1、第六章第六章 傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備 換熱器在我國石油化工、煉油、冶金、輕換熱器在我國石油化工、煉油、冶金、輕工、制藥、食品等行業(yè)應(yīng)用極為普遍，占全部工、制藥、食品等行業(yè)應(yīng)用極為普遍，占全部工藝設(shè)備投資的工藝設(shè)備投資的2040。傳熱設(shè)備傳熱設(shè)備-換熱器換熱器一、換熱器分類一、換熱器分類T t 間壁式 t T 直接接觸式 蓄熱式蓄熱式間壁式間壁式直接接觸式直接接觸式冷熱流體直接接觸，傳熱冷熱流體直接接觸，傳熱直接、效率高、熱阻小直接、效率高、熱阻小冷熱流體隔一固體壁面冷熱流體隔一固體壁面，傳熱效率不如直接接，傳熱效率不如直接接觸式。工業(yè)應(yīng)用最廣。觸式。工業(yè)應(yīng)用最廣。1. 按照接觸方式按照接觸方式低溫流

2、體高溫流體結(jié)構(gòu)簡單，可耐高溫，常結(jié)構(gòu)簡單，可耐高溫，常用于高溫氣體熱量的回收用于高溫氣體熱量的回收或冷卻或冷卻:管式 列管式、套管式、盤管式、噴淋式等板式：螺旋板式等按結(jié)構(gòu)分為夾套式：熱管：加熱器冷卻器按用途分為 冷凝器蒸發(fā)器再沸器2. 間壁式換熱器分類間壁式換熱器分類：一、列管式換熱器一、列管式換熱器 列管式（管殼式）換熱器是一種傳統(tǒng)的、應(yīng)用最廣泛的列管式（管殼式）換熱器是一種傳統(tǒng)的、應(yīng)用最廣泛的熱交換設(shè)備。由于它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，且能選用多種材料制造，故熱交換設(shè)備。由于它結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，且能選用多種材料制造，故適應(yīng)性極強(qiáng)，尤其在高溫、高壓和大型裝置中得到普遍應(yīng)用。適應(yīng)性極強(qiáng)，尤其在高溫、高壓和大型裝置中

3、得到普遍應(yīng)用。殼體、管板、管束、頂蓋（封頭） 、擋板 縱縱向向橫橫向向1、列管式換熱器構(gòu)造圓缺形圓盤形擋板結(jié)構(gòu)：擋板結(jié)構(gòu)： t1 T2 T1 t2 雙管程、雙殼程 t1 T1 T2 t2 單管程、單殼程 t1 T2 T1 t2 雙管程列管式 列管式換熱器：列管式換熱器： 管程數(shù)：管程數(shù)：單管程、雙管程、多管程單管程、雙管程、多管程殼程數(shù)：殼程數(shù)：單殼程、雙殼程、多殼程單殼程、雙殼程、多殼程四管程請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫冷、熱流體一冷、熱流體一次經(jīng)過換熱器次經(jīng)過換熱器管程流體兩次管程流體兩次經(jīng)過換熱器經(jīng)過換熱器管程、殼程流體管程、殼程流體兩次經(jīng)過換熱器兩次經(jīng)過換熱器管程流體四次管程流體四次經(jīng)

4、過換熱器經(jīng)過換熱器2. 列管式換熱器分類列管式換熱器分類（幾管程幾殼程）（幾管程幾殼程） T1 t0（環(huán)境） Tw T t1 t2 T2 列管式 t 2 tw 1 0 當(dāng)殼體和管壁之間的溫差在當(dāng)殼體和管壁之間的溫差在50以上時(shí)以上時(shí)，由于兩者，由于兩者熱膨脹程度不同，可能會(huì)出現(xiàn)將管子扭曲或從管板上拉熱膨脹程度不同，可能會(huì)出現(xiàn)將管子扭曲或從管板上拉松，因此，要考慮溫度補(bǔ)償問題。松，因此，要考慮溫度補(bǔ)償問題。3、溫度補(bǔ)償問題：、溫度補(bǔ)償問題：1）補(bǔ)償圈補(bǔ)償-固定管板式換熱器換熱器兩端管板和殼體是連為一體的。其特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，適用于殼體和管束溫差小、管外物料比較清潔、不易結(jié)垢的場(chǎng)合。當(dāng)殼

5、體和管子之間的溫差較大(6070 )且殼體承受壓力不太高時(shí)，可采用補(bǔ)償圈（又稱膨脹節(jié)）。4、溫度補(bǔ)償方法：、溫度補(bǔ)償方法：特點(diǎn)：特點(diǎn)：v結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，v適用于殼體和管束溫差小、適用于殼體和管束溫差小、管外物料比較清潔、管外物料比較清潔、 不易結(jié)垢的場(chǎng)合。不易結(jié)垢的場(chǎng)合。2） 浮頭補(bǔ)償-浮頭式換熱器p 一端管板用法蘭與殼體連接固定，另一端在殼體中自由伸縮，整個(gè)管束可以由殼體中拆卸出來。p 適用于殼體與管束間溫差大且需經(jīng)常進(jìn)行管內(nèi)外清洗的場(chǎng)合。特點(diǎn)：特點(diǎn)：可完全消除熱應(yīng)力可完全消除熱應(yīng)力,便于清洗和檢修便于清洗和檢修, 結(jié)構(gòu)復(fù)雜結(jié)構(gòu)復(fù)雜3）U型管補(bǔ)償-U型管式換熱器每

6、根管子都為每根管子都為U形，可以自由伸縮。形，可以自由伸縮。特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較浮頭簡單；用于殼體與管子間溫差大結(jié)構(gòu)較浮頭簡單；用于殼體與管子間溫差大的場(chǎng)合，但管程不易清洗的場(chǎng)合，但管程不易清洗。易于清洗側(cè)管程管程管程殼程（便于排放冷凝液及不凝性氣體）殼程5、選用、設(shè)計(jì)原則p 冷卻劑或加熱劑的選定： p冷、熱流體的走向： T1 t0（環(huán)境） Tw T t1 t2 T2 列管式 t tw 常用的冷卻劑有：水、空氣、液氨等常用的加熱劑有：水蒸汽、熱空氣、煙道氣、熱油、聯(lián)苯混合物等粘度大的或流量較小的流體- 一般原則：不潔凈的或易結(jié)垢的流體-腐蝕性流體-壓力高的-溫度遠(yuǎn)高于環(huán)境的或遠(yuǎn)低于環(huán)境的流體-蒸

7、汽-二、其它類型的間壁式換熱器1）夾套式夾套式換熱器2、蛇管換熱器1）沉浸式）沉浸式蛇管換熱器強(qiáng)化措施：強(qiáng)化措施：可減少管外空間；容器內(nèi)加攪拌器可減少管外空間；容器內(nèi)加攪拌器。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，便于防腐，能承受高壓結(jié)構(gòu)簡單，便于防腐，能承受高壓缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：容器截面比管內(nèi)大得多，管外流體的給熱系數(shù)較小容器截面比管內(nèi)大得多，管外流體的給熱系數(shù)較小2）噴淋式）噴淋式蛇管換熱器 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；便于耐腐蝕；管內(nèi)能耐高壓；管外結(jié)構(gòu)簡單；便于耐腐蝕；管內(nèi)能耐高壓；管外 比沉浸式大。比沉浸式大。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：冷卻水噴淋不均勻影響傳熱效果；只能安裝在冷卻水噴淋不均勻影響傳熱效果；只能安裝在室外，占地

8、面積大。室外，占地面積大。3、套管式換熱器冷流體t1t2熱流體T1T24、螺旋板換熱器：傳熱效率高傳熱效率為列管式換熱器的13倍阻力小以較低的壓力損失，處理大容量蒸氣或氣體；有自清刷能力，因其介質(zhì)呈螺旋形流動(dòng)，污垢不易沉積；清洗容易，可用蒸氣或堿液沖洗，簡單易行，適合安裝清洗裝置；介質(zhì)走單通道，允許流速比其它換熱器高。復(fù)復(fù) 習(xí)：習(xí)：列管式換熱器列管式換熱器夾套式換熱器夾套式換熱器蛇管式換熱器蛇管式換熱器套管式換熱器套管式換熱器螺旋板換熱器螺旋板換熱器要掌握每一種換熱器的要掌握每一種換熱器的工作原理，基本構(gòu)造和適工作原理，基本構(gòu)造和適用場(chǎng)合用場(chǎng)合5、板式板式換熱器換熱器 板式換熱器是由一組波紋金

9、屬板組成,板上有孔,供傳熱的兩種流體通過。金屬板片安裝在一個(gè)側(cè)面有固定板和活動(dòng)壓緊板的框架內(nèi),并用夾緊螺栓夾緊。 板式換熱器作為一種新型、高效、節(jié)能的換熱設(shè)備已越來越在眾多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,并且有逐步取代其它類型之趨勢(shì). 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：傳熱效率高，傳熱效率高，K大大結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，安裝檢修方便安裝檢修方便缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：耐溫、耐壓差耐溫、耐壓差易滲漏，處理量小易滲漏，處理量小三、三、強(qiáng)化傳熱途徑的討論強(qiáng)化傳熱途徑的討論強(qiáng)化傳熱過程:提高冷熱流體間的傳熱速率。mQK At可知，增大K,A, tm 都可以提高Q（a）增大A不應(yīng)只考慮設(shè)備尺寸，應(yīng)從結(jié)構(gòu)著手，提高緊湊性。存在二個(gè)問題，即:流動(dòng)阻力增大，制造和運(yùn)行費(fèi)上升1，減小管徑，增加管數(shù)。如改進(jìn)換熱面的結(jié)構(gòu)2，采用新型高效的換能設(shè)備如用螺紋管，波紋管代替光滑管或翅片管換熱器。（b）增大tm取決于兩流體的溫度（一般由生產(chǎn)工藝規(guī)定）， 變化范圍小1）采用逆流操作:螺旋板式和套管式換熱器可使流體作嚴(yán)格逆流2）盡量采用高溫加熱劑或低溫冷卻劑。當(dāng)一方為蒸汽換熱時(shí)，增大蒸汽壓強(qiáng)，使其溫度提高措施措施:（c）增大K值措施措施:1）增大u，增強(qiáng)流體的湍動(dòng)