浮头式换热器
浅谈浮头式换热器检修方法及应用
浅谈浮头式换热器检修方法及应用浮头式换热器是一种常见的换热设备，广泛应用于化工、石油、制药、电力等行业中。
检修浮头式换热器是确保其正常运行和延长使用寿命的关键步骤。
下面将对浮头式换热器的检修方法及应用进行浅谈。
浮头式换热器的检修方法主要包括以下几个方面：首先，要对换热器进行彻底的清洗。
由于浮头式换热器常年运行，表面会积累各种杂质，对正常的传热过程产生不利影响。
因此，在检修前要彻底清洗换热器，除去附着在壳体和管束上的污垢和锈蚀物。
可以通过使用高压水枪或化学清洗剂将其进行清洗。
其次，要对换热器进行检查。
检查更换热器管束、管板密封、浮头密封装置等是否存在损坏或老化现象，如果有需要及时更换。
检查管束的腐蚀、变形情况，根据检查结果决定是否需要对其进行修复或更换。
还有一点就是检查和清理换热器的流体通道。
检查和清理换热器内部的流体通道，包括壳体、管束和管板，确保其通畅无阻。
可以通过清洗装置或酸洗装置对壳体和管束进行清洗，使其恢复到最佳传热状态。
最后，进行密封性检查。
检查浮头式换热器的浮头与管板之间的密封性，确保其正常工作。
可以通过涂抹密封剂或使用扭紧螺栓的方法来进行密封。
浮头式换热器的检修方法应根据具体情况来确定，但以上几个方面是常见的检修步骤。
实际操作中要注意安全，遵循相关安全规定和操作规程。
浮头式换热器的应用主要是将热源和冷却介质进行换热，并将热量传递到所需流体中。
在工业生产过程中，浮头式换热器起到重要的作用。
例如，在石油化工行业中，浮头式换热器被广泛应用于石油蒸馏、石油储运、装置冷却等工艺中，用于提高能源利用率和节约能源。
在制药行业中，浮头式换热器用于提取、浓缩和蒸发等过程中的热源和冷却介质的换热。
在电力行业中，浮头式换热器用于发电过程中的余热回收和热电联供等方面。
总而言之，浮头式换热器的检修方法及应用涉及到清洗、检查、清理和密封等方面。
通过对浮头式换热器的检修，可以确保其正常运行和延长使用寿命，提高能源利用效率，为工业生产提供可靠的换热设备。
浮头式换热器的研究趋势
浮头式换热器的研究趋势浮头式换热器是一种常用的传热设备，广泛应用于石化、化工、电力、炼油等行业，用于实现不同流体之间的有效传热和能量转移。
随着社会经济的快速发展和技术的不断进步，浮头式换热器的研究也在不断深入。
本文将从浮头式换热器的技术特点、研究方向和应用前景等方面进行论述。
首先，浮头式换热器具有以下几个技术特点。
首先，浮头式换热器具有良好的传热效果。
由于浮头式换热器的管束采用了类似于整流罩的结构，可以减少非理想流体流动对换热效果的影响，提高传热效率。
其次，浮头式换热器具有较强的自适应性能。
由于浮头可以在一定范围内移动，可以根据实际工况自动调整换热表面之间的间隙，实现更为合理的换热效果。
再次，浮头式换热器具有较好的清洗性能。
由于浮头与管束之间的间隙较大，可以通过冲洗装置清洗管束内部，减少了清洗的难度和工作量。
在浮头式换热器的研究方向上，目前主要集中在以下几个方面。
首先，研究者们致力于提高浮头式换热器的传热强化效果。
通过优化流动导向结构和改进传热介质的性质，提高传热强化效果，减小设备占地面积。
其次，研究者们关注浮头式换热器的多尺度特性。
由于浮头式换热器中的流体传热过程涉及到多个尺度，如宏观尺度的流动可视化、微观尺度的传热过程和介质分布等，研究者们致力于构建多尺度的数值模型，实现尺度耦合的模拟和优化。
再次，研究者们关注浮头式换热器的安全性和可靠性。
由于浮头式换热器使用于各种工业领域，研究者们需要考虑设备在高温、高压和腐蚀等多种工况下的安全性和可靠性，提出相应的设计和改进方案。
最后，研究者们也在探索浮头式换热器与其他领域的结合。
例如，浮头式换热器与蒸发器、蓄热器等换热设备的结合，可以实现多种能量转化和高效利用。
浮头式换热器的应用前景广阔。
首先，浮头式换热器可以应用于新能源领域。
随着太阳能、风能等新能源的快速发展，浮头式换热器可以作为太阳能集热器和风能发电装置中的关键传热部件，实现能源的高效转化和利用。
浮头式换热器设计文献综述
浮头式换热器设计文献综述摘要在工业生产中，凡用来实现冷热流体热量交换的设备，统称为换热器。
它在化工、炼油、原子能、建筑、机械、交通等许多技术领域中均有广泛的应用。
如化工生产中的加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器、再沸器等；又如热力发电厂中的空气预热器、蒸汽过热器、凝汽器和冷水塔等，为了满足不同生产条件的需要，各工业部门采用多种多样的换热器。
浮头式换热器是石油化工行业广泛使用的热交换设备,其质量的好坏直接影响到石油化工企业的安全和经济效益。
换热器是重要的化工单元操作设备，浮头式换热器是换热器的一种重要类型。
关键词换热器浮头式设计换热器的分类由传热学理论可知道，热交换是一种复杂的过程，它是由系统内两部分的温度差异而引起的，热量总是自动地从温度较高的部分传给温度较低的部分。
传热的基本方式有热传导、对流和辐射3种，因此在换热器中，热量总是从热流体传给冷流体，起加热作用的热流体又称加热介质如水蒸汽、烟道气、导热油或其他高温流体等；起冷却作用的冷流体又称冷却介质如空气、冷冻水、冷冻盐水等。
在热交换过程中，热冷流体的温度是因整个流程而不断变化的，即热流体的温度由于放热而下降，冷流体的温度由于吸热而上升。
适应于各种换热条件，换热器有多种形式。
每种结构形式都有其特点和适用范围，只有熟悉和掌握这些特点，并根据生产工艺具体情况，才能进行合理选型和正确的设计。
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构类型也不同，换热器的具体分类如下：一、换热器按传热原理分类1、表面式换热器表面式换热器是温度不同的两种流体在壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体在之间进行换热。
表面式换热器有管壳式、套管式和其他形式的换热器。
2、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。
蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等。
浮头式换热器原理
浮头式换热器原理
浮头式换热器是一种常见的换热设备，它主要由壳体、管束、浮头、管板和管
束固定装置等部分组成。
在工业生产中，浮头式换热器被广泛应用于化工、石油、电力、冶金等领域，用于液体之间或气体与液体之间的换热传热。
浮头式换热器的工作原理是利用管束内流体与壳体内流体之间的传热传质，实
现热量的交换。
具体来说，浮头式换热器的工作原理可以分为以下几个步骤：首先，热量传递的两种流体分别进入换热器的壳体和管束内。
壳体内的流体称
为壳侧流体，管束内的流体称为管侧流体。
壳侧流体和管侧流体之间通过管壁进行热量交换。
其次，壳侧流体和管侧流体在换热器内部分别形成了壳侧流体区域和管侧流体
区域。
这两个区域之间通过管束进行热量传递。
壳侧流体在壳体内形成了流动路径，管侧流体在管束内形成了流动路径。
然后，浮头的作用是使得管束在换热器内可以自由膨胀和收缩，从而减小了管
束与壳体之间的热应力，延长了换热器的使用寿命。
最后，通过壳侧流体和管侧流体之间的传热传质，实现了热量的交换。
壳侧流
体和管侧流体在换热器内部分别经历了冷却或加热的过程，从而达到了预期的换热效果。
总的来说，浮头式换热器的工作原理是利用壳侧流体和管侧流体之间的传热传质，通过管束和壳体内部的流动路径，实现了热量的交换。
浮头的作用是使得管束可以自由膨胀和收缩，减小了热应力，延长了换热器的使用寿命。
浮头式换热器在工业生产中扮演着重要的角色，它的工作原理对于工程技术人员和操作人员来说都是非常重要的知识点。
浮头式换热器工作原理
浮头式换热器工作原理浮头式换热器是一种高效且广泛应用于各行各业的换热器，其工作原理主要基于对流传热与对流对换传热两种方式，下面将详细介绍其工作原理。
浮头式换热器的基本构造是上下两个胆体，下胆体为周转胆，上胆体为浮动胆，二者之间用密封圈密封连接。
由于上胆体可以任意升降，因此传热面积在传热过程中可以随着介质流量的变化而改变，从而适应不同工况下的换热需求。
浮头式换热器工作时，第一步是将两种介质分别进入到周转胆与浮动胆中，流体分别在两个胆体内部流动。
在传热过程中，流体在胆体内部产生湍流，从而促进换热。
其次，两种介质的传热方式分别为对流传热与对流对换传热，我们先来介绍对流传热。
对流传热是介质流动过程中由于流体温度和速度的不均匀所引起的传热现象。
对流传热的传热系数比传热面在静止状态下要大很多，因此在换热器中利用对流传热进行换热是非常常见的。
另一种介绍的是对流对换传热。
对流对换传热是介质流经换热器时，在流体与传热面之间形成的边界层内，发生的传热现象。
当流体与传热面接触时，由于流体的传热性能通常比传热面差，因此无法完全将热量传递给传热面，在边界层内产生温度梯度形成热阻，同时流体与传热面之间的传热模式由传热过程中的对流传热转变为对流对换传热。
除了以上介绍的换热方式外，浮头式换热器还采用了流动态配技术，即在换热器中控制不同介质的流量使其达到最佳匹配状态，增强传热效果。
因此浮头式换热器具有高效、省能、耐腐蚀、自动调节等优点。
此外还有一点需注意的是，浮头式换热器在使用过程中一定要注意流体的传热性能。
如果传热过程中产生的温度梯度过大，则会造成传热面局部温度过高，热应力过大，从而导致传热面变形甚至失效。
因此，在使用浮头式换热器时一定要进行有效隔热措施，保证其正常工作。
总之，浮头式换热器作为一种高效的换热器设备，在众多行业中应用广泛。
其工作原理基于对流传热和对流对换传热，采用流动态配技术，可以适应不同工况下的换热需求，效率高、节能、耐腐蚀。
浮头式换热器原理
浮头式换热器原理
浮头式换热器是一种常用于工业领域的换热设备，其原理是通过将热介质从一侧传递至另一侧，实现热量的传递和能量的调节。
具体而言，浮头式换热器的工作原理如下：
1. 热介质流入：热介质从一个端口流入设备内部，通常是通过管道或管束的方式进入。
2. 内部传热：热介质在设备内部的传热管或管束中流动，与外部换热介质进行热量交换。
这里的外部换热介质可以是液体、气体或蒸汽等。
3. 浮头设计：浮头式换热器的一个特点是设备内部的浮头设计。
浮头可以根据热量传递情况自由升降，以适应不同的操作条件。
浮头的升降能够减小设备内部结垢和腐蚀的风险，同时也方便设备的维护和清洗。
4. 热介质流出：经过传热过程后，热介质从另一端口流出设备。
热介质的温度通常会发生变化，其中热量的增加或减少取决于与外部换热介质的热量交换情况。
5. 外部换热介质流动：外部换热介质也会通过设备内部的管道或管束流动，与热介质进行热量交换。
换热过程中，外部换热介质通常将热量传递给热介质或从热介质中吸收热量，以实现能量的传递和调节。
通过以上的工作原理，浮头式换热器可以高效地实现热量的传递和能量的调节。
它广泛应用于石油化工、冶金、电力、制药和食品工业等领域，以满足不同工艺过程中的热量需求。
江苏浮头式换热器用途
江苏浮头式换热器用途江苏浮头式换热器是一种广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域的热交换设备。
它的主要作用是实现不同介质之间的热量传递，将高温介质的热量传递给低温介质，以达到加热、冷却或其他热交换的目的。
浮头式换热器通常由管束、固定管板、浮头、弹簧板、密封装置等组成。
其中，管束是热交换的主要部分，通过热交换管将流体中的热量传递给另一种流体。
固定管板和浮头则起到支撑管束和引导流体的作用。
弹簧板则用于控制浮头的位置，以适应不同的工况变化。
密封装置则用于防止流体泄漏，确保换热过程的安全和稳定。
江苏浮头式换热器的用途主要包括以下几个方面：1. 加热：浮头式换热器可以将热源中的高温介质的热量传递给需要加热的介质，使其温度升高。
在化工、石油、电力等工业领域，常常需要将液体或气体加热到一定的温度，以满足工艺生产的要求。
浮头式换热器可以提供高效、稳定的加热方式，满足不同工艺的热量需求。
2. 冷却：浮头式换热器可以将高温介质中的热量传递给冷却介质，使其温度降低。
在各种工业过程中，为了控制温度、降低能耗或保证产品质量，常常需要对介质进行冷却处理。
浮头式换热器通过传热的方式，将热量从介质中带走，实现冷却效果。
3. 蒸发和脱硫：浮头式换热器还可以用于蒸发和脱硫过程。
在一些化工生产中，常常需要将液体转化为蒸汽，或者从气体中去除其中的有害成分。
浮头式换热器通过控制温度和压力差，实现液体的蒸发和气体的脱硫过程，以满足不同工艺的需求。
4. 化工过程中的物料加热和冷却：在化工生产中，常常需要将原料或产物进行加热和冷却处理，以满足不同反应过程的要求。
浮头式换热器可以根据不同的物料性质和反应条件，提供合适的加热和冷却方式，实现高效、稳定的反应过程。
总之，江苏浮头式换热器在化工、石油、电力、制药等工业领域具有广泛的应用。
它可以将高温介质中的热量传递给低温介质，实现加热、冷却、蒸发、脱硫等热交换过程，以满足不同工艺的要求。
它具有换热效率高、操作灵活、安全可靠等优点，在工业生产中起到重要的作用。
浮头式换热器
浮头式换热器浮头式换热器是一种常见的热交换设备，被广泛应用于化工、石油、电力、制药等工业领域。
它具有结构简单、换热效果好、运行稳定等特点，在工业生产中发挥着重要的作用。
浮头式换热器的设计原理是利用两种不同介质之间的传热，以实现能量的转移。
它由壳体、束管板、浮头和传热管等组成。
其中，壳体是外部的固定壳体，束管板分隔开了两种介质，传热管是主要传热介质，而浮头则可以随着流体的膨胀和收缩而自由移动。
浮头式换热器的工作过程如下：首先，将需要传热的介质注入传热管中，同时通过固定壳体的入口和出口进行连通。
然后，热能从传热管中传到固定壳体中的冷介质上，由冷介质通过出口流出，实现了热量的传递。
在整个过程中，浮头会根据传热管内外温度的差异而产生膨胀和收缩，以保持壳体内部的良好密封性能。
浮头式换热器的设计和选型，需要考虑多个因素。
首先是流体的性质和流量。
不同的流体有不同的传热特性，所以在选择传热器时需要考虑流体的温度、压力、粘度等参数。
其次是传热器的传热效率。
传热效率是评价换热器性能的重要指标，因此在设计过程中需要合理选择传热面积、传热管的材质和数量等。
最后是换热器的安装和维护。
浮头式换热器通常较大，所以在安装时需要考虑到空间和结构的限制。
而维护方面，需要定期检查传热管内壁的结垢情况，及时清洗和维修。
浮头式换热器在工业生产中具有广泛的应用。
它能够实现不同介质之间的热量传递，有效利用能源，提高生产效率。
同时，由于浮头的作用，它还能够适应介质的膨胀和收缩，减少了由于温度变化引起的应力和振动，保证了设备的安全稳定运行。
总的来说，浮头式换热器是一种重要的热交换设备，在工业生产中起着关键的作用。
它采用简单的结构设计，具有良好的传热效果和稳定的运行性能，能够满足不同介质之间的热量传递需求。
随着工业技术的发展，浮头式换热器的设计和制造技术也在不断改进和创新，为工业生产提供更加可靠和高效的换热解决方案。
浮头式换热器原理和发展趋势
第一段：浮头式换热器的基本原理和工作流程浮头式换热器是一种常见的传热传质设备，广泛应用于化工、石油、制药等领域中。
它具有结构简单、传热效率高、维修方便等优点，因此被广泛使用。
图1：浮头式换热器的基本结构基本原理：浮头式换热器是通过壳体和管束之间的流体进行传热传质的。
在换热过程中，一种流体流过管束内部，在管束内与另一种流体发生传热传质作用，并将热量或物质传递到另一种流体中。
传热传质的效率取决于流体之间的温度差、密度差、热传导系数等。
工作流程：浮头式换热器的工作流程如下：1流体进入换热器壳体：流体通过进口法兰进入浮头式换热器壳体，经过流道板的导向，进入管束。
2.流体在管束内传热传质：热量或物质通过管束内的壁面传递给另一种流体。
在这个过程中，流体之间的温度差、密度差、热传导系数等都会影响传热传质的效率。
3.流体从管束内出口流出：经过管束内部的传热传质作用，流体从管束出口流出，进入壳体的另一端，再通过出口法兰流出浮头式换热器。
4.浮头自由膨胀收缩：在换热过程中，壳体和管束之间的热胀冷缩会引起一定的变形，而浮头则可以自由膨胀和收缩，适应不同的热膨胀系数，避免因温度变化而引起机械应力。
5.浮头式换热器工作完成：流体在壳体和管束内部完成了传热传质的作用，达到了预期的效果。
需要注意的是,在实际应用中，还需要对浮头式换热器进行定期检查、维修保养，以确保其正常运行。
同时，在使用过程中还需要根据实际情况进行调整和优化,以提高传热传质效率，降低能耗成本。
第二段：浮头式换热器的历史沿革和发展趋势浮头式换热器最初是由法国石油公司She11Oi1Company在20世纪50年代研制成功的，目的是为了提高炼油厂的生产效率。
此后，浮头式换热器在各种化工、冶金、电力和制药等领域广泛应用，被认为是换热器的一种重要类型之一。
近年来，随着工艺技术和制造工艺的不断发展，浮头式换热器的设计和制造技术也取得了长足的进步。
在使用中，浮头式换热器已经成为化工、制药、电子、石油和天然气等行业中最常用的换热器之一。
《浮头式换热器》课件
智能化控制技术
利用物联网、大数据和人工智能 等技术手段，实现换热器的智能 化控制和远程监控，提高设备的 运行效率和安全性。
环保节能技术
推广和应用环保节能技术，降低 换热器的能耗和排放，满足日益 严格的环保要求。
市场前景
市场需求
随着工业生产和能源利用的不断发展，对高 效、环保、节能的换热设备需求不断增加， 浮头式换热器作为常用的换热设备之一，具 有广泛的市场需求。
市场前景
随着技术的不断进步和应用领域的拓展，浮 头式换热器市场将保持稳定增长，未来市场 前景广阔。同时，市场竞争也将日益激烈， 企业需要加强技术创新和品质管理，提高产 品竞争力。
THANKS.
浮头式换热器的设
03
计与选型
设计要点
结构稳定性
浮头式换热器应具备足够的结构稳定性，能 够承受内部压力和外部载荷。
高效传热
设计时应考虑采用高效的传热元件和结构， 以提高换热效率。
流体动力学性能
应优化流道设计，减少流体阻力，提高流体 的流动性。
材料选择
根据使用条件选择合适的材料，确保设备的 耐腐蚀、耐高温和长期稳定性。
工作原理
总结词
浮头式换热器的工作原理及传热过程
详细描述
浮头式换热器通过加热或冷却管束内的流体，使管束内的流体与外部的流体进行热量交换。热量通过管壁传递给 外部的流体，从而实现热量的传递。浮头式换热器的设计使得其能够适应不同的操作条件和流体特性，具有较高 的传热效率和较小的体积。
结构组成
总结词
浮头式换热器的结构组成及各部分的作用
《浮头式换热器》PPT 课件
contents
浮头式换热器工作原理
浮头式换热器工作原理换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
换热器的工作原理是利用热量的传导和对流，将热量从一种介质传递到另一种介质，以达到加热、冷却和恒温控制的目的。
浮头式换热器是一种常见的换热器类型，本文将介绍浮头式换热器的工作原理及其应用。
一、浮头式换热器的结构浮头式换热器是一种管壳式换热器，由壳体、管束、浮头、管板、支撑件等组成。
其中，壳体是一个封闭的容器，通常由碳钢、不锈钢等材料制成。
管束由一组平行排列的管子组成，通常为无缝钢管、铜管或不锈钢管。
浮头是一种浮动结构，可以上下移动，以适应管束的热胀冷缩和管道的变形。
管板是用来固定管束和浮头的组件，支撑件则用来支撑管束和浮头。
浮头式换热器的结构如图1所示。
二、浮头式换热器的工作原理浮头式换热器的工作原理是利用热量的传导和对流，将热量从一种介质传递到另一种介质。
其中，一种介质通过管子流动，另一种介质则在壳体中流动。
通过管子和壳体之间的热交换，两种介质的温度发生变化，从而达到加热、冷却和恒温控制的目的。
在浮头式换热器中，热量的传导主要是通过管子和壳体之间的热传导完成的。
管子和壳体之间的热传导取决于管子和壳体之间的热传导系数、管子和壳体的材料和厚度等因素。
为了提高热传导效率，通常在管子和壳体之间填充一种导热性能良好的填料，如金属丝网、金在热传导的过程中，热量还可以通过对流的方式传递。
在壳体中流动的介质可以通过流动方式（如直流、交流、混流等）和流速来影响对流传热。
流速越快，对流传热越强。
同时，流动方式也会对对流传热产生影响。
例如，直流方式可以使介质在管子中形成较长的热传递路径，从而提高传热效率。
浮头式换热器的浮头结构可以适应管束的热胀冷缩和管道的变形。
当管子受热膨胀时，浮头可以向上移动，从而保持管子的垂直度和稳定性。
当管子冷缩时，浮头可以向下移动，从而保持管子的紧密性和稳定性。
三、浮头式换热器的应用浮头式换热器具有结构简单、换热效率高、维护方便等优点，因此广泛应用于化工、电力、制药、石油等行业。
浮头式换热器
浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而 另一端的管板可在壳体内自由浮动，见下图1。 壳体和管束对热膨胀是自由的，故而两种介 质的温差较大时，管束与壳体之间不产生温 差应应。浮头端设计成可拆结构，使管束有 容易地插入或抽出壳体（也可设计成不可拆 的），这样为检修、清洗提供了方便。但该 换热器结构比较复杂，而且浮动端小盖在操 作时无法知道泄漏情况，因此在安装时特别 注意其密封。
图5所示结构为管束装入或抽出时，不需先将
浮头部分拆除，检修、安装及清洗等工作均 可在壳体外进行，比较方便。但是该结构的 壳体直径要比上述浮头换热器增大。浮头处 结Hale Waihona Puke 可做成图5（a）和（b）两种形式。
图6是浮头换热器中又一种形式，它是一种单
程浮头换热器，在管程出口处采用填料函结 构。图6（a）的结构在设计时应考虑浮动一 端的管板外径小于壳体内径，以便管束可以 在壳体内抽出。在浮头头盖相连接的出口管， 应尽量选用标准，以利安装与制造。
浮头式换热器的浮头部分结构，按不同的 要求可设计成各种形式，除必须考虑管束能 在设备内自由移动外，还必须考虑到浮头部 分的检修、安装和清洗的方便。图2所示结构， 其浮头部分虽可以自由移动，但管束不能抽 出壳休。优点是在相同的壳体直径下，布管 数多，换热面积增加，但对于换热管外壁要 求经常清洗的情况，不宜采用此结构形式
图3所示为钩圈结构，在设计时必须考虑浮 头管板的外径Do。该外径应小于壳体内径Di， 一般推荐浮头管板与壳体内壁的间隙b1=3~5 ㎜。这样，当浮头处的钩圈拆卸后，即可将 管束从壳体内抽出，以便进行检修、清洗。 浮头盖需在管束装入后才能进行装配，所以 在设计中应考虑保证浮头盖在装配时的必要 空间。
钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作
浮头式换热器课程设计
浮头式换热器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握浮头式换热器的基本原理、结构特点、工作流程和应用范围。
通过学习，学生能够理解浮头式换热器在化工、能源等领域的的重要作用，具备分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：•掌握浮头式换热器的定义和分类；•理解浮头式换热器的工作原理和结构特点；•熟悉浮头式换热器的设计计算方法和应用场景。
2.技能目标：•能够分析浮头式换热器的工作流程和性能指标；•具备利用浮头式换热器解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对浮头式换热器技术的兴趣和好奇心；•使学生认识到浮头式换热器在现代工业中的重要性；•培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括浮头式换热器的基本原理、结构特点、工作流程和应用范围。
具体安排如下：1.浮头式换热器的定义和分类；2.浮头式换热器的工作原理和结构特点；3.浮头式换热器的设计计算方法；4.浮头式换热器的应用场景和案例分析；5.浮头式换热器在现代工业中的重要性。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握浮头式换热器的基本原理和知识；2.讨论法：引导学生参与课堂讨论，培养学生的思考和分析能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解浮头式换热器的应用和解决实际问题的能力；4.实验法：安排实验室实践，使学生亲手操作，加深对浮头式换热器的理解和掌握。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的浮头式换热器教材作为主要教学资源；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的课件、动画等多媒体资料，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备浮头式换热器的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括平时表现、作业、考试等。
浮头式换热器课件
环保和可持续发展
注重环保和可持续发展 ，开发高效、环保、可 回收的换热器，减少对 环境的负面影响。
多功能化和集成化
将多种功能集成于一个 换热器中，实现多功能 化和集成化，满足复杂 工况的需求。
THANKS
谢谢
密封材料
选用耐磨、耐高温的密封 材料，确保密封性能可靠 。
结构设计
壳体设计
采用合理的壳体结构，确保设备强度 和稳定性。
管束设计
采用紧凑、合理的管束排列方式，提 高换热效率。
进出口设计
合理设计进出口流道，降低流体阻力 ，提高换热效率。
支撑结构
设计可靠的支撑结构，确保设备稳定 运行。
03
CHAPTER
常见故障与排除
泄漏
如果发现泄漏，应立即停止使用并进行修复。常见的泄漏原因包括 螺栓松动、垫片老化或损坏、管子破裂等。
效率降低
如果发现换热器的效率降低，可能是由于沉积物、污垢或堵塞造成 的。需要进行清洁或疏通。
振动和噪音
如果换热器出现振动或噪音，可能是由于部件松动、不平衡或流体动 力学问题。需要检查并加固部件或优化流体流动。
类型与结构
类型
浮头式换热器有多种类型，如固定管板式、浮头式、U型管式等。根据不同的工艺要求和流体特性，可以选择适 合的换热器类型。
结构
浮头式换热器的结构主要包括壳体、管束、浮头、密封元件等部分。其中，壳体用于容纳传热管束和流体；管束 由许多传热管组成，用于传递热量；浮头则可以自由伸缩，以适应温度变化引起的热胀冷缩；密封元件用于保证 流体的密封性。
特点
浮头式换热器具有结构紧凑、传 热效率高、适应性强、操作灵活 等优点，能够在高温、高压、腐 蚀等恶劣环境下稳定运行。
浮头式换热器工作原理
浮头式换热器工作原理浮头式换热器是一种常见的换热设备，它主要由壳体、管束、浮头、管板和管束固定装置等部分组成。
其工作原理是利用热传导和对流传热的方式，将两种介质之间的热量传递给另一种介质，从而达到加热或冷却的目的。
在浮头式换热器中，热源介质通过管束中的管道流动，而被加热介质则在壳体中流动，两种介质在换热器中通过管壳两侧的换热面进行热量交换。
浮头的作用是在介质流动时能够保持管束与壳体之间的密封，防止介质泄漏。
而管板则起到支撑管束和引导介质流动的作用。
浮头式换热器的工作原理可以简单地分为以下几个步骤：1. 热源介质进入管束，热源介质通过管束中的管道流动，受到管道壁的传热作用，使介质温度升高。
2. 热量传递，热源介质的热量通过管道壁传递给壳体内的被加热介质，从而使被加热介质温度升高。
3. 被加热介质流出，被加热介质在壳体中流动，吸收热源介质传递过来的热量，从而达到加热的目的。
4. 浮头和管板的作用，浮头保持管束与壳体之间的密封，防止介质泄漏，而管板则起到支撑管束和引导介质流动的作用，保证介质能够顺利地进行热量交换。
总的来说，浮头式换热器通过管束和壳体之间的热量传递，实现了热源介质与被加热介质之间的换热作用。
其工作原理简单清晰，操作稳定可靠，因此在许多工业领域得到了广泛的应用。
在实际工程中，浮头式换热器的性能和效率往往受到多种因素的影响，包括介质流动状态、管束结构、壳体材质等。
因此，在使用浮头式换热器时，需要根据具体的工艺要求和介质特性进行合理的选择和设计，以确保换热效果和设备的稳定运行。
综上所述，浮头式换热器作为一种常见的换热设备，其工作原理简单清晰，通过管束和壳体之间的热量传递实现了热源介质与被加热介质之间的换热作用。
在实际应用中，需要根据具体的工艺要求和介质特性进行合理的选择和设计，以确保设备的稳定运行和换热效果。
浮头式列管换热器讲解
目录一、设计方案简介 (3)1.1换热器的概述 (3)1.1.1换热器的分类 (3)1.2列管式换热器的概述 (3)1.2.1列管式换热器的分类 (3)1.2.1.1固定管板式换热器 (3)1.2.1.2浮头式换热器 (4)1.2.1.3填料函式换热器 (5)1.2.1.4 U型管式换热器 (5)1.3换热器类型的选择 (5)1.3.1流径的选择 (5)1.3.2流速的选择 (6) (7)材质的选择1.3.3 1.3.4管程结构……………………………………………………………7二、工艺流程简图 (7)三、工艺计算及主体设备设计 (8)3.1试算并初选换热器规格 (8)3.1.1确定流体通入空间 (8)3.1.2确定流体的定性温度、物性数据，并选择列管换热器的形式 (8)3.1.3计算热负荷Q (9)3.1.4计算平均温差，并确定壳程数 (9)3.1.5初选换热器规格 (9)3.2核算总传热系数K............................................................ 10 0 3.2.1计算管程对流换热系数 (10)3.2.2计算壳程对流换热系数 (11)3.2.3确定污垢热阻 (11)3.2.4总传热系数 (12)3.3 计算压强降 (12)13.3.1 计算管程压强降 (12)3.3.2 计算壳程压强降 (13)3.4校核壁温 (14)四、换热器主要结构尺寸和计算结果 (14)五、设计感悟 (15)六、参考文献 (16)七、符号说明 (16)附图：工艺流程图以及设备主体图2设计方案简介1.换热器的概述1.1，是将热流体的部分热量传递给冷流）换热器（英语翻译：heat exchanger体的设备，又称热交换器。
换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。
1.1.1换热器的分类按用途它可分为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
浮头式换热器
• 管程、壳程的流 向分布，以提高传热 系数。 • 常见的有弓形（又叫 圆缺形）和盘-环形。
折流板的布置
• 壳程折流板 的布置决定 了壳程中介 质的流向和 分布，常见 的几种布置 图。
折流板的布置要求
• • • 有了折流板，传热系数增大，但流动阻力随之增加。如果布置不合适，旁流增大，反而使传热系数 下降，效率降低。 折流板尺寸不当，管束安装困难 如下图，折流板缺口高度及板间距对流体流动的影响
冷却器如何控制水量
• 采用出口阀控制 • 采用入口阀控制水量弊多利少 入水量限死可引起冷却器内水流短路或流 速减慢，造成上热下凉，影响换热效果。 采用出口控制能保证流速和换热效果。
介绍金属的覆盖层保护
• 覆盖层保护：把容易腐蚀的金属遮盖一种致密的 屏障，以达到防腐蚀的目的。 • 覆盖层保护的方法很多，可分为：金属覆盖层、 非金属覆盖层、化学或电化学覆盖层、暂时性覆 盖层。 • 金属覆盖层的方法：电镀、化学镀、喷镀、渗镀、 浸镀、包覆。 • 非金属覆盖层的方法：刷漆、防腐涂料等。 • 化学或电化学覆盖层的方法：发黑发蓝处理、阳 极氧化、金属磷化。 • 暂时性覆盖层的方法：油封、石蜡封。
• 一、腐蚀 1、含硫、含酸的介质引起的腐蚀 2、应力腐蚀开裂 3、冷却水引起的腐蚀 • 二、机械和热应力损伤 1、热应力造成管头胀接松动 2、热应力造成管头焊缝裂纹 3、化学清洗、机械清理引起的损伤 4、振动产生的疲劳损伤 • 三、密封垫片的失效 浮头式换热器的大垫片共有四个
浮头式换热器的泄漏形式
防冲板、导流筒的作用
• 防冲板：防止壳程入口流体直接冲刷管束， 避免冲蚀管束和造成震动。 • 导流筒：避免流体的流动死角，提高传热 效率。 • 流动死角：流体不能流动的空间。
换热器-浮头换热器
浮头式换热器一、浮头式换热器的概述浮头式换热器的一端管板是固定的。
与壳体刚性连接，另一端管板是活动的，与壳体之间并不相连。
活动管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的管束可从壳体中抽出，故管外壁清洗方便，管束可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种流体混合。
浮头式换热器适用于冷热流体温差较大（一般冷流进口与热流进口温差可达110℃），介质易结垢需要清洗的场合。
二、浮头式换热器的总体结构三、浮头式换热器的特点1、浮头式换热器的优点（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程。
（2）介质间温差不受限制。
（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450°，压力小于等于6.4Mpa。
（4）可用于结垢比较严重的场合。
（5）可用于管程易腐蚀场合。
2、浮头式换热器的缺点（1）小浮头易发生内漏。
（2）金属材料耗量大，成本高20%。
（3）结构复杂。
三、浮头式换热器的应用浮头式换热器适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
四、浮头式换热器的导流结构为使壳程进口段管束充分传热，浮头式换热器可采用内导流或外导流结构。
1、内导流浮头式换热器内导流筒换热器是在换热器的壳程筒体内设置了内导流筒使换热器的前或后端未加导流筒前难以利用换热的换热管得以充分利用，从而增大换热器的有效换热面积。
2、外导流浮头式换热器外导流式换热器是在原换热器的壳程筒体上增加一个放大筒节用以扩散壳程流体，并使流体从换热器壳程的两端进入壳程，从而避免了在换热器布管时考虑布管弓形的高，而使增加了同规格上换热器的布管数目并有效利用了换热器前后端的换热管从而增大了有效换热面积。
浮头式换热器
浮头式换热器一、换热器概况换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。
换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。
在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。
它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。
换热器是化工、炼油广泛使用的重要的单元设备。
其在化工行业中投资约占总投资的10—20%，在炼油行业中投资约占总投资的35—40%，其重要性可想而知。
二、浮头式换热器换热器按换结构分类可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
而在炼油行业中，应用最多的是浮头式换热器，浮头式换热器主要由壳体、管束、管板、封头、浮头、外头盖、折流板和支座等部分组成。
其优缺点如下：优点：（1）管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；（2）介质间温差不受限制；（3）可在高温、高压下工作，一般温度小于等于450度，压力小于等于6.4兆帕；（4）可用于结垢比较严重的场合；（5）可用于管程易腐蚀场合。
缺点：（1）小浮头易发生内漏；（2）金属材料耗量大，成本高20%；（3）结构复杂。
三、浮头式换热器常见故障及解决办法（1）换热管束泄漏换热器部件失效约70%为换热管，而换热管失效大多是两种原因导致的，第一，管束振动导致管子变薄，磨损失效。
第二，污垢沉积，管壁腐蚀穿孔。
一般情况下，维修人员可将管箱拆除，采取壳程打压的办法来判断哪根换热管泄漏，然后堵泄漏换热管，可维持运行。
如果换热管大面积泄漏的话，可整体更换换热器芯子。
（2）换热管堵塞当换热器投入运行后，就会伴随不同程度的结垢问题。
结垢导致传热性能变差，传热效率下降。
同时，还会引发垢下腐蚀。
为了恢复换热器的传热性能，维持正常生产，延长装置运行周期，可以选择在线清洗技术，离线清洗技术，化学清洗技术以及联合清洗技术进行清洗。
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浮头式冷却器E-1401设计摘要该毕业设计题目为浮头式冷却器（即浮头式换热器）E-1401设计，源于工程实际。
浮头式换热器是管壳式换热器中的一类，其管板一端固定在壳体与前端管箱之间，另一端（即浮头）可以在壳体中自由移动。
由于管束的热膨胀不受壳体的约束，因此浮头式换热器不会产生较大的温差热应力，这样便避免了对换热器结构的损害。
此外，浮头式换热器还便于拆卸、易于清洗，适用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的场合。
因此在石油化工以及其他相关行业中得到了广泛的应用。
该设计主要进行了换热器结构的研究和各处强度的校核。
根据所提供的设计条件，以及GB150-2011《压力容器》、GB151-1999《管壳式换热器》、《固定式压力容器安全技术监察规程》等标准确定出换热器各个零部件（管箱、封头、法兰、开孔接管、折流板、钩圈等）的具体方案，包括各处材料的选择，各零部件的基本结构，壁厚计算及强度校核，开孔补强计算，管板、法兰以及浮头钩圈的强度计算等。
本设计历时3个月，共完成说明书一份，A1图纸5张，外文翻译一份。
关键词：换热器浮头设计Floating cooler E-1401 designSummaryThe graduation project titled Floating cooler ( ie, floating head heat exchanger ) E-1401 design , from engineering practice . Floating head heat exchanger shell and tube heat exchanger is in a class of its tube plate fixed at one end between the housing and the front tube box , the other end ( ie, floating head ) can move freely in the housing. Due to thermal expansion of the bundle is not bound by the housing , the floating head heat exchanger and therefore no large temperature difference between the thermal stress , thus avoiding damage to the structure of the heat exchanger . In addition, floating head heat exchanger is also easy to disassemble , easy to clean , suitable for large temperature difference between the shell and tube bundle or medium shell easy to scale the occasion. So it has been widely used in the petrochemical and other related industries.The design is mainly studied the intensity of the heat exchanger and around the structure checked. Determine the various components of the heat exchanger according to the design conditions provided and GB150-2011 " pressure vessel ", GB151-1999 " shell and tube heat exchangers ", " Safety Technology Supervision Stationary Pressure Vessels " and other standards ( tube box , head, flange , opening over, baffles, circle hooks , etc. ) of the specific program , including the selection of materials throughout , the basic structure of the various parts , wall thickness calculation and strength check , opening reinforcement calculations, tube sheets , flanges and strength calculation Floating circle hook .Keywords : Heat exchanger floating head design1.前言随着时代的发展、科技的进步，石油化工及相关产业在人类的生活中扮演的角色越来越不可替代。
小到平时生活日用品，大到国民的经济发展，人类早已习惯了这种便利、快捷的生活。
在石油化工生产中，各类过程设备的品质直接决定了产品的生产效率及其性能。
在各种原料及半成品不断地调和中，温度让这个过程更平稳高效地进行着，然而，对于热量交换，换热器发挥了其平凡而伟大的作用。
因此，我选择了管壳式换热器中的浮头式换热器作为毕业设计的课题。
该设计的题目为浮头式冷却器E-1401设计。
在设计初期，我先根据设计条件[设计压力：2.5MPa(管程)/3.0MPa(壳程)；设计温度：80℃(管程)/250℃(壳程)；4管程/1壳程；155㎡的换热面积]和参考案例了解并选定了浮头式换热器的基本结构和各零部件的材料。
在设计前期，先进行了壁厚的计算和校核，之后又进行了开孔补强、法兰、管板及浮头钩圈的计算校核。
在设计中期，我便开始进行了图纸的绘制。
最后进行的是计算说明书、外文文献以及论文其他部分的整理工作。
在整个设计过程中，我发现了许多以前不是十分了解的问题，比如浮头处的结构，折流板形式的选择与排布等。
1.1浮头式换热器概述换热设备是用于两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、固体粒子间或者热接触且具有不同温度的同种流体间的热量或焓传递的装置。
按热传递原理或传热方式分类，换热设备可分为：直接接触式换热器，蓄热式换热器，间壁式换热器，中间载热体式换热器。
其中间壁式换热器又分为管式换热器、板面式换热器以及其他形式换热器。
浮头式换热器属于管壳式换热器中的一类。
浮头式换热器，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。
浮头由浮动管板、钩圈和浮头端盖组成，是可拆连接，管束可从壳体内抽出。
管束与壳体的热变形互不约束，因而不会产生热应力。
其优点是管间与管内清洗方便，不会产生热应力；但其结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。
适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
1.2壳程1.2.1换热器筒体筒体提供了工艺所需的承压空间，是压力容器最主要的受压元件之一。
圆柱形筒体是工程中最常用的筒体结构。
该设计中，筒体直径为800mm，壳程设计压力为3.0MPa,可以用无缝钢管制作，也可以由钢板卷制而成。
在实际生产中，钢板卷焊形式使用更为广泛，因此选用单层卷焊式筒体结构。
同时在加工过程中，应注意避免环、纵焊缝交叉。
用于加工筒体的材料形式多样，其中低合金钢凭借优良的性能，在生产中占了很大的比重。
Q345R是屈服强度为340MPa级的压力容器专用钢板，是我国压力容器行业使用量最大、使用经验最丰富的钢板，主要用于中低压压力容器的制造。
因此选用Q345R钢板作为换热器筒体等其他部分的加工材料，既保证了结构需要，又降低了制造成本。
筒壁上焊有接管，供壳程流体进出。
为防止进口流体直接冲击管束而造成管子的侵蚀和振动，在壳程进口接管处常装有防冲挡板。
防冲挡板是由320x210x8的Q235-B钢板制成。
1.2.2外头盖位于换热器的后端，相当于后端管箱，利用浮头将管程、壳程流体分开，浮头外侧部分改变壳程流体流向，内侧则改变管程流体流向。
外头盖的筒体通常比换热器筒体内径大100mm，为900mm，设计压力为壳程设计压力。
在该设计中，外头盖筒体与换热器筒体一样，是由Q345R 钢板卷焊而成。
外头盖在安装拆卸的过程中不需要分离筒体跟封头，为了保证密封、节省材料和减少加工制造的工作量，外头盖处的封头选用了标准椭圆形封头，由Q345R制成。
这样既保证强度，又便于实际加工。
外头盖与换热器通过法兰螺栓相连接，但是由于两个筒体的内径不相同，因此只能在内径大的一侧使用标准法兰，而另一侧使用相配合的非标准法兰。
这样才能保证连接处的强度和刚度。
1.2.3折流板设置折流板的目的是为了提高壳程流体的流速，增加湍动程度，并使壳程流体垂直冲刷管束，以改善传热，增大壳程流体的传热系数，同时减少结垢。
在卧式换热器中、折流板还起支撑管束的作用。
常用的折流板分弓形和圆盘圆环形两种形式。
换热器筒体材料为Q345R，折流板的材料选用碳钢即可，该设计选用了常用作零部件加工材料的Q235-B作为折流板的材料。
由于壳程介质是反应器产品，其中会含有固体颗粒，因此该设计选用了缺口垂直左右布置的单弓形折流板，并且在折流板最低处开通液口，用于排液。
折流板一般等间距排布，且管束两端的折流板应尽量靠近壳程介质的进出口接管。
为了充分交换热量，该设计一共布置了16块折流板，相邻两折流板间距为300mm，板厚10mm。
且最两端的两块折流板距离接管口的水平距离为100mm。
1.2.4防短路结构为了防止壳程流体在某些区域流动时发生短路，降低热效率，需要采用防短路结构。
该设计中采用了旁路挡板与挡管。
旁路挡板防止壳程边缘介质短路，以迫使壳程流体通过管束与管程流体进行换热。
该设计中的旁路挡板是由610x40x8的Q235-B钢板制成。
当换热器采用多管程时，为了安排管箱分程隔板，在管中心或每程隔板中心的管间不排列换热管，导致了管间短路。
为此，该设计选用20号钢，φ25mm×2.5mm，4750mm的钢管作为挡管。
1.3.管程1.3.1 前端管箱位于换热器的前端，将从管道输送来的流体均匀地分布到各个换热管和将管内流体汇集在一起送出换热器。
而且在该设计条件为4管程下，管箱还有改变流体流向的作用。