绕管换热器ppt课件
合集下载
换热器类型大全PPT课件
在套管式换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。
适当选择两管的管径，两流体均可得到较高的流速，且两 流体可以为逆流，对传热有利。另外，套管式换热器构造 较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便
缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消 耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积 不多而要求压强较高的场合。 4）列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、紧固传 热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性
螺旋板换热器的主要缺点是： （1）操作压强和温度不宜太高：目前最高操作压强不超过 2Mpa，温度不超过300~400℃。 （2）不易检修：因整个换热器被焊成一体，一旦损坏，修理 很困难。 1． 3）平板式换热器
平板式换热器简称板式换热器，是由一组长方形的薄金 属板平行排列，加紧组装于支架上而构成。两相邻板片的边 缘衬有垫片，压紧后板间形成密封的流体通道，且可用垫片
铝合金不仅导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和 抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围 广，可在200℃至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板 有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达 5MPa。 这种换热器的缺点是设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修 困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板 的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀。
3、翅片式换热器
1） 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的 连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效 果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法 。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等 方法制造。 当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的 一侧加翅片可以强化传热。
绕管换热器
• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度. • 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注 意事项 • 三、操作与维护
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。 • 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。 • 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管
程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器),
• 1.20绕制完成以后，对绕管体外部使用厚度 为2mm的不锈钢皮进行包裹，以防伤到管 子，等待与筒体进行套装，由此夹套还起 到导流作用，夹套与设备壳体间应保持一 定距离。如下图片：（E1610为例）
2制造过程的控制
2.1盘管的控制.盘管控制的好坏直接影响到换热器 的换热效率,尤其是对结垢情况影响较大.因此,盘管 时必须使层间距适度,没有窄间隙死角,防止局部区域 布置不均匀,造成流体阻塞,降低流体的流通面积. 2.2焊接的控制.缠绕管的损坏形式最常见的是管口 泄漏,这是设备的关键部位.一般缠绕管换热器为了提 高换热效率,采用管子都比较小和薄,焊接容易产生缺 陷.因此,焊接必须严格控制线能量,焊缝要均匀和饱 满.
缠绕管式换热器介绍
通过改进结构设计，减小换热器的体积，便 于运输和安装。
降低成本
在满足性能要求的前提下，通过优化设计降 低制造成本和维护成本。
提高可靠性
通过优化设计，提高换热器的可靠性和使用 寿命。
计算流体动力学分析
流体动力学分析
利用计算流体动力学（CFD）技术，对流体的流动状态、传热过程和 流动阻力等进行模拟和分析。
缠绕管式换热器介绍
contents
目录
• 缠绕管式换热器概述 • 缠绕管式换热器的结构与材料 • 缠绕管式换热器的性能特点 • 缠绕管式换热器的设计与优化 • 缠绕管式换热器的安装与维护 • 缠绕管式换热器的发展趋势与展望
01
缠绕管式换热器概述
定义与特点
高效换热
由于管子采用螺旋缠绕方式，使 得冷热流体在管内外流动时能够 形成较大的温差，从而提高换热 效率。
优化流道设计
根据CFD分析结果，优化流道设计，改善流体流动状态，提高换热效 率。
性能预测
通过CFD分析，预测换热器的性能，为后续优化提供参考。
实验验证
将CFD分析结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
05
缠绕管式换热器的安装 与维护
安装注意事项
安装前应检查设备是 否完好无损，确保所 有部件符合要求。
定义
缠绕管式换热器是一种通过将管 子螺旋缠绕在芯棒上，再通过外 部固定圈进行固定的换热设备。
紧凑结构
由于管子紧密缠绕，使得换热器 体积较小，便于安装和维护。
耐高压
由于结构紧凑和管子较细，使得 换热器能够承受较高的压力。
适应性强
适用于各种不同的流体和温度条 件，可根据实际需求进行定制。
工作原理
01
冷热流体在管内外流动，通过 管壁进行热量交换。
降低成本
在满足性能要求的前提下，通过优化设计降 低制造成本和维护成本。
提高可靠性
通过优化设计，提高换热器的可靠性和使用 寿命。
计算流体动力学分析
流体动力学分析
利用计算流体动力学（CFD）技术，对流体的流动状态、传热过程和 流动阻力等进行模拟和分析。
缠绕管式换热器介绍
contents
目录
• 缠绕管式换热器概述 • 缠绕管式换热器的结构与材料 • 缠绕管式换热器的性能特点 • 缠绕管式换热器的设计与优化 • 缠绕管式换热器的安装与维护 • 缠绕管式换热器的发展趋势与展望
01
缠绕管式换热器概述
定义与特点
高效换热
由于管子采用螺旋缠绕方式，使 得冷热流体在管内外流动时能够 形成较大的温差，从而提高换热 效率。
优化流道设计
根据CFD分析结果，优化流道设计，改善流体流动状态，提高换热效 率。
性能预测
通过CFD分析，预测换热器的性能，为后续优化提供参考。
实验验证
将CFD分析结果与实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。
05
缠绕管式换热器的安装 与维护
安装注意事项
安装前应检查设备是 否完好无损，确保所 有部件符合要求。
定义
缠绕管式换热器是一种通过将管 子螺旋缠绕在芯棒上，再通过外 部固定圈进行固定的换热设备。
紧凑结构
由于管子紧密缠绕，使得换热器 体积较小，便于安装和维护。
耐高压
由于结构紧凑和管子较细，使得 换热器能够承受较高的压力。
适应性强
适用于各种不同的流体和温度条 件，可根据实际需求进行定制。
工作原理
01
冷热流体在管内外流动，通过 管壁进行热量交换。
缠绕管式换热器介绍
冷热流体通过 缠绕管内壁进
行热交换
热量通过管壁 和缠绕的波纹
板传递
冷热流体在管 间流动，实现
热量交换
热量通过管壁 和波纹板传递 给管外的冷却 水或加热介质
高效传热：缠绕管式换 热器采用独特的管内管 外缠绕结构，有效增加 换热面积，提高传热效 率。
耐高温高压：材料选 择优良，能够承受高 温高压的工况，保证 设备长期稳定运行。
解决方案：检查密封件和连接处，及时修复泄漏问题。
解决方案：检查换热器内部是否有堵塞或结垢，及时清理并进行调整。
汇报人：XX
核能发电：用于冷却反应堆，提高发电效率 火电发电：用于冷却锅炉，提高发电效率 风电发电：用于冷却涡轮机，提高发电效率 太阳能发电：用于冷却吸热器，提高发电效率
制药行业：用于 药品生产和加工 过程中的加热、 冷却和蒸发等工 艺流程，提高生 产效率和产品质 量。
化工行业：用于 各种化学反应过 程中的热交换， 如聚合、裂解、 蒸馏等，同时能 够承受各种腐蚀 性介质。
利用效率
海水淡化：用 于大规模海水 淡化工厂的换
热
PART FOUR
传热效率：选择传 热效率高的换热器， 以满足工艺要求。
耐腐蚀性：根据工 艺介质的腐蚀性选 择耐腐蚀的材料。
机械强度：考虑换 热器的机械强度， 以确保其稳定性和 安全性。
经济性：在满足工 艺要求的前提下， 选择价格合理的换 热器。
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
外部壳体：提供稳定的支撑和 保护，防止外部环境对换热器 的干扰
缠绕管：由多个薄壁金属管 绕成，用于热量交换
缠绕管式换热器介绍ppt
中国石化北海炼化公司 山东万通石油化工有限公司
中国石化荆门分公司 中国石油锦西石化公司 中国石化玉门油田分公司 中国石化茂名分公司
单元名称 150万吨/年重整装置 100万吨/年3#连续重整装置 100万吨/年连续重整装置 180万吨/年催化重整装置 80万吨/年连续重整装置 140万吨/年连续重整装置 60万吨/年催化重整装置 80万吨/年重整装置 30万吨/年重整装置 150万吨/年连续重整装置
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
清洗反应产物侧，进料侧必须充液保护。
清洗，管程侧可进行管内机械清洗。
一般，板通道间易沉积。垢物积聚还可能引起板片热应力导致 焊缝开裂。
强，具有自清洗能力。
严格控制升降温速率
并无特别限制升降温速度。
可维修性
抗冲击能力
-
可维修性差，现场膨胀节、焊接壁等修复困难。
抗热冲击、工况波动能力弱，对温差、压差、升降温速率等波 动都可能导致损伤。
-
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式 承压性能
波纹板片叠装焊接 严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
螺旋形换热管缠绕 管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
中国石化荆门分公司 中国石油锦西石化公司 中国石化玉门油田分公司 中国石化茂名分公司
单元名称 150万吨/年重整装置 100万吨/年3#连续重整装置 100万吨/年连续重整装置 180万吨/年催化重整装置 80万吨/年连续重整装置 140万吨/年连续重整装置 60万吨/年催化重整装置 80万吨/年重整装置 30万吨/年重整装置 150万吨/年连续重整装置
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
清洗反应产物侧，进料侧必须充液保护。
清洗，管程侧可进行管内机械清洗。
一般，板通道间易沉积。垢物积聚还可能引起板片热应力导致 焊缝开裂。
强，具有自清洗能力。
严格控制升降温速率
并无特别限制升降温速度。
可维修性
抗冲击能力
-
可维修性差，现场膨胀节、焊接壁等修复困难。
抗热冲击、工况波动能力弱，对温差、压差、升降温速率等波 动都可能导致损伤。
-
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
板壳式换热器
缠绕管式换热器
结构型式 承压性能
波纹板片叠装焊接 严格控制两侧压差，始终保持进料侧压力高于反应产物侧。
螺旋形换热管缠绕 管、壳程允许单侧承压
泄漏 清洗 抗垢性能 温度变化适应性
绕管换热器PPT课件
• 5开封空分厂制作设计文件及图纸
.
47
谢谢！
.
48
.
5
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。
• 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
.
6
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管 程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器), 管程多股流流道型(称为多股流绕管式换热 器)。（如图2-1、2-2）
.
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
.
12
1.2中心筒与管板焊接
.
13
1.3管板中心距检查≤3mm
.
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
.
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
.
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
.
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
.
25
1.15绕制中
.
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
.
47
谢谢！
.
48
.
5
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。
• 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
.
6
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管 程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器), 管程多股流流道型(称为多股流绕管式换热 器)。（如图2-1、2-2）
.
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
.
12
1.2中心筒与管板焊接
.
13
1.3管板中心距检查≤3mm
.
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
.
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
.
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
.
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
.
25
1.15绕制中
.
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
缠绕管式换热器
2绕管式换热器
优点
结构紧凑，单位体 积换热面积大。 100-170 m2/m3 同时处理多股流体 换热
冷热端温差小，传 热效率高
自行补偿热膨胀效 应
绕管式 换热器
缺点
传热计算复杂
流动阻力大
壳程流体分布 均匀性差
对介质清洁度 高 制造成本高， 难度大
2绕管式换热器
管内传热与流动研究
特点：弯曲换热管的曲率使得管内流体惯性力和离心力不平衡，在横截面发生 二次流，从而传热效果会得到强化，其性能将远远优于直管式换热管。
在传热模型建立上，考虑弯曲率和扭转率对管内流 动的影响。
结果表明，与弯曲率相比，扭转率对管内的流动影 响极小。弯曲率使流动截面出现两个旋转方向不同 的漩涡，而扭转率只是使一个漩涡的中心角度发生 扭转，失去对称性。
管内流动几何模型
2绕管式换热器
壳侧传热与流动研究
特点：两相制冷剂在壳侧的流动属于降膜流 动，即在换热管表面和换热管中间形成液膜。 由于制冷剂的干度逐渐增加，液膜越来越不 完整，形态发生变化，如右图所示。
按照传热方式分类 1）直接接触式
热流体Leabharlann 冷流体2）间壁式管壁
3）蓄热式
蓄热室
冷热流体直接相容 传热效率高
冷热流体通过管壁传热 冷热流体不接触
冷热流体间接传热 传热不同时
2绕管式换热器
绕管式换热器：
在芯筒与外筒之间的空间 内将传热管按螺旋线形状交 替缠绕而成，相邻两层螺旋 状传热管的螺旋方向相反， 并采用一定形状的定距件使 之保持一定的间距。
绕管式优于板翅式
管路复杂度
大型LNG绕管式换热器： 常温的天然气从换热器的底部进入管程，从
过冷的LNG从顶部流出，壳侧内的流体为制冷剂，且从顶 部进入。
绕管换热器PPT课件
.
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
.
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
.
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
.
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
.
31
第二层管子管箍固定，点焊时注意不要伤到管子
.
32
第二层的绕制方向与上一层方向相反，依次类推
.
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
.
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
.
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
.
25
1.15绕制中
.
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
绕管换热器内部结构介绍
.
1
绕管换热器的发展史
• 我国20世纪70年代末引进的大化肥装置中采用德 国林德公司低温甲醇洗工艺单元中各有6台绕管换 热器；90年代初引进的德国鲁奇公司低温甲醇洗 工艺单元中各有2台绕管换热器；由于我国尚未掌 握绕管换热器的设计和制造技术，这些引进的装 置中绕管换热器完全依赖国外进口，设备的费用 昂贵。并且随着我国合成氨工业的发展，对低温 甲醇洗装置的需求量增加，对现有装置进行技术 改造实现增产的要求也与日剧增，在此形势下通 过国内科研、设计和制造单位的努力，该类设备 已实现国产化。
绕管式换热器结构
绕管式换热器结构（最新版）目录1.绕管式换热器的结构特点2.绕管式换热器的优点3.绕管式换热器在医药行业的应用4.绕管式换热器的未来发展趋势正文一、绕管式换热器的结构特点绕管式换热器是一种高效节能的换热设备，主要由两部分组成：第一热交换器和第二热交换器。
全量空气经第一热交换器的盘管管内冷却后，一部分抽出送至膨胀机，另一部分继续进入第二热交换器的盘管内冷却到所需温度。
空气和氧、氮呈逆流流动，使之具有较大的传热温差。
绕管式换热器的管子是分层地以螺旋状盘绕在中心管上，每层有几根管子同时盘绕。
由于随着层次的由里向外，盘绕的管子逐渐变细，形成了一种螺旋缠绕的结构，使得换热面积较大，传热效率较高。
二、绕管式换热器的优点绕管式换热器具有以下优点：1.结构紧凑，单位容积具有的传热面积大。
2.几股工艺物料可同时冷却或加热，且冷热端温差小，换热效率高。
3.传热管的热膨胀可自行补偿，减少了设备维护费用。
4.装置容易实行大型化，可减少设备数量，降低成本。
5.传热系数大，流量布置必须紧凑，传热效率高。
允许在较小的温差下运行，系统的压力降比较小，从而减少了甲醇的循环量，降低了电、冷量和蒸汽的消耗。
三、绕管式换热器在医药行业的应用绕管式换热器在医药行业中的应用十分广泛，可用于原料药、中间体的冷却或加热等工艺过程。
由于医药行业对产品质量和生产环境的要求较高，绕管式换热器具有良好的密封性能和易清洗的特点，符合医药行业的严格标准。
四、绕管式换热器的未来发展趋势随着节能减排的需求和工艺技术的不断提高，绕管式换热器在未来的发展趋势将更加明显。
缠绕管式换热器介绍ppt课件
单元名称 50万吨/年连续重整 55万吨/年芳烃装置 80万吨/年重整装置 73万吨/年歧化装置 100万吨/年2#连续重整装置 360万吨/年预加氢装置 30万吨/年重整装置 1# 120万吨/年重整装置 100万吨/年连续重整装置 125万吨/年歧化装置
投用/交付时间 2009-12 2011-07 2012-10 2012-10 2012-12 2015-07 2013-07 2015-12 2014-12 2014-12
缠绕管式换热器介绍
.
缠绕管式换热器典型结构
管程侧接管
上管板
壳程侧接管
壳体
芯体
壳程侧接管
管程侧接管
.
下管板
无膨胀节 无设备法兰/管箱法兰 无壳程折流 换热管左旋右旋交替缠绕 全逆流换热
缠绕管式换热器主要特点
提高能效 单台设备大型化 增强运行可靠性 减小结垢倾向 无内漏 无温差/压差限制 无升/降温速率限制 方便维护
现场即可完成维修工作。 强
缠绕管式换热器与壳板换热器的比较
缠绕管式换热器作为一种高效换热器，除具备结构紧凑、高效节能、投资经济 性等高效换热器的一般特征外，还兼有其自身的独特优势。此类换热器的应用特 点，及其与板壳式换热器的比较优势如下：
1. 缠绕管式换热器的换热管采用层间反向螺旋缠绕的结构，极大地改变了流体流动状态，实现 强烈的湍流效果，提高了换热效率。因此，缠绕管式换热器可保证与板壳式换热器相近的换热 效率以及壳程侧更小的压降。
220万吨/年重整
投用/交付时间 2016
2017-05 2018-04 2016-08 2018年交付 2018年交付 2018年交付 2018-12 2017-09 2017-05
中国石化北海炼化公司 山东万通石油化工有限公司
换热器培训课件(PPT5)
感谢您的观看
数据采集
收集换热器的运行数据，包括进出口温度、压力、流量等。
数据处理
对采集的数据进行清洗、整理和分析，提取有用信息。
性能评估
基于处理后的数据，计算换热器的性能指标，如换热效率、压力损失等。
结果展示
将性能评估结果以图表等形式展示，便于理解和分析。
改进方向探讨
优化设计 通过改进换热器结构、选用高性能材料
换热效率下降
可能由于结垢、堵塞或泄漏导致，影响换热 效果。
温度异常
可能由于热源不足、冷却水流量不足或温度 传感器故障等原因造成。
压力异常
可能由于管道堵塞、阀门故障或压力表失灵 等原因引起。
泄漏现象
可能由于密封件老化、紧固螺栓松动或换热 器本身缺陷导致。
诊断方法和步骤指导
观察法
听诊法
通过目视检查换热器外观、颜色、液位等变 化，判断是否存在故障。
热处理
严格控制热处理温度和时间，确 保消除焊接应力和改善材料性能
的效果。
成品检验标准和验收规范
外观检查
换热器表面应平整、无裂纹、无气泡、 无夹杂物等缺陷。
尺寸检查
换热器的尺寸应符合设计要求，包括 长度、宽度、高度、管径等。
压力测试
对换热器进行压力测试，确保其在设 计压力下无泄漏、无变形等问题。
验收规范
障或隐患
01
根据实际运行状况，调 整换热器运行参数，如 流量、温度等，以达到
最佳运行效果
03
加强人员培训，提高操 作人员的专业技能水平
和安全意识
05
定期清洗换热器，保持 其良好的传热效率
02
建立完善的运行管理制 度和操作规程，确保换 热器的安全、稳定运行
数据采集
收集换热器的运行数据，包括进出口温度、压力、流量等。
数据处理
对采集的数据进行清洗、整理和分析，提取有用信息。
性能评估
基于处理后的数据，计算换热器的性能指标，如换热效率、压力损失等。
结果展示
将性能评估结果以图表等形式展示，便于理解和分析。
改进方向探讨
优化设计 通过改进换热器结构、选用高性能材料
换热效率下降
可能由于结垢、堵塞或泄漏导致，影响换热 效果。
温度异常
可能由于热源不足、冷却水流量不足或温度 传感器故障等原因造成。
压力异常
可能由于管道堵塞、阀门故障或压力表失灵 等原因引起。
泄漏现象
可能由于密封件老化、紧固螺栓松动或换热 器本身缺陷导致。
诊断方法和步骤指导
观察法
听诊法
通过目视检查换热器外观、颜色、液位等变 化，判断是否存在故障。
热处理
严格控制热处理温度和时间，确 保消除焊接应力和改善材料性能
的效果。
成品检验标准和验收规范
外观检查
换热器表面应平整、无裂纹、无气泡、 无夹杂物等缺陷。
尺寸检查
换热器的尺寸应符合设计要求，包括 长度、宽度、高度、管径等。
压力测试
对换热器进行压力测试，确保其在设 计压力下无泄漏、无变形等问题。
验收规范
障或隐患
01
根据实际运行状况，调 整换热器运行参数，如 流量、温度等，以达到
最佳运行效果
03
加强人员培训，提高操 作人员的专业技能水平
和安全意识
05
定期清洗换热器，保持 其良好的传热效率
02
建立完善的运行管理制 度和操作规程，确保换 热器的安全、稳定运行
缠绕管式换热器介绍
缠绕管式换热器介绍缠绕管式换热器是一种常用的换热设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体中。
它由一根或多根管子绕成螺旋形，形成流体流通的通道。
该设计能够提高换热效率，并降低设备的尺寸。
本文将介绍缠绕管式换热器的原理、结构和应用领域。
原理缠绕管式换热器的工作原理基于热传导和流体流通。
将需要传热的流体（通常被称为工作流体）流动在内层管道中，而被加热或被冷却的流体（通常被称为传热流体）流动在外层管道中。
通过传热流体和工作流体的接触，热量从传热流体传递到工作流体中。
在缠绕管式换热器中，传热流体和工作流体分别通过内外两层管道进行流通。
传热流体在外层管道中流动，而工作流体则在内层管道中流动。
这样的设计可以最小化传热流体和工作流体之间的热阻。
结构缠绕管式换热器由两个主要部分组成：壳体和管束。
壳体缠绕管式换热器的壳体通常由金属材料制成，例如不锈钢或碳钢。
壳体包裹着管束，用于保护管束并提供流体流通的通道。
壳体通常具有进口和出口，用于引导传热流体和工作流体进出换热器。
管束管束是缠绕管式换热器的核心部分，由一根或多根管子组成。
这些管子被绕成螺旋形，形成流体流通的通道。
管束通常由金属材料制成，例如铜、不锈钢或钛合金，以确保其耐腐蚀性和高强度。
密封件和支撑装置缠绕管式换热器中的密封件和支撑装置用于保持管束的稳定性，并避免流体泄漏。
这些部件通常由橡胶或金属制成，并安装在壳体的进口和出口处。
应用领域缠绕管式换热器在各个行业都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1.石油和化工工业：缠绕管式换热器用于油田热采、化工反应器、蒸馏塔等设备中的热交换过程。
2.食品和饮料工业：缠绕管式换热器用于食品加工、饮料生产等过程中的热能回收和温度控制。
3.化纤和纸浆工业：缠绕管式换热器用于化纤生产中的溶剂回收和纸浆生产中的热能回收。
4.电力工业：缠绕管式换热器用于电力厂中的汽轮机、锅炉等设备的余热回收。
5.制药工业：缠绕管式换热器用于药品生产中的热能回收和温度控制。
2024换热器ppt课件
•换热器基本概念与分类•换热器结构与工作原理•换热器性能评价指标及方法•换热器选材与制造工艺目录•换热器安装调试与维护保养•换热器在节能减排中应用01换热器基本概念与分类换热器定义及作用定义作用换热器发展历程近代换热器早期换热器随着工业的发展，对换热器的传热效率和性能要求越来越高，出现了各种新型、高效的换热器。
现代换热器管壳式换热器板式换热器螺旋板式换热器热管式换热器常见类型及其特点应用领域与市场前景应用领域市场前景02换热器结构与工作原理主要组成部分介绍01020304换热管管板折流板/支撑板壳体工作原理简述换热管内的流体与管外的流体通过管壁进行热量折流板热量通过固体壁面（如换热管壁）从高温侧传递到低温侧。
热传导流体流过固体表面时，与固体表面发生热量交换。
对流换热在高温环境下，物体通过电磁波的形式向外发射热量。
辐射传热传热过程分析010204流体动力学特性流体在换热器内的流动状态（层流或湍流）影响传热效果。
折流板/支撑板的形状和位置对流体流动和传热有重要影响。
换热器的进出口位置和连接方式也会影响流体的分布和流动状态。
流体的物理性质（如密度、粘度、导热系数等）对传热效果有直接影响。
0303换热器性能评价指标及方法换热效率衡量换热器在单位时间内传递热量的能力，是评价换热器性能的重要指标。
压力损失流体在换热器内流动时产生的压力降，直接影响系统的能耗和运行成本。
换热面积有效传热面积的大小直接影响换热器的传热效率，是设计和选型的关键参数。
结构紧凑性紧凑的换热器结构有利于减小设备体积和重量，提高空间利用率。
性能评价指标概述实验测试方法介绍热平衡法压差法红外热像仪检测流体可视化实验数值模拟技术应用计算流体力学（CFD）模拟利用CFD软件对换热器内流体流动和传热过程进行数值模拟，预测性能并优化设计方案。
有限元分析（FEA）应用FEA方法对换热器结构进行力学分析和热应力计算，确保设备安全可靠。
多物理场耦合模拟考虑多种物理场（如流场、温度场、应力场等）之间的相互作用和影响，提高模拟精度和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
39
• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度.
• 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
12
1.2中心筒与管板焊接
13
1.3管板中心距检查≤3mm
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
31
第二层管子管箍固定，点焊时注意不要伤到管子
32
第二层的绕制方向与上一层方向相反，依次类推
33
1.19每层绕制完，需要对每一层的直径进行数据测量，对 照图纸，以防绕大。
2
目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注
意事项 • 三、操作与维护
3
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。
• 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
5
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。
• 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
6
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管 程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器), 管程多股流流道型(称为多股流绕管式换热 器)。（如图2-1、2-2）
34
• 1.20绕制完成以后，对绕管体外部使用厚度 为2mm的不锈钢皮进行包裹，以防伤到管 子，等待与筒体进行套装，由此夹套还起 到导流作用，夹套与设备壳体间应保持一 定距离。如下图片：（E1610为例）
35
36
37
38
2制造过程的控制
2.1盘管的控制.盘管控制的好坏直接影响到换热器 的换热效率,尤其是对结垢情况影响较大.因此,盘管 时必须使层间距适度,没有窄间隙死角,防止局部区域 布置不均匀,造成流体阻塞,降低流体的流通面积. 2.2焊接的控制.缠绕管的损坏形式最常见的是管口 泄漏,这是设备的关键部位.一般缠绕管换热器为了提 高换热效率,采用管子都比较小和薄,焊接容易产生缺 陷.因此,焊接必须严格控制线能量,焊缝要均匀和饱 满.
7
（图2-1）单股流绕管式换热器
序号 名称
序号 名称
1
下管箱
5
壳体
2
下管板
6
外套筒
3
中心筒
7
上管板
4
管束
8
上管箱
8
单股流绕管换热器实物图(E1610热再生塔进料加热器)
9
（图2-2）多股流绕管式换热器
序号 名称
序号 名称
1
下管箱
5
壳体
2
下管板
6
外套筒
3
中心筒
7
上管板
4
管束
8
上管箱
10
多股流绕管式换热器实物图（E1606洗涤塔段间冷 却器）
15
1.5介质通道进行标识，检查是否正确以防穿错管
16
1.6异型垫条用来确定管子的导程
17
1.7平垫条在中心筒上点焊
18
1.8中心筒上点焊异形垫条
19
1.9垫条点焊
20
1.10异形垫条用来固定管子在绕制过程中的导程， 犹如管子绕制过程的行驶轨道
21
1.11管箍，用来固定管子
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
4
• 缠绕管式换热器由绕管芯体和壳体两部分组成。 绕管芯体由中心筒.换热管.垫条及管卡等组成.换 热管紧密地绕在中心筒上，用平垫条及异形垫条 分隔,保证管子之间的横向和纵向间距,垫条与管子 之间用管卡固定连接,换热管与管板采用强度焊加 贴胀的连接结构,中心筒在制造中起支承作用,因而 要求有一定的强度和刚度.壳体由筒体和封头等组 成。
40
胀接试验胀度80MPa
41
胀接后PT检查
•
42
• 2.5换热管做水下气密性试验， • 注意试验用水，水中氯离子含量≤25mg/L
43
换热管做水、操作与维护
• 缠绕管由于原料杂质问题引起质量问题的也不少, 按照设计要求,缠绕管式换热器用于介质杂质少.容 易清洗的场合,因为缠绕管换热器为了追求其紧凑 性,管间距与层间距的间距比较小,所以对原料的要 求也较高.一旦装置波动等就可能引发原料杂质多 而容易造成堵塞.因此,要有效地在操作上做好以下 几方面:
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
25
1.15绕制中
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
绕管换热器内部结构介绍
1
绕管换热器的发展史
• 我国20世纪70年代末引进的大化肥装置中采用德 国林德公司低温甲醇洗工艺单元中各有6台绕管换 热器；90年代初引进的德国鲁奇公司低温甲醇洗 工艺单元中各有2台绕管换热器；由于我国尚未掌 握绕管换热器的设计和制造技术，这些引进的装 置中绕管换热器完全依赖国外进口，设备的费用 昂贵。并且随着我国合成氨工业的发展，对低温 甲醇洗装置的需求量增加，对现有装置进行技术 改造实现增产的要求也与日剧增，在此形势下通 过国内科研、设计和制造单位的努力，该类设备 已实现国产化。
• 2.3缠绕管换热器都是竖直运行,下管板与管子间 易产生间隙腐蚀,这也是较常见的破坏形式之一.因 此,胀接要做到二点:一是要有合适的胀度,消除间 隙,防止腐蚀;二是防止过胀,导致管板塑性变形,降 低了胀接的可靠度.
• 2.4九江绕管胀接的胀度在管子穿穿管前进行了试 验，选择80MPa的胀度（75-90MPa之间）
11
二、绕管各部件加步骤及注意事项
• 1绕管各部件加步骤: • 1.1中心筒组对焊接 • 绕管束中心筒在制造 • 中起支承作用， • 因而要求有一定的强度和刚度， • 中心筒的外 • 径由换热管的最 • 小弯曲半径决定
12
1.2中心筒与管板焊接
13
1.3管板中心距检查≤3mm
14
1.4垫条点焊前对照图纸进行确认管板标识，检查管板介质 通道是否一致
27
1.16绕制中，使用管箍固定中，以防回 弹
28
1.17第一层绕制完，进行表面检查及100％气压试验
29
1.18气压试验压力8.5Mpa
30
1.18第二层绕制前，将垫条点焊在第一层的管箍上
31
第二层管子管箍固定，点焊时注意不要伤到管子
32
第二层的绕制方向与上一层方向相反，依次类推
33
1.19每层绕制完，需要对每一层的直径进行数据测量，对 照图纸，以防绕大。
2
目录：
• 一、绕管换热器的基本介绍 • 二、绕管各部件加工步骤及注
意事项 • 三、操作与维护
3
一、绕管换热器的基本介绍：
• 1.绕管式换热器是在与管板相连的中心筒上, 以螺旋状交替缠绕数层小直径换热管形成 管束,再 将管束放入壳体内的一种换热器。
• 管束由多层螺旋缠绕的换热管组构成，每 层换热管以相反的方向缠绕，每层换热管 用垫条隔开，垫条厚度由工艺计算的流体 通道要求确定(九江项目采用2mm厚度）并 采用异型垫条控制换热管的螺旋升角。在 设计盘管时同一层使用相同长度的管子绕 制，在同一管程的流道上管子应均匀布置。
5
• 优点：结构紧 凑、可同时进行多种介质换热、管 内操作压力高、传 热管的热膨胀可自行补偿、换 热器易实现大型化等 特点,因此,成为大型煤化工 装置低温甲醇洗系统的首选换热设备。
• 缺点：主要为检修、清理困难,所以一般用于较清 洁的工艺介质。
6
• 2.绕管式换热器按其结构特点分为两类:管 程单股流流道型(称为单股流绕管式换热器), 管程多股流流道型(称为多股流绕管式换热 器)。（如图2-1、2-2）
34
• 1.20绕制完成以后，对绕管体外部使用厚度 为2mm的不锈钢皮进行包裹，以防伤到管 子，等待与筒体进行套装，由此夹套还起 到导流作用，夹套与设备壳体间应保持一 定距离。如下图片：（E1610为例）
35
36
37
38
2制造过程的控制
2.1盘管的控制.盘管控制的好坏直接影响到换热器 的换热效率,尤其是对结垢情况影响较大.因此,盘管 时必须使层间距适度,没有窄间隙死角,防止局部区域 布置不均匀,造成流体阻塞,降低流体的流通面积. 2.2焊接的控制.缠绕管的损坏形式最常见的是管口 泄漏,这是设备的关键部位.一般缠绕管换热器为了提 高换热效率,采用管子都比较小和薄,焊接容易产生缺 陷.因此,焊接必须严格控制线能量,焊缝要均匀和饱 满.
7
（图2-1）单股流绕管式换热器
序号 名称
序号 名称
1
下管箱
5
壳体
2
下管板
6
外套筒
3
中心筒
7
上管板
4
管束
8
上管箱
8
单股流绕管换热器实物图(E1610热再生塔进料加热器)
9
（图2-2）多股流绕管式换热器
序号 名称
序号 名称
1
下管箱
5
壳体
2
下管板
6
外套筒
3
中心筒
7
上管板
4
管束
8
上管箱
10
多股流绕管式换热器实物图（E1606洗涤塔段间冷 却器）
15
1.5介质通道进行标识，检查是否正确以防穿错管
16
1.6异型垫条用来确定管子的导程
17
1.7平垫条在中心筒上点焊
18
1.8中心筒上点焊异形垫条
19
1.9垫条点焊
20
1.10异形垫条用来固定管子在绕制过程中的导程， 犹如管子绕制过程的行驶轨道
21
1.11管箍，用来固定管子
22
1.12管子绕制好一根，管箍进行固定，以防止管子回弹
4
• 缠绕管式换热器由绕管芯体和壳体两部分组成。 绕管芯体由中心筒.换热管.垫条及管卡等组成.换 热管紧密地绕在中心筒上，用平垫条及异形垫条 分隔,保证管子之间的横向和纵向间距,垫条与管子 之间用管卡固定连接,换热管与管板采用强度焊加 贴胀的连接结构,中心筒在制造中起支承作用,因而 要求有一定的强度和刚度.壳体由筒体和封头等组 成。
40
胀接试验胀度80MPa
41
胀接后PT检查
•
42
• 2.5换热管做水下气密性试验， • 注意试验用水，水中氯离子含量≤25mg/L
43
换热管做水、操作与维护
• 缠绕管由于原料杂质问题引起质量问题的也不少, 按照设计要求,缠绕管式换热器用于介质杂质少.容 易清洗的场合,因为缠绕管换热器为了追求其紧凑 性,管间距与层间距的间距比较小,所以对原料的要 求也较高.一旦装置波动等就可能引发原料杂质多 而容易造成堵塞.因此,要有效地在操作上做好以下 几方面:
23
1.13管箍固定管子，此处点焊时注意检查是否伤到 管子
24
1.14绕制时敲击使用皮锤进行敲击，以防伤到管子
25
1.15绕制中
26
• 其中，换热管的盘绕角一般为5～20度,例如 E1607盘绕角14-15度。绕管式换热器的特点是结 构紧凑，单位换热面积大，热损小，承压能力高。 一般高压流体在管内流动。换热管大部分呈盘绕 状，盘绕角较小，故管内、管外的清扫很困难， 所以管内、管外不适于走不洁的流体。
绕管换热器内部结构介绍
1
绕管换热器的发展史
• 我国20世纪70年代末引进的大化肥装置中采用德 国林德公司低温甲醇洗工艺单元中各有6台绕管换 热器；90年代初引进的德国鲁奇公司低温甲醇洗 工艺单元中各有2台绕管换热器；由于我国尚未掌 握绕管换热器的设计和制造技术，这些引进的装 置中绕管换热器完全依赖国外进口，设备的费用 昂贵。并且随着我国合成氨工业的发展，对低温 甲醇洗装置的需求量增加，对现有装置进行技术 改造实现增产的要求也与日剧增，在此形势下通 过国内科研、设计和制造单位的努力，该类设备 已实现国产化。