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1、中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 1 1 2011-3-42011-3-4 换热系统换热系统 中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 李光勇李光勇 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 2 2 一、简单了解压力容器一、简单了解压力容器 二、二、二、二、二、二、二、二、换热设备工作原理及分类换热设备工作原理及分类 三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 四、换热器内部结构四、换热器内部结构 五、换热器型号表示方法五、换热器型号表示方法 六、换热器日常检查六、换热器日常检查 七、换热器维修与验收七、换热器维修与验收 八、换热器的正确使用八、换热器的正
2、确使用 目目 录录 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 3 3 概述概述 换热器是化工企业的主要设备之一,换热器是化工企业的主要设备之一, 在化工厂的建设中,换热器约占总投资的在化工厂的建设中,换热器约占总投资的 10-20%10-20%,属于压力容器的范畴,因此要求,属于压力容器的范畴,因此要求 操作人员懂得其结构原理、用途和性能,操作人员懂得其结构原理、用途和性能, 并具有安全操作知识,才能使其安全运并具有安全操作知识,才能使其安全运 行,发挥较大的效能。行,发挥较大的效能。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 4
3、 4 一、认识压力容器一、认识压力容器 1 1、定义:、定义:压力容器安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程 同时具备:同时具备: ( (一一) )最高工作压力大于或者等于最高工作压力大于或者等于0.1MPa0.1MPa(表压,不含液体静压力,下(表压,不含液体静压力,下 同);同); ( (二二) )设计压力与容积的乘积大于或者等于设计压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa2.5MPa L L; ( (三三) )盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。盛装介质为气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。 2 2、分类、分类 按材料分类;按材料分类;
4、 按按容器形状分类;容器形状分类; 按承压性质分类;按承压性质分类; 按照在生产过程中的作用原理分类按照在生产过程中的作用原理分类 ; 按设计压力高低分类;按设计压力高低分类; 容器分类容器分类 设计压力设计压力( (MpaMpa) ) 低压容器低压容器 0.10.1P P1.6 1.6 中压容器中压容器 1.61.6P P10 10 高压容器高压容器 1010P P100 100 超高压容器超高压容器 P P100 100 按安全监察要求分类;按安全监察要求分类; 根据容器承受的压力、介质危害程度、根据容器承受的压力、介质危害程度、P P* *V V乘积及生产过程中的重要性,可以分为:一、乘
5、积及生产过程中的重要性,可以分为:一、 二、三类容器。二、三类容器。 压力容器类别的简明判断压力容器类别的简明判断.doc.doc 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 5 5 3 3、名词解释压力、名词解释压力 工作压力工作压力PwPwPwPwPwPwPwPw指在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。指在正常工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力。 最大允许工作压力最大允许工作压力在指定温度下,压力容器顶部所允许的最大工作在指定温度下,压力容器顶部所允许的最大工作 压力。该压力是按容器各受压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷压力。该压力是按容器各受
6、压元件的有效厚度减去除压力外的其他载荷 所需厚度后,计算得到的最大允许工作压力(且减去元件相应的液柱静所需厚度后,计算得到的最大允许工作压力(且减去元件相应的液柱静 压力)中的最小值。压力)中的最小值。 设计压力设计压力PdPdPdPdPdPdPdPd指设定的容器顶部的最高压力。它与设计温度一起作为指设定的容器顶部的最高压力。它与设计温度一起作为 设计载荷条件,其值不小于工作压力。一般在无安全阀时,为(设计载荷条件,其值不小于工作压力。一般在无安全阀时,为(1.01.0 1.051.05) PwPwPwPwPwPwPwPw,当装有安全阀时,为(当装有安全阀时,为(1.051.051.11.1)
7、 PwPwPwPwPwPwPwPw 计算压力计算压力PcPcPcPcPcPcPcPc在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,包括液在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,包括液 柱的静压力。当元件所承受的液柱静压力小于柱的静压力。当元件所承受的液柱静压力小于5%5%设计压力时,可以忽略设计压力时,可以忽略 液柱静压力。液柱静压力。 ( (与设计压力的区别?与设计压力的区别?) ) 试验压力试验压力PtPtPtPtPtPtPtPt进行压力试验时容器顶部的压力。进行压力试验时容器顶部的压力。 对内压容器水压试验:对内压容器水压试验: 气密试验:气密试验: 一、认识压力容器一、认识压力容器 20
8、11-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 6 6 一、认识压力容器一、认识压力容器 3 3、名词解释厚度、名词解释厚度 计算厚度计算厚度c c 按公式计算得到的厚度,容器受压元件为满足强度及稳定性按公式计算得到的厚度,容器受压元件为满足强度及稳定性 要求,按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。要求,按相应公式计算得到的不包括厚度附加量的厚度。 厚度附加量厚度附加量 : :腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和腐蚀裕量与钢材厚度负偏差之和 设计厚度设计厚度d d是计算厚度与腐蚀裕量之和是计算厚度与腐蚀裕量之和 名义厚度(即图样厚度)名义厚度(即图样厚度)n n 设计厚度加
9、上钢材厚度负偏差后,向上圆整至钢材(钢板或钢管)标设计厚度加上钢材厚度负偏差后,向上圆整至钢材(钢板或钢管)标 准规格的厚度。准规格的厚度。 有效厚度有效厚度e e 是名义厚度减去厚度附加量。是名义厚度减去厚度附加量。e e n n- -腐蚀裕量腐蚀裕量- - n n = = d d+ + +向上圆整至钢材标准规格厚度的差向上圆整至钢材标准规格厚度的差 = = c c+ +腐蚀裕量腐蚀裕量+ + +向上圆整至钢材标准规格厚度的差向上圆整至钢材标准规格厚度的差 = = e e+ +腐蚀裕量腐蚀裕量+ + c c d d e e n n 最小厚度最小厚度minmin: :为满足制造工艺要求以及运输
10、和安装过程中的刚度要求,根为满足制造工艺要求以及运输和安装过程中的刚度要求,根 据工程实践经验所规定的不包括腐蚀裕量的最薄元件厚度值。据工程实践经验所规定的不包括腐蚀裕量的最薄元件厚度值。 换热器壳体比罐厚,抽装管束和重叠安装,固定管板式换热器可稍薄。换热器壳体比罐厚,抽装管束和重叠安装,固定管板式换热器可稍薄。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 7 7 二、换热设备工作原理及分类二、换热设备工作原理及分类 定义:用来实现热冷流体相互交换热量的设备。定义:用来实现热冷流体相互交换热量的设备。 传热过程示意图传热过程示意图换热换热 器动画器动画 传热过程传
11、热过程. .swfswf 计算公式:计算公式:Q=KQ=K* *F F* *(T(T 1 1 -T-T 2 2 ) ) K K传热系数,定义,与流体的种类,流速,管壁的导热系数及厚度有传热系数,定义,与流体的种类,流速,管壁的导热系数及厚度有 关。关。 K K值大致范围如下值大致范围如下 传热流体传热流体 K K值(千卡值(千卡/ /米米 2 2 * *小时小时* *) 气体气体- -气体气体 10103030 气体气体- -水水 10105050 煤油煤油- -水水 300300 水水- -水水 70070015001500 冷凝蒸汽冷凝蒸汽- -水水 25025040004000 F F管
12、壁传热面积管壁传热面积 介质传热系数,千卡介质传热系数,千卡/ /米米 2 2 * *小时小时* * ; 管壁厚度,管壁厚度,mmmm; 管壁导热系数,千卡管壁导热系数,千卡/ /米米* *小时小时* * ; 2 1 1 1 1 + =K 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 8 8 换热设备分类换热设备分类 按用途分类:按用途分类: 1 1、换热器、换热器 2 2、冷凝器、冷凝器 3 3、蒸发器、蒸发器 4 4、冷却器、冷却器 5 5、加热器、加热器 6 6、废热锅炉、废热锅炉 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部 9
13、9 换热设备分类换热设备分类换热设备分类换热设备分类 按其工作原理可分为回热(蓄热)式、混合式和表面(间壁)式换热器三类。按其工作原理可分为回热(蓄热)式、混合式和表面(间壁)式换热器三类。 1 1、回热式换热示意图、回热式换热示意图 换热器动画换热器动画 回热式回热式. .swfswf (1)(1)工作原理:工作原理: 回热式换热器又称再生式换热器或蓄热式换热器,其工作原理如图所示,利用换回热式换热器又称再生式换热器或蓄热式换热器,其工作原理如图所示,利用换 热面(元件)的蓄热作用,热、冷流体交替流过换热面,使其周期性的被加热和冷热面(元件)的蓄热作用,热、冷流体交替流过换热面,使其周期性的
14、被加热和冷 却,从而实现热量周期性地不断由热流体传给冷流体,达到换热的目的。却,从而实现热量周期性地不断由热流体传给冷流体,达到换热的目的。 (2 2)特点:)特点: 传热元件(填料)周期性的分别被热、冷流体加热和冷却;传热过程是不稳定传热元件(填料)周期性的分别被热、冷流体加热和冷却;传热过程是不稳定 的;的; 单位容积内布置的换热面积较大,结构紧凑,节约金属,传热效率较高,通常用单位容积内布置的换热面积较大,结构紧凑,节约金属,传热效率较高,通常用 于换热系数不大的气体间的传热。于换热系数不大的气体间的传热。 冷、热流体之间存在一定程度的混合冷、热流体之间存在一定程度的混合, ,它常用于气
15、体的余热或冷量的回收利用。它常用于气体的余热或冷量的回收利用。 填料多数为耐火砖或波纹铝带等金属作为填充物。填料多数为耐火砖或波纹铝带等金属作为填充物。 (3 3)装置中应用:很少应用)装置中应用:很少应用, ,在冶金系统中应用较多。在冶金系统中应用较多。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1010 换热设备换热设备换热设备换热设备分类分类 2 2、混合式换热示意图、混合式换热示意图换热器动画换热器动画 直接式直接式. .swfswf (1 1)工作原理:热、冷流体直接接触,彼此混合而实现)工作原理:热、冷流体直接接触,彼此混合而实现 热量交换,在热交换同
16、时存在质量的混合。热量交换,在热交换同时存在质量的混合。 (2 2)特点:)特点: 两种流体直接接触,换热后最终出口温度相同,而且还两种流体直接接触,换热后最终出口温度相同,而且还 有质量交换;有质量交换; 具有较大的传热速率,它具有设备结构简单、传热效率具有较大的传热速率,它具有设备结构简单、传热效率 高和易于防腐等;高和易于防腐等; 但使用范围受限制,只适用于允许热、冷流体混合的场但使用范围受限制,只适用于允许热、冷流体混合的场 合。合。 (3 3)装置中应用:急冷器、减温减压器等属这类换热设)装置中应用:急冷器、减温减压器等属这类换热设 备。备。 2011-3-42011-3-4中油四川
17、石化生产四部中油四川石化生产四部1111 换热器换热器换热器换热器分类分类 3 3、表面式换热器传热示意图、表面式换热器传热示意图换热器动画换热器动画 列管式传热过程列管式传热过程. .swfswf (1 1)工作原理:表面式换热器又称间壁式换热器,其工作原理是热、)工作原理:表面式换热器又称间壁式换热器,其工作原理是热、 冷两种流体之间被固体壁面间隔开,热、冷流体分别在固体壁面的两冷两种流体之间被固体壁面间隔开,热、冷流体分别在固体壁面的两 侧流动,两种流体不直接接触,热量由热流体通过壁面传给冷流体。侧流动,两种流体不直接接触,热量由热流体通过壁面传给冷流体。 (2 2)特点:)特点: 热、
18、冷流体互不接触,对流体适应性强;热、冷流体互不接触,对流体适应性强; 无传动机构,使用、维修、密封都较方便,因而应用最为广泛。无传动机构,使用、维修、密封都较方便,因而应用最为广泛。 但单位容积内布置的换热面积较小,传热效率没前两种高。但单位容积内布置的换热面积较小,传热效率没前两种高。 (3 3)装置中应用:装置中大多是表面式换热器,如过热器、再沸)装置中应用:装置中大多是表面式换热器,如过热器、再沸 器,、冷凝器、高低压加热器、管式空气预热器等等。器,、冷凝器、高低压加热器、管式空气预热器等等。 由于表面式换热器应用非常广泛,以下重点讨论此类换热器。由于表面式换热器应用非常广泛,以下重点讨
19、论此类换热器。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1212 三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 1 1 1 1 1 1 1 1、按结构分类:、按结构分类:、按结构分类:、按结构分类:可分为套管式、列管式和板式换热器三可分为套管式、列管式和板式换热器三 种类型。种类型。 (1 1)套管式换热器)套管式换热器 套管式换热器套管式换热器换热器动画换热器动画 套管式套管式. .swfswf 如图所示,套管式换热器是最简单的一种表面式换热器,如图所示,套管式换热器是最简单的一种表面式换热器, 它由两根同心圆管组成,一种流
20、体在内管流动,另一种流它由两根同心圆管组成,一种流体在内管流动,另一种流 体在外管流动。体在外管流动。 此类换热器无大直径外壳,承压能力强,且使用、安装的此类换热器无大直径外壳,承压能力强,且使用、安装的 灵活性较大,清洗容易,但金属用量较大,占地面积大,灵活性较大,清洗容易,但金属用量较大,占地面积大, 接头处易漏,适用于传热量不大或流体流量较小,介质粘接头处易漏,适用于传热量不大或流体流量较小,介质粘 度较大的场合,如度较大的场合,如E-1731AFE-1731AF脱油废碱进料加热器脱油废碱进料加热器, ,这类换这类换 热器常根据需要将几个套管式换热器串联使用。热器常根据需要将几个套管式换
21、热器串联使用。 注意:冷热流体温差应不超过注意:冷热流体温差应不超过7070。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1313 三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 (2 2)列管式换热器)列管式换热器 列管式换热器结构列管式换热器结构换热器动画换热器动画 立体列管式立体列管式. .swfswf 特点:结构坚固、易于制造、适应性强,高温高特点:结构坚固、易于制造、适应性强,高温高 压场合下均能适用。但因其传热系数低,以致体压场合下均能适用。但因其传热系数低,以致体 积较大,显得笨重。积较大,显得笨重。 应用:列管式换
22、热器是表面式换热器的主要形应用:列管式换热器是表面式换热器的主要形 式,应用最为广泛,装置中的冷凝器、再沸器和式,应用最为广泛,装置中的冷凝器、再沸器和 预热器等都属列管式换热器。预热器等都属列管式换热器。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1414 三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 (3 3)板式换热器)板式换热器 示意图示意图换热器动画换热器动画 板式板式. .swfswf 结构:板式换热器由一组平行薄板叠加而构成,在相邻结构:板式换热器由一组平行薄板叠加而构成,在相邻 板之间用特制的密封垫片两两隔开而形
23、成通道,热、冷流板之间用特制的密封垫片两两隔开而形成通道,热、冷流 体在各自的通道流动。常用的有板翅式和螺旋板式两种换体在各自的通道流动。常用的有板翅式和螺旋板式两种换 热器。热器。 特点:板式换热器传热系数较大,流动阻力较小,拆装特点:板式换热器传热系数较大,流动阻力较小,拆装 清洗方便。清洗方便。 应用:广泛应用于供热采暖系统及食品、化工、医药等部应用:广泛应用于供热采暖系统及食品、化工、医药等部 门。门。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1515 三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 1 1、 根据管程和
24、壳程结构,列管式换热器有不同的型式根据管程和壳程结构,列管式换热器有不同的型式 固定管板式换热器:固定管板式换热器:换热器动画换热器动画 平面列管式平面列管式.swf.swfE-1802E-1802 结构特点:管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定,可以是单结构特点:管板与壳体之间采用焊接连接。两端管板均固定,可以是单 管程或多管箱,管束不可拆,管板可延长兼作法兰。管程或多管箱,管束不可拆,管板可延长兼作法兰。 优点:结构简单,制造方便,在相同管束情况下其壳体内径最小,管程优点:结构简单,制造方便,在相同管束情况下其壳体内径最小,管程 分程较方便。分程较方便。 缺点:壳程无法进行机械清洗,
25、壳程检查困难,壳体与管子之间无温差缺点:壳程无法进行机械清洗,壳程检查困难,壳体与管子之间无温差 补偿元件时会产生较大的温差应力,即温差较大时需采用膨胀节以减小补偿元件时会产生较大的温差应力,即温差较大时需采用膨胀节以减小 温差应力。温差应力。 U U型管式换热器型管式换热器换热器动画换热器动画uu型管型管.swf.swfE-1804,E-1820A/S,E-1840,E-1850E-1804,E-1820A/S,E-1840,E-1850 结构特点:只有一个管板和一个管箱,壳体与换热管之间不相连,管束能从壳体结构特点:只有一个管板和一个管箱,壳体与换热管之间不相连,管束能从壳体 中抽出或中抽
26、出或 插入。只能为多管程,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。总重轻插入。只能为多管程,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。总重轻 于固定管板式换热器。于固定管板式换热器。 优点:结构简单,造价较低,不会产生温差应力,外层管清洗方便。优点:结构简单,造价较低,不会产生温差应力,外层管清洗方便。 缺点:管内清洗因管子成缺点:管内清洗因管子成U U形而较困难,管束内部换热管的更换较困难,管束的形而较困难,管束内部换热管的更换较困难,管束的 固有频率较低易激起振动。固有频率较低易激起振动。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1616 三、表面式换热器分类三、表面式换
27、热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 浮头式换热器浮头式换热器: :换热器动画换热器动画 浮头式浮头式. .swfswf 结构特点:一端管板与壳体固定,另一端管板(浮动管板)与壳体之间没有结构特点:一端管板与壳体固定,另一端管板(浮动管板)与壳体之间没有 约束,可在壳体内自由浮动。只能为多管程,布管区域小于固定管板式换热约束,可在壳体内自由浮动。只能为多管程,布管区域小于固定管板式换热 器,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。器,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。 优点:不会产生温差应力,浮头可拆分,管束易于抽出或插入,便于检修和优点:不会产生温差应力,浮头可拆分,管束易于抽出或插入
28、,便于检修和 清洗。清洗。 缺点:结构较复杂,操作时浮头盖的密封情况检查困难。缺点:结构较复杂,操作时浮头盖的密封情况检查困难。 填料函式换热器结构特点:一侧管箱可以滑动,壳体与滑动管箱之间采用填料函式换热器结构特点:一侧管箱可以滑动,壳体与滑动管箱之间采用 填料密封。(图见下页)填料密封。(图见下页) 优点:填料函结构较浮头简单,检修清洗方便;无温差应力优点:填料函结构较浮头简单,检修清洗方便;无温差应力 缺点:密封性能较差,不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。缺点:密封性能较差,不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。 釜式重沸器釜式重沸器 它是固定管板式换热器、浮头式换热器、它是固定管板
29、式换热器、浮头式换热器、U U形管式换热器壳体的变形,主要是形管式换热器壳体的变形,主要是 将壳程空间加倍增大,结构上留有一定的蒸发空间。将壳程空间加倍增大,结构上留有一定的蒸发空间。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1717 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1818 三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类三、表面式换热器分类 2 2 2 2 2 2 2 2、按流体流动方式分:、按流体流动方式分:、按流体流动方式分:、按流体流动方式分:可分为顺流、逆流和复杂可分为顺流、逆流和复杂 流三种。流三
30、种。 顺流式换热器:热冷流体总体上平行流动且方顺流式换热器:热冷流体总体上平行流动且方 向相同时的换热器。向相同时的换热器。 如图所示。如图所示。换热器动画换热器动画 顺流顺流. .swfswf 逆流式换热器:热冷流体总体上平行流动且方逆流式换热器:热冷流体总体上平行流动且方 向相反时的换热器。向相反时的换热器。 如图所示。如图所示。换热器动画换热器动画 逆流逆流. .swfswf 复杂流(混流):其它流方式统称为复杂流。复杂流(混流):其它流方式统称为复杂流。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部1919 四、换热器结构四、换热器结构 2011-3-420
31、11-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2020 四、换热器各部位名称四、换热器各部位名称 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2121 四、四、 换热器结构换热器结构- -管板管板 管壳式换热器的总体结构一般由前端管箱、壳体和后端结管壳式换热器的总体结构一般由前端管箱、壳体和后端结 构三部分组成。(是不是所有管壳式换热器都有后端管构三部分组成。(是不是所有管壳式换热器都有后端管 箱?)箱?) 1 1、管板的作用及重要性、管板的作用及重要性 作用:作用:a a排布换热管排布换热管 b. b. 与管箱隔板配合分隔管程空间与管箱隔板配合分隔管程空间
32、c. c. 与壳程隔板配合分隔壳程空间与壳程隔板配合分隔壳程空间 d. d. 避免冷热流体混合避免冷热流体混合 重要性:其重量在整台换热器重量中占有较大比例,是换重要性:其重量在整台换热器重量中占有较大比例,是换 热器最重要的部件之一。热器最重要的部件之一。 管板的强度及结构是否合理直管板的强度及结构是否合理直 接影响整台换热器的安全、成本及产品质量。接影响整台换热器的安全、成本及产品质量。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2222 四、四、 换热器结构换热器结构- -管板管板 2 2、管板形式、管板形式 管板有四种常见的结构形式,即平管板、薄管板、椭圆
33、管板及双管板。管板有四种常见的结构形式,即平管板、薄管板、椭圆管板及双管板。 3 3、管板开孔、管板开孔 a a 换热管孔布置:换热管孔布置: 常见的四种排列方式:三角形排列、转角三角形排列、正方形排列、转角正方形排列。常见的四种排列方式:三角形排列、转角三角形排列、正方形排列、转角正方形排列。 b b 拉杆孔的布置:拉杆孔位置根据拉杆位置确定,一般应均匀布置于管束的外边缘。拉杆拉杆孔的布置:拉杆孔位置根据拉杆位置确定,一般应均匀布置于管束的外边缘。拉杆 与管板焊接时,拉杆孔深等于孔直径;螺纹连接时,螺纹深度为螺纹孔直径的与管板焊接时,拉杆孔深等于孔直径;螺纹连接时,螺纹深度为螺纹孔直径的1.
34、51.5倍。倍。 C C 螺栓孔的布置:管板上开螺栓孔的位置、数量、直径应与相连接的法兰上开的螺栓孔一螺栓孔的布置:管板上开螺栓孔的位置、数量、直径应与相连接的法兰上开的螺栓孔一 致。致。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2323 四、四、 换热器结构换热器结构- -管束管束 1 1、管子排列、管子排列 2 2、管子与管板的连接(简称管接头)、管子与管板的连接(简称管接头) 管接头的质量是管壳式换热器质量的最重要的标志,换热器的失效绝大多数集中在管接头上,是换热器管接头的质量是管壳式换热器质量的最重要的标志,换热器的失效绝大多数集中在管接头上,是换热器
35、制造技术的关键。管接头必须考虑强度和密封性两方面的要求。常用的连接方法有三种:胀接、焊接、制造技术的关键。管接头必须考虑强度和密封性两方面的要求。常用的连接方法有三种:胀接、焊接、 胀焊并用。胀焊并用。 a. a. a. a. a. a. a. a. 胀接胀接 强度胀:利用硬度差,消除间隙,管子发生塑性变形,管板发生弹性变形。对管孔和管壁本身质量要求强度胀:利用硬度差,消除间隙,管子发生塑性变形,管板发生弹性变形。对管孔和管壁本身质量要求 严格。严格。 贴胀:指消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接,贴胀:指消除换热管与管孔之间缝隙的轻度胀接, 与强度胀相比管壁减薄量要小,侧重密封性。与强度胀相比
36、管壁减薄量要小,侧重密封性。 常用方法为机械滚胀,爆破胀、液压胀等。常用方法为机械滚胀,爆破胀、液压胀等。 b b焊接焊接 强度焊:使实际强度等于或大于管子与管板接头最大允许轴向强度的焊接强度焊:使实际强度等于或大于管子与管板接头最大允许轴向强度的焊接 ,焊缝尺寸以管子轴向载荷,焊缝尺寸以管子轴向载荷 确定。保证密封性能及抗拉强度。确定。保证密封性能及抗拉强度。 密封焊:是用作管子胀接接头的补充措施,以保证不泄漏,它的焊缝尺寸不按管子的轴向载荷来确定。密封焊:是用作管子胀接接头的补充措施,以保证不泄漏,它的焊缝尺寸不按管子的轴向载荷来确定。 c c c c c c c c胀焊并用胀焊并用 适用
37、范围适用范围 :密封性要求高的场合;承受振动或疲劳载荷的场合;有间隙腐蚀的场合;采用复合管板的:密封性要求高的场合;承受振动或疲劳载荷的场合;有间隙腐蚀的场合;采用复合管板的 场合场合 一般先焊后胀,以胀管有无污染为准。一般先焊后胀,以胀管有无污染为准。 3 3、管束长度、管束长度 长度越长,单位传热面积材料消耗量越低,制造成本也就越低,同时因流通截面减少而提高流速,长度越长,单位传热面积材料消耗量越低,制造成本也就越低,同时因流通截面减少而提高流速,K K值值 增大。但其长度受到管程清洗、运输、拆装及支座等因素的影响。增大。但其长度受到管程清洗、运输、拆装及支座等因素的影响。 规格有规格有1
38、.51.5、2 2、3 3、4.54.5、6 6、7.57.5、9 9、12m12m,以,以6m6m最为常见。最为常见。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2424 四、换热器结构四、换热器结构- -折流板与支持板折流板与支持板 1 1、折流板目的:为了延长壳程介质的流道长度,增加管间流速,增、折流板目的:为了延长壳程介质的流道长度,增加管间流速,增 加湍流程度,达到提高换热器的传热效果的目的。加湍流程度,达到提高换热器的传热效果的目的。 支持板目的:是支撑(换热管)、防止其产生过大的振动和挠度。支持板目的:是支撑(换热管)、防止其产生过大的振动和挠度。
39、支持板的厚度、管孔、外径等尺寸等要求与折流板一致。但对最大无支持板的厚度、管孔、外径等尺寸等要求与折流板一致。但对最大无 支撑跨距有要求。支持板与折流板外形一样,支持板也起折流板作支撑跨距有要求。支持板与折流板外形一样,支持板也起折流板作 用,折流板也起支持板作用只是设置的原始目的不同而已。用,折流板也起支持板作用只是设置的原始目的不同而已。 2 2、折流板形式、折流板形式 常见的为弓形和圆盘常见的为弓形和圆盘- -圆环形两种,以弓形最为常用,此外还有矩形、圆环形两种,以弓形最为常用,此外还有矩形、 螺旋形等。折流板结构设计时应开缺口,以保证气体放空、液体放净螺旋形等。折流板结构设计时应开缺口
40、,以保证气体放空、液体放净 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2525 四、换热器结构四、换热器结构- -管箱及其他管箱及其他 1 1、管箱、管箱 按其结构可分为固定端管箱、滑动管箱、浮头管箱。按其结构可分为固定端管箱、滑动管箱、浮头管箱。 组成:容器法兰、圆筒短节、封头、及进出口的接管与法兰组成有时还设有放空口、放净口、仪组成:容器法兰、圆筒短节、封头、及进出口的接管与法兰组成有时还设有放空口、放净口、仪 表接口、分程隔板等。表接口、分程隔板等。 2 2、拉杆与定距管、拉杆与定距管 安装目的是为了固定折流板或支持板,使两板保持一固定的距离。安装目的是为了
41、固定折流板或支持板,使两板保持一固定的距离。 (1 1)拉杆形式:)拉杆形式: (2 2 2 2 2 2 2 2)拉杆的直径和数量:由筒体公称直径和换热管直径确定。)拉杆的直径和数量:由筒体公称直径和换热管直径确定。 拉杆公称直径不得小于拉杆公称直径不得小于10 mm10 mm,数量不得少于,数量不得少于4 4根。根。 (3 3 3 3 3 3 3 3)拉杆的布置与尺寸:)拉杆的布置与尺寸: 拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘,以便于较好地固定折流板。拉杆应尽量均匀布置在管束的外边缘,以便于较好地固定折流板。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2626 四、
42、换热器结构四、换热器结构- -管箱及其他管箱及其他 3 3、防冲板、防冲板 作用:防冲刷;兼起导流筒作用。作用:防冲刷;兼起导流筒作用。 设置条件:壳程进口管流体的设置条件:壳程进口管流体的2 2超过一定值时,在壳程进口管处设置防冲超过一定值时,在壳程进口管处设置防冲 板或导流筒;对有腐蚀性介质应设置防冲板。板或导流筒;对有腐蚀性介质应设置防冲板。 4 4、导流筒、导流筒 作用:减少流体停滞区,增加换热管的有效长度;兼起防冲板作用。作用:减少流体停滞区,增加换热管的有效长度;兼起防冲板作用。 形式:内、外导流筒形式:内、外导流筒 5 5、滑道、滑道 滑道的结构有滑板、滚轮、滑条等形式。以滑板最
43、为常见,对于可拆管束结滑道的结构有滑板、滚轮、滑条等形式。以滑板最为常见,对于可拆管束结 构,必须设计滑道以便管束拆装。构,必须设计滑道以便管束拆装。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2727 四、换热器结构壳程介质流向四、换热器结构壳程介质流向 A A A A A A A A股流:折流板管孔与换热管径向间隙的漏流;股流:折流板管孔与换热管径向间隙的漏流; B B B B B B B B股流:穿过换热管的横流流路,即为换热的主流体;股流:穿过换热管的横流流路,即为换热的主流体; C C C C C C C C股流:管束周边,尤其是接管流通区形成的外层流体
44、通道里的漏流;股流:管束周边,尤其是接管流通区形成的外层流体通道里的漏流; E E E E E E E E股流:折流板外圆与壳体圆筒的间隙通道的漏流;股流:折流板外圆与壳体圆筒的间隙通道的漏流; F F F F F F F F股流:多管程分程隔板区或股流:多管程分程隔板区或U U形管程间宽通道流经的漏流;形管程间宽通道流经的漏流; 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2828 五、换热器型号表示方法五、换热器型号表示方法 DN400mm 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部2929 五、换热器型号表示方法五、换热器型号表示
45、方法 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部3030 五、换热器型号表示方法五、换热器型号表示方法 举例说明举例说明 AES500-4.0/1.6-54-6/25-4-AES500-4.0/1.6-54-6/25-4- 平盖管箱,单壳程浮头换热器,公称直径平盖管箱,单壳程浮头换热器,公称直径 500mm500mm,管程设计压力,管程设计压力4.0MPa4.0MPa壳程设计压壳程设计压 力力1.6MPa,1.6MPa,公称换热面积公称换热面积54m54m 2 2 , , 换热管管长换热管管长 6m,6m,外径外径25mm ,425mm ,4管程管程, ,碳素钢较高级冷拔。碳素钢较高级冷拔。 2011-3-42011-3-4中油四川石化生产四部中油四川石化生产四部3131 六、换热器日常检查六、换热器日常检查 日常检查的目的是及时发现设备存在的问题日常检查的目的是及时发现设备存在的问题 和隐患,采取正确的预防和处理措施,避免设备和隐患,采取正确的预防和处理措施,避免设备 事故发生。检查内容包括设备是否存在泄漏,保事故发生。检查内容包括设备是否存在泄漏,保 温或保冷是否良好,无保温和保冷的设备局部有温或保冷是否良好,无保温和保冷的设备局部有 无明显的变形,基础或支架是否良好。观察现场无明显的变形,基础或支架是
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