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适用范围:壳程侧介质清洁不易结垢,不可以进行清洗,管程与壳程两侧温差不大 或温差较大但壳侧压力不高的场合。 管壳式换热器的管子是换热器的基础构件,它为在管内流过一种流体和穿越管 外的另一种流体之间提供传热面。根据两侧流体的性质决定管子材料,将具有腐 蚀性,水质差的海水放在管内流动,水质较好的除盐水放在管子外壳侧,这样管 子只需采用耐海水腐蚀的钛管,同时清洗污垢较为方便,管径从传热流体力学角 度考虑,在给定壳体内使用小直径管子,能够获得更大的表面密度 但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层,尤其管内冷却水水质较差,泥 沙和污物及海生物的存在,都可能会在管壁上形成沉积物,将传热恶化并使定期 的清洗工作成为必要, 管子清洗限制管径最小约为 20 mm, 钛管一般采 Φ25 mm, 对给定的流体, 污垢形成主要受管壁温度和流速的影响, 为得到合理的维修周期, 管内侧水的流速应在 2 m/s 左右(视允许压降的要求)。由于一般冷却水选用 海水、河水等,较易引起结垢,对管壳式换热器,应根据水质含沙量情况需设置 胶球清洗装置进行定期清洗。 缺点:结构较为复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。浮头端结构较为复杂影响排管数。 浮头密封面在操作时,易产生内漏。 浮头换热器在炼业或乙烯行业中应用较多, 由于内浮头结构限制了使用压力 和温度正常的情况 Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。 结构: 两端管板中只有一端与壳体固定, 另一端可相对壳体自由移动, 称为浮头。 浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。 优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机 械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动,无需考虑温差应力,可 用于大温差场合。 换热器操作一段时间后,如果管壁结垢严重,则 传热能力变弱,换热介质出口 温度达不到设计工艺 参数要求;污垢将管内径变小;流速相应增大;压力 损失增 加。这时,可通过检查流量、压力和温度等操 作记录来判定结垢情况。 管壳式换热器的腐蚀和磨损 换热介质、 污垢等作用都会使换热器壳体和管 子内、 外表面产生腐蚀磨损。 对壳体通常使用测厚 仪,从外部测定和估计会产生腐蚀、减薄的壳体部 位。 适用范围:是换热器中唯一可用于高温,高压,高温差的换热器。适用于管壳壁 温差较大或壳程介质结垢需要清洗, 又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。 结构:特点与浮头式相似。浮头部分在壳体外,在浮头与壳体的滑动接触面处采 用填料函密封结构。 优点:由于采用填料函密封结构,使得管束在壳体内可以自由伸缩,避免了热应 力。加工制造方便,节省材料,造价低,由于可抽芯,维修方便。 适用范围:一般适用于 2.5MPa 以下的工作条件且不能用于易挥发,易燃易爆, 有毒及贵重介质的工况。使用温度受限于填料的物性。目前使用较少。 结构: 只有一块管板, 管束由多跟 U 形管组成, 管的两端固定在同一块管板上, 换热管可以自由伸缩。 优点: 以 U 形管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。 结构相对比较简单, 价格实惠公道, 承压能力强。 缺点:由于受管弯曲半径的限制,布管较少。壳程流体易形成短路。坏一根 U 形管相当于坏两根管,报废率较高。 优点:结构相对比较简单紧促,能承受较高压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时方 便堵管或更换。排管数比 U 形管换热器多。 大热应力, 为此应需要设置柔性元件 (如膨胀节) 。 不能抽芯没有办法进行机械清洗。 不能更换管束,维修成本比较高。 |
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