换热器的安装形式

选型要求：１、换热器位置场地要求；２、液料的自动流动要求；３、气体（汽体）的流动性要求。

选列管式换热器，立式或卧式根据工艺要求来。如果靠自流到塔就应该选立式。若有回流罐就选卧式。

在换热器设计时，对于类别的选择是很重要的。类别选择要考虑的因素很多，一般应从换热器的工艺设计条件（压力、温度、许可压力降）、物料特性（传热性能、污垢系数、腐蚀性能）、可操作性（可操作空间）及经济性等因素综合考虑。在温度和压力都不高、物料干净但有腐蚀性、或者物料不能受铁离子污染而选用耐腐蚀高合金钢或有色金属制作的板式换热器较合理。在温度很低的深冷工况下，若物料很干净，选用板翅式换热器及可以充分利用其结构紧凑、传热效率高的特点，采用多流道物料进行热交换从而达到解决设备体积小、冷量小的特殊矛盾。尽管板翅式换热器有许多优点，然而，在大型化工及石油化工装置中，管壳式换热器以其适应性强、制造简单、易于维修及生产成本低等特点，仍然占据绝对优势。

管壳式换热器中固顶管板式换热器用的最多。浮头式换热器采用浮头结构，管程和壳程均可以抽出清洗，管束和壳体可以自由热膨胀。但其换热管利用率低，结构复杂，设备投资高，仅在换热管的管壁温度与壳体的壁温差大、管程和壳程物料均易结构、需要经常清洗的场合选用。U型管式换热器仅有一块管板，管束可以自由热膨胀，但其换热管利用率低。常在管程物料干净、壳程物料易结构。或者，换热管的管壁温度与壳体的壁温差大而壳程设计压力又比较高的场合选用。

换热器选型时，需要考虑的因素较多，如材料，温度，温度差，压力，压力降，结垢的情况，流体的状态，应用方式，检修和清理等。有些结构形式，在某种情况下使用是好的，但是在另外的情况下，却不能令人满意或根本用不了。因此，在选型时应仔细分析所有的要求和条件，在许多相互制约的因素中应全面考虑，找出其中的主要矛盾，给予妥善解决。

一般立式再沸器用在加热量比较小的场合，结构上采用管板式的多。卧式再沸器用在加热量比较大的场合，结构上采用浮头式的多。

卧式再沸器一般为浮头式再沸器，卧式再沸器的安装高度较低。一般热负荷较小式选用立式再沸器，热负荷大时选择卧式再沸器或罐式再沸器。而立式再沸器通常为固定管板式换热器，成本较低，但是立式再沸器的安装高度高。

立式多用于气相冷凝，卧室用于加热。

再沸器可以分成（1）内置式、（2）釜式、（3）卧式热虹吸式、（4）立式热虹吸式、（5）强制循环式。

卧式热虹吸式: （壳侧沸腾）为获得好的流体分布，通常使用多个接管，这样造成了管线系统的复杂，提高了设备价。有较高的换热率，容易维修和清洗，可控制性好，不易结垢。

立式热虹吸式: （管侧沸腾）设备被直接安装在塔旁由于管线系统简单，故设备造价低。换热率很大，不易结垢，占地面积小，可用于真空和低压系统。为获得好的循环，可能需要比较高的塔裙高度。管长通常受塔裙高度、传热面积的限制。维修和清洗困难，不能用于有过流量和突然脉动可能的系统，当沸点有较高的提升时会使蒸汽的

发生率较低。

卧式再沸器，为了避免在壳侧两相流动的流体气－液相分离，推荐使用G型壳体或H型壳体，而当使用E型壳体或J型壳体时，应选择横向流动，并尽量使管长与壳径之比等于5或小于5。

立式再沸器，有两种形式的出口接管。（1）塔侧面与再沸器顶部相连型式，（2）塔和再沸器直接相连的型式。对纯组份的沸腾，（1）、（2）两种接管型式均可。而对混合物的沸腾，最好选用（1）形式的接管。热虹吸再沸器的循环是靠入口和出口管道之间的水力静压差来维持的。为了达到较高的循环率并且很好地控制它，应该减小管道中的压力降。这就需要慎重地选择管道直径、材料、布置方式、阀门、弯头及其它管件。

立式或卧式热虹吸再沸器中，热介质为单相流时，逆流和平行流动都是可行的，应通过对温度差、循环率和传热性能的综合考虑来选择何种为最好。

立式再沸器通常为固定管板式换热器，成本较低，但是立式再沸器的安装高度高。卧式再沸器一般为浮头式再沸器，卧式再沸器的安装高度较低。一般热负荷较小式选用立式再沸器，热负荷大时选择卧式再沸器或罐式再沸器。

一般工业上使用的虹吸式再沸器的主要优点是不需要辅助设备，热虹吸式再沸器没有泵及相关设备，大大减少了蒸馏系统投资，同时还能节省想关的操作费用，另外由于没有泵，也不存在泵泄露的可能性。而立式虹吸再沸器相比于卧式虹吸再沸器来说，传热系数大、停留时间短、可处理较脏的物料、设备成本和操作成本低、结构紧凑、

占地面积小。在下面场合则立式虹吸再沸器可能不适用：1）加热介质比较脏（走管程）

2）受塔高限制时

3）所需传热面积大时

4）液体需要强制循环时

5）减压塔

6）要求可靠性高

1，2，3情况下，可以考虑使用卧式虹吸再沸器，和立式比，卧式再沸器管线厂长，占地面积大，易堵塞（物料走壳程）、成本高及可靠性差。4，5，6情况下，需要选用强制循环再沸器或罐式再沸器

1、一般连续精馏采用立式的，体积小，它有相变，效率高，占地面积小（一般不占地）！

2、一般间隙精馏采用卧式的，体积大，效率较低，占地面积大！

热虹吸式再沸器依靠塔釜内的液体静压头核再沸器内两相流的密度差产生推动力形成热虹吸式运动。热虹吸式再沸器利用再沸器中气—液混合物和塔底液体的密度差为推动力，增加流体在管内的流动速度，减少了污垢的沉积，提高了传热系数，装置紧凑，占地面积小可以分为立式热虹吸式再沸器和卧式热虹吸式再沸器。

一般立式热虹吸式的管程走工艺液体，壳程走加热蒸汽；卧式热虹吸式再沸器的蒸发侧不加限制，可以根据工艺要求，如蒸发量大小和是否容易结垢来选择流径。

卧式热虹吸式再沸器的安装高度低于立式，其循环推动力较大，循环量也较大。

虹吸现象是液态分子间引力与位能差所造成的，即利用水柱压力差，使水上升后再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相同的高度，水就会停止流动。利用虹吸现象很快就可将容器内的水抽出。

虹吸管是人类的一种古老发明，早在公元前1世纪，就有人造出了一种奇特的虹吸管。

事实上，虹吸作用并不完全是由大气压力所产生的，在真空里也能产生虹吸现象。使液体向上升的力是液体间分子的内聚力。在发生虹吸现象时，由于管内往外流的液体比流入管子内的液体多，两边的重力不平衡，所以液体就会继续沿一个方向流动。在液体流入管子里，越往上压力就越低。如果液体上升的管子很高，压力会降低到使管内产生气泡（由空气或其他成分的气体构成），虹吸管的作用高度就是由气泡的生成而决定的。因为气泡会使液体断开，气泡两端的气体分子之间的作用力减至0，从而破坏了虹吸作用，因此管子一定要装满水。在正常的大气压下，虹吸管的作用比在真空时好，因为两边管口上所受到的大气压提高了整个虹吸管内部的压力。

卧式容器、换热器（立、卧式）、反应器布置及配管特点

卧式容器的布置及配管布置

卧式容器是化工装置中常见的设备，通常用作贮存物料的贮槽、贮罐，收集蒸汽凝液的冷凝水槽，以及蒸汽缓冲罐等等。卧式容器作为整个装置的组成部分，同样应遵循露天化、流程式布置的装置布置原则。同时应从以下几个方面来考虑布置的具体细节：