石油化工换热设备的基础知识

石油化工换热设备的基础知识

换热设备是石油、化工等广泛应用的主要设备之一，约占工艺设备总台数的30~70%，占工艺设备总重量的25~50%，占工艺设备总投资的12~20%，在工艺生产操作中对工艺参数的调节，生产稳定性起着重要的作用。

1. 分类

1.1 按用途分类：换热器、冷凝器、蒸发器、冷却器、加热器

1.1.1 换热器：两种温度不同的流体进行热量的交换，使一种流体降温而另一种流体升温，以满足各自的需要，充分回收热量。

1、1、2冷凝器：在两种温度不同的流体进行热量的交换中，有一种流体是从气态被冷凝成为液态，温度变化不大，为冷凝器。

1、1、3冷却器：凡是热量不回收利用，单纯只要一种流体冷却的换热器，为冷却器。

1.2 按结构型式分类：管式换热设备、板式式换热设备

1.2.1 管式换热设备：管壳式换热设备、套管式换热设备、水浸式冷却器、空气冷却器。

1.2.2 管壳式换热设备特点：在圆筒形外壳中装有管束，一种流体在管内流动，另一种流体在管外流动。

可分为：固定管板式、带膨胀节的固定管板式、浮头式、u形管式、填函式。

天然气制氢装置换热设备结构型式主要为固定管板式（131-C、1110-C、1109-C等）、带膨胀节的固定管板式（105-UC2）、u形管式（1111-C、130-CA/CB、1105-C等）。

2. 主要参数

压力

除注明者外，压力均指表压力。

2.1.1 工作压力

工作压力指在正常工作情况下，换热器管、壳程顶部可能达到的最高压力。

2.1.2 设计压力

设计压力指设定的换热器管、壳程顶部的最高压力，与

相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。

2.1.3 试验压力

试验压力指在压力试验时，换热器管、壳程顶部的压力。

2.2 温度

2.2.1 设计温度

设计温度指换热器在正常工作情况下，设定的元件金属温度(沿元件金属横截面的温度平均值)，设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。

在任何情况下，元件金属的表面温度不得超过材料的允许使用温度。

设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。对于0℃以下的金属温度，设计温度不得高于元件金属可能达到的最低温度。

标志在铭牌上的管、壳程设计温度，分别为管程管箱和壳程壳体的设计温度。

2.2.2 试验温度

试验温度指压力试验时，管箱和壳体的金属温度。

2.3 管程和壳程

管程系指介质流经换热管内的通道及与其相贯通部分。

壳程系指介质流经换热管外的通道及与其相贯通部分。

管程数系指介质沿换热管长度方向往、返的次数。

壳程数系指介质在壳程内沿壳体轴向往、返的次数。

3. 换热器的零、部件名称见表1和图1至图6。

表一：

换热器结构示意图：

4、换热器安装、试车和维护

4.1 安装

4.1.1 场地和基础。

4.1.1.1 应根据换热器的结构型式，在换热器的两端留有足够的空间来满足拆装、维修的需要。

4.1.1.2 活动支座的基础面上应预埋滑板。

4.1.2 安装前的准备。

4.1.2.1 可抽管束换热器安装前应抽芯检查、清扫。抽管束时，应注意保护密封面和折流板。移动和起吊管束时，