换热器培训ppt课件
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换 热 器 基 础 知识
郑占利
1
目录
换 热 器的 分 类 31
2
常用换热器的结构特点
3 常用换热器基本参数和型号表示方法
4
管壳式换热器常用材料
2
目录Fra Baidu bibliotek
35
管壳式换热器常见故障及处理方法
6
管壳式换热器检修程序及注意事项
37
强化管壳式换热器传热的途径
8 管壳式换热器常用防腐方法及原理
3
概述
“换热器”(Heat exchanger)是热交换器的简称。 使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。 它不仅是石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工
25
第二章 常用换热器的结构特点 ❖(c)U形管式换热器
将换热管弯成U形，管子两端固定在同一管板上，与浮头式换热器比省了 浮头,但管束与壳体间仍可自由伸缩，管束与壳体间不会有温差应力产生。
优点： 结构简单，价格便宜，承压能力 强，适用于管壳壁温差较大或壳 程介质易结垢，又不适宜采用浮
缺点： 加工困难 ，清洗困难，拆修更管 不方便。
两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳自 由移动，称为浮头。分为内浮头式和外浮头式两种。
内浮头式优点：
能在较高温差和压差下工作， 管间和管内清洗方便，易结垢 的流体。
内浮头缺点：
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，且浮头端盖在操作中无法检 查，制造时对密封要求较高。
填料 函式
U形 管式
浮头式
23
第二章 常用换热器的结构特点
❖ (a)固定管板式换热器
管板与壳体焊接在一起,不能从壳体上拆卸下来.
优点：
结构比较简单，紧凑，造价 低，应用广泛。
缺点：
管外不能采用机械法进行清洗， 要求壳程液体必须清洁， 不易结垢或不易对壳体造成腐蚀
24
第二章 常用换热器的结构特点 ❖ (b)浮头式换热器
L\M\N- 与前端管箱头形式A\B\C相似的固定管板结构
30
第二章 常用换热器的结构特点
31
管壳式换热器型号的表示方法
32
第二章常用换热器的结构特点
结构部件的英文代号
A- 平盖管箱（可拆盖板实现不拆卸管箱就检修换热管的工作） B- 封头管箱（无可拆盖板） C- 用于可拆管束与管板制成一体的管箱 N- 与管板制成一体的固定管板管箱 D- 特殊高压管箱（用于高压换热器的螺纹锁紧环管箱）
业部门所广泛应用的工艺设备，也是重要的节能设备之一。 据统计，在石油炼制和石油化工装置中，换热器约占装置工
艺设备总重量的40 ％、投资的20 ％左右（不包括空气冷却 器）。 随着石油炼制和化工工业的发展，国内外对换热器无论从设 计、制造、结构改进到传热机理的试验研究一直都在进行。 各种新型、高效换热器在不断出现。
27
第二章 常用换热器的结构特点
❖ (e)填料函分流式换热器
壳程开口为一个进口两个出口 ，壳程流体靠自然分流 流至两个出口 ， 故称之为分流式换热器。
优点：
可用机械法清洗，结构较浮头式 简单，造价比浮头式换热器低。 加工方便，节省钢材。填料函处 泄漏能及时发现,检修清洗方便。
缺点：
壳程介质有外漏可能，壳程压力 不宜过高,不宜处理易挥发、易燃、 易爆、有毒及贵重介质。使用温 度受到填料性能影响,一般不超过 28 315℃。
冷流体
螺旋板式换热器
15
第一章 换热器的分类
滚焊
板条 基本元件 金属窄条
滚焊
15 填焊 15
(b)
(a)
卡圈 (c)
(d)
板壳式换热器的基本元件与组合
16
第一章 换热器的分类
板翅式换热器
扩展表面式 换热器
管翅式换热器 强化的传热管
17
第一章 换热器的分类
板翅式换热器
18
第一章 换热器的分类
E- 单程壳体（一般换热器上使用） F- 具有纵向隔板的双程壳体（双壳程换热器上使用） G- 分流壳体（一进一出，壳体中间有纵向隔板） H- 分流壳体（两进两出，壳体中间有纵向隔板） I- U型管式换热器壳体 J-无隔板分流（或冷凝器）壳体（一进两出，无隔板自然分流） K- 釜式重沸器壳体 O- 外导流壳体
4
第一章 换热器分类
换热器分类
使用材料种类分类
金属材料换热器 非金属材料换热
器
传热方式分类
混合式换热器 蓄热式换热器 间接式换热器
5
混合式换热器
混合式换热器
热流体 冷流体
热流体
6
冷流体
蓄热式换热器
蓄热式换热器
冷流体
热流体
热流体
载流体
冷流体
7
间接式换热器
最常见为管壳式换热器
t2
t1
折流板
传热管 入口管 壳侧出口
min R
Hmin D
Rt
出口管
Rmax
DHmax
螺旋管式换热器
12
第一章 换热器的分类
板式换热器
板面式 换热器
螺旋板式 换热器
板壳式 换热器
13
热流体 冷流体
第一章 换热器的分类
热流体 冷流体
板式换热器流动示意图
14
第一章 换热器的分类
热流体
冷流体
热流体
热流体
冷流体
头式和固定管板式的场合。
26
第二章 常用换热器的结构特点 ❖(d)填料函式换热器
换热器的浮头部分与壳体之间 利用填料函密封
优点： 加工制造方便，节省材料，造价 比较低廉，管束从壳体内可以抽 出，管内、管间都能进行清洗， 维修方便。
缺点： 填料处易产生泄漏，适用于4MPa 以下的工作条件,不适用于易挥发、 易燃、易爆、有毒及贵重介质， 使用温度也受填料的物性限制。
管翅式换热器翅片管
19
第一章 换热器的分类
(a)
(b)
管翅式换热器内翅片管
20
第一章 换热器的分类
强化的传热管螺旋槽纹管
21
第一章 换热器的分类
强化的传热管横纹管
22
第一章 换热器的分类
管壳式换热器是间接式换热器 的一种是最为常用的换热器
固定 管板式
釜式 重沸器
管壳式换热器 按其结构特点分成
第二章常用换热器的结构特点
(f)釜式重沸器
俗称“大肚子重沸器”系带有蒸发空间的加热器
优点：清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质， 并能承受高温、高压。
缺点：必须保证壳程液体介质有足够的蒸发空间。
29
第二章 常用换热器的结构特点
管壳式换热器的结构种类虽然繁多,通常将其总成分成:
前端管箱
壳体
后端结构 (包括管束)
管子
管板
壳体
t1
t2
8
第一章 换热器的分类
间接式 换热器
管式换热器 板面式换热器
扩展表面式 换热器
9
第一章 换热器的分类
管式换热器
套管式换热器
螺旋管式 换热器
管壳式换热器
10
第一章 换热器的分类
2
3
1 1-- 型肘管；2-- 内管；3-- 外管
套管式换热器
11
第一章 换热器的分类
壳侧入口
壳体
郑占利
1
目录
换 热 器的 分 类 31
2
常用换热器的结构特点
3 常用换热器基本参数和型号表示方法
4
管壳式换热器常用材料
2
目录Fra Baidu bibliotek
35
管壳式换热器常见故障及处理方法
6
管壳式换热器检修程序及注意事项
37
强化管壳式换热器传热的途径
8 管壳式换热器常用防腐方法及原理
3
概述
“换热器”(Heat exchanger)是热交换器的简称。 使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。 它不仅是石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工
25
第二章 常用换热器的结构特点 ❖(c)U形管式换热器
将换热管弯成U形，管子两端固定在同一管板上，与浮头式换热器比省了 浮头,但管束与壳体间仍可自由伸缩，管束与壳体间不会有温差应力产生。
优点： 结构简单，价格便宜，承压能力 强，适用于管壳壁温差较大或壳 程介质易结垢，又不适宜采用浮
缺点： 加工困难 ，清洗困难，拆修更管 不方便。
两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳自 由移动，称为浮头。分为内浮头式和外浮头式两种。
内浮头式优点：
能在较高温差和压差下工作， 管间和管内清洗方便，易结垢 的流体。
内浮头缺点：
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，且浮头端盖在操作中无法检 查，制造时对密封要求较高。
填料 函式
U形 管式
浮头式
23
第二章 常用换热器的结构特点
❖ (a)固定管板式换热器
管板与壳体焊接在一起,不能从壳体上拆卸下来.
优点：
结构比较简单，紧凑，造价 低，应用广泛。
缺点：
管外不能采用机械法进行清洗， 要求壳程液体必须清洁， 不易结垢或不易对壳体造成腐蚀
24
第二章 常用换热器的结构特点 ❖ (b)浮头式换热器
L\M\N- 与前端管箱头形式A\B\C相似的固定管板结构
30
第二章 常用换热器的结构特点
31
管壳式换热器型号的表示方法
32
第二章常用换热器的结构特点
结构部件的英文代号
A- 平盖管箱（可拆盖板实现不拆卸管箱就检修换热管的工作） B- 封头管箱（无可拆盖板） C- 用于可拆管束与管板制成一体的管箱 N- 与管板制成一体的固定管板管箱 D- 特殊高压管箱（用于高压换热器的螺纹锁紧环管箱）
业部门所广泛应用的工艺设备，也是重要的节能设备之一。 据统计，在石油炼制和石油化工装置中，换热器约占装置工
艺设备总重量的40 ％、投资的20 ％左右（不包括空气冷却 器）。 随着石油炼制和化工工业的发展，国内外对换热器无论从设 计、制造、结构改进到传热机理的试验研究一直都在进行。 各种新型、高效换热器在不断出现。
27
第二章 常用换热器的结构特点
❖ (e)填料函分流式换热器
壳程开口为一个进口两个出口 ，壳程流体靠自然分流 流至两个出口 ， 故称之为分流式换热器。
优点：
可用机械法清洗，结构较浮头式 简单，造价比浮头式换热器低。 加工方便，节省钢材。填料函处 泄漏能及时发现,检修清洗方便。
缺点：
壳程介质有外漏可能，壳程压力 不宜过高,不宜处理易挥发、易燃、 易爆、有毒及贵重介质。使用温 度受到填料性能影响,一般不超过 28 315℃。
冷流体
螺旋板式换热器
15
第一章 换热器的分类
滚焊
板条 基本元件 金属窄条
滚焊
15 填焊 15
(b)
(a)
卡圈 (c)
(d)
板壳式换热器的基本元件与组合
16
第一章 换热器的分类
板翅式换热器
扩展表面式 换热器
管翅式换热器 强化的传热管
17
第一章 换热器的分类
板翅式换热器
18
第一章 换热器的分类
E- 单程壳体（一般换热器上使用） F- 具有纵向隔板的双程壳体（双壳程换热器上使用） G- 分流壳体（一进一出，壳体中间有纵向隔板） H- 分流壳体（两进两出，壳体中间有纵向隔板） I- U型管式换热器壳体 J-无隔板分流（或冷凝器）壳体（一进两出，无隔板自然分流） K- 釜式重沸器壳体 O- 外导流壳体
4
第一章 换热器分类
换热器分类
使用材料种类分类
金属材料换热器 非金属材料换热
器
传热方式分类
混合式换热器 蓄热式换热器 间接式换热器
5
混合式换热器
混合式换热器
热流体 冷流体
热流体
6
冷流体
蓄热式换热器
蓄热式换热器
冷流体
热流体
热流体
载流体
冷流体
7
间接式换热器
最常见为管壳式换热器
t2
t1
折流板
传热管 入口管 壳侧出口
min R
Hmin D
Rt
出口管
Rmax
DHmax
螺旋管式换热器
12
第一章 换热器的分类
板式换热器
板面式 换热器
螺旋板式 换热器
板壳式 换热器
13
热流体 冷流体
第一章 换热器的分类
热流体 冷流体
板式换热器流动示意图
14
第一章 换热器的分类
热流体
冷流体
热流体
热流体
冷流体
头式和固定管板式的场合。
26
第二章 常用换热器的结构特点 ❖(d)填料函式换热器
换热器的浮头部分与壳体之间 利用填料函密封
优点： 加工制造方便，节省材料，造价 比较低廉，管束从壳体内可以抽 出，管内、管间都能进行清洗， 维修方便。
缺点： 填料处易产生泄漏，适用于4MPa 以下的工作条件,不适用于易挥发、 易燃、易爆、有毒及贵重介质， 使用温度也受填料的物性限制。
管翅式换热器翅片管
19
第一章 换热器的分类
(a)
(b)
管翅式换热器内翅片管
20
第一章 换热器的分类
强化的传热管螺旋槽纹管
21
第一章 换热器的分类
强化的传热管横纹管
22
第一章 换热器的分类
管壳式换热器是间接式换热器 的一种是最为常用的换热器
固定 管板式
釜式 重沸器
管壳式换热器 按其结构特点分成
第二章常用换热器的结构特点
(f)釜式重沸器
俗称“大肚子重沸器”系带有蒸发空间的加热器
优点：清洗维修方便，可处理不清洁、易结垢的介质， 并能承受高温、高压。
缺点：必须保证壳程液体介质有足够的蒸发空间。
29
第二章 常用换热器的结构特点
管壳式换热器的结构种类虽然繁多,通常将其总成分成:
前端管箱
壳体
后端结构 (包括管束)
管子
管板
壳体
t1
t2
8
第一章 换热器的分类
间接式 换热器
管式换热器 板面式换热器
扩展表面式 换热器
9
第一章 换热器的分类
管式换热器
套管式换热器
螺旋管式 换热器
管壳式换热器
10
第一章 换热器的分类
2
3
1 1-- 型肘管；2-- 内管；3-- 外管
套管式换热器
11
第一章 换热器的分类
壳侧入口
壳体