换热器安全技术

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换热器安全技术

Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.

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文件编号：KG-AO-6002-60

换热器安全技术

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换热的类型，除前面介绍的按换热方法不同分为间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器3种外。还可按其他方式进行分类。

一、按换热器的用途分类

(1)加热器加热器用于把流体加热到所需的温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。

(2)预热器预热器用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。

(3)过热器过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。

(4)蒸发器蒸发器用于加热液体，使之蒸发汽化。

(5)再沸器再沸器是蒸馏过程的专用设备，用于加热已冷凝的液体，使之再受热汽化。

(6)冷却器冷却器用于冷却流体，使之达到所需要的温度。

(7)冷凝器冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。

二、按换热器传热面形状和结构分类

(1)管式换热器管式换热器通过管子壁面进行传热，按传热管的结构不同，可分为列管式换热管、套管式换热器、蛇管式换热器和翅片管式换热器等几种。管式换热器应用最广。

(2)板式换热器板式换热器通过板面进行传热，按传热板的结构形式，可分为平板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和热板式换热器。

(3)特殊形式换热器这类换热器是指根据工艺特殊的要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式换热器、热管式换热器等。

三、按换热器所用材料分类

(1)金属材料换热器金属材料换热器是由金属材料制成，常用金属材料有碳钢、合金钢、铜及铜合

金、铝及铝合金、钛及钛合金等。由于金属材料的热导率较大，故该类换热器的传热效率较高，生产中用到的主要是金属材料换热器。

(2)非金属材料换热器非金属材料换热器由非金属材料制成，常用非金屑材料有石墨、玻璃、塑料以及陶瓷等。该类换热器主要用于具有腐蚀性的物料由于非金属材料的热导率较小，所以其传热效率较低。

四、换热器结构与性能特点

(一) 管式换热器

(1)列管换热器列管换热器又称管壳式换热器，是一种通用的标准换热设备。它具有结构简单、单位体积换热面积大、坚固耐用、用材广泛、清洗方便适用性强等优点，在生产中得到广泛应用，在换热设备中占主导地位。列管式换热器根据结构特点分为以下几种。

1)固定管板式换热器图9—6展示了其详细结构。此种换热器的结构特点是两块管板分别焊壳体的两端，管束两端固定在两管板上，其优点是结构简单、

紧凑、管内便于清洗。其缺点是壳程不能进行机械清洗，且当壳体与换热管的温差较大(大于50℃)时，产生的温差应力(又叫热应力)具有破坏性。需在壳体上设置膨胀节，受膨胀节强度限制壳程不能太高。固定管板式换热器适用于壳方流体清洁不结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。

2)浮头式换热器浮头式换热器的结构如图9—?所示。其结构特点是两端管板之一不与壳体固定连接。可以在壳体内沿轴向自由伸缩，该端称为浮头。此种换热器的优点是当换热管与壳体有温差存在，壳体或换热管膨胀时，互不约束，不会产生温差应力；管束可以从管内抽出，便于管内和管间的清洗。其缺点是结构复杂，用材量大，造价高。浮头式换热器适用于壳体温差较大或壳程流体容易结垢的场合。

3)U形管式换热器 U形管式换热器的结构如图9—8所示，其结构特点是只有一个管板，管子成U形，

管子两端固定在同一管板上。管束可以自由伸缩，当壳体与管子有温差时，不会产生温差应力。U形管式换热器的优点是结构简单，只有一个管板，密封面少，运行可靠，造价低，管间清洗较方便。其缺点是管内清洗较困难，可排管子数目较少，管束最内层管间距大，壳程易短路。U形管式换热器适用于管、壳程温差较大或壳程介质是易结垢而管程介质不易结垢的场合。

4)填料函式换热器填料函式换热器的结构如图9—9所示。其结构特点是管板上只有一端与壳体固定，另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩，不会产生温差应力。该换热器的优点是结构较浮头式换热器简单，造价低；管束可以从壳体内抽出，管、壳程均能进行清洗。其缺点是填料耐压不高，一般小于4.0MPa；壳程介质可能通过填料函外漏。填料函式换热器适用于管、壳程温差较大或介质结垢需经常清洗且壳程压力不高的场合。

5)釜式换热器釜式换热器的结构如图9—10

所示。其结构特点是在壳体上部设置蒸发空间。管束可以为固定管板式、浮头式或U形管式。釜式换热器清洗方便，并能承受高温、高压。它适用于液—汽(气)式换热(其中液体沸腾汽化)，可作为简单的废热锅炉。

(2)套管换热器套管换热器是由两种直径不同的管套在一起组成同心套管，然后将若干段这样的套管连接而成，其结构如图9—11所示。每一段套管称为一程，程数可根据所需传热面积的多少而增减。

套管换热器的优点是结构简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减。其缺点是单位传热面积的金属耗量大，管子接头多，检修清洗不方便。此类换热器适用于高温，高压及流量较小的场合。

(3)蛇管换热器蛇管换热器根据操作方式不同，分为沉浸式和喷淋式两类。

1)沉浸式蛇管换热器此种换热器通常以金属管弯绕而成，制成适应窗口的形状，沉浸在容器内的

液体中，管内流体与容器内液体隔着管壁进行换热。几种常用的蛇管形状如图9—12所示。此类换热器的优点是结构简单，造价低廉，便于防腐，能承受高压。其缺点是管外对流传热系数小，常需加搅拌装置，以提高传热系数。2)喷淋式蛇管换热器喷淋式蛇管换热器的结构如图9—13所示。此类换热器常用于用冷却水冷却管内热流体。各排蛇管均垂直地固定在支架上，蛇管排数根据所需传热面积的多少而定。热流体自下部总管流入各排蛇管，从上部流出再汇入总管。冷却水由蛇管上方的喷淋装置均匀地喷洒在各排蛇管上，并沿着管外表面淋下，该装置通常置于室外通风处，冷却水在空气中汽化时，可以带走部分热量，以提高冷却效果。与沉浸式蛇管换热器相比，喷淋式蛇管换热器具有检修清洗方便、传热效果好等优点。

(4)翅片管换热器翅片管换热器又称管翅式换热器，其结构特点是在换热管的外表面或内表面或同时装有许多翅片。常用翅片有纵向和横向两类，如图