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列管式换热器_生产厂家

列管式换热器

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列管式换热器

发布时间:2019-03-19 热度:

列管式换热器简介:

列管式换热器(tubular exchanger)是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质 ,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另一种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程。

列管式换热器生产厂家

各种换热器类型:


固定管板式

列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置,一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时,为安全起见,换热器应有温差补偿装置。但补偿装置(膨胀节)只能用在壳壁与管壁温差低于60~70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚,难以伸缩,失去温差补偿的作用,就应考虑其他结构。

浮头式

换热器的一块管板用法兰与外壳相连接,另一块管板不与外壳连接,以使管子受热或冷却时可以自由伸缩,但在这块管板上连接一个顶盖,称之为“浮头”,所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是:管束可以拉出,以便清洗;管束的膨胀不变壳体约束,因而当两种换热器介质的温差大时,不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂,造价高。

填料函式

这类换热器管束一端可以自由膨胀,结构比浮头式简单,造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能,壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。

U型管式

U形管式换热器每根管子都弯成U形,两端固定在同一块管板上,每根管子皆可自由伸缩,从而解决热补偿问题。管程至少为两程,管束可以抽出清洗,管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难,管子更换困难,管板上排列的管子少。优点是结构简单,质量轻,适用于高温高压条件。

涡流热膜

涡流热膜换热器采用最新的涡流热膜传热技术,通过改变流体运动状态来增加传热效果,当介质经过涡流管表面时,强力冲刷管子表面,从而提高换热效率。最高可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式,在换热管表面形成绕流,对流换热系数降低。
据【换热设备推广中心】的资料显示,涡流热膜换热器的最大特点在于经济性和安全性统一。由于考虑了换热管之间,换热管和壳体之间流动关系,不再使用折流板强行阻挡的方式逼出湍流,而是靠换热管之间自然诱导形成交替漩涡流,并在保证换热管不互相摩擦的前提下保持应有的颤动力度。换热管的刚性和柔性配置良好,不会彼此碰撞,既克服了浮动盘管换热器之间相互碰撞造成损伤的问题,又避免了普通管壳式换热器易结垢的问题。

涡流热膜换热器性能特点:

1.高效节能,该换热器传热系数为6000-8000W/m2.0C;
  2.全不锈钢制作,使用寿命长,可达20年以上,十年内出现换热器质量问题免费更换;
  3.改层流为湍流,提高了换热效率,降低了热阻;
  4.换热速度快,耐高温(400℃),耐高压(2.5Mpa);
  5.结构紧凑,占地面积小,重量轻,安装方便,节约土建投资;
  6.设计灵活,规格齐全,实用针对性强,节约资金;
  7.应用条件广泛,适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换;
  8.维护费用低,易操作,清垢周期长,清洗方便。
  9.采用纳米热膜技术,显著增大传热系数。
  10.应用领域广阔,可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。

涡流热膜换热器性能对比:


对比项目 浮动盘管换热器 螺纹管换热器 涡流热膜换热器
适用介质种类 蒸汽、水 蒸汽、水 弱腐蚀性化工原料、蒸汽、水
介质的参数范围 温度:0-150度
压力:0-1.0MPa
温度:0-150度
压力:0-1.6MPa
温度:-40-400度
压力:0-10.0MPa
热效率 热效率=92% 热效率=93% 热效率=96%
防垢性能 自动除垢 人工除垢 具有防垢功能
耐震、噪音 振动较大,噪音大 振动较小,噪音小 振动微弱,噪音小
试用寿命 7年左右 10年左右 20年左右
维修 停机维修,更换管束 停机维修,拔管再胀管 无需维修


折流挡板

为提高壳程流体流速,往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。常用的折流挡板有圆缺形和圆盘形两种,前者更为常用。

多壳程

列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响,采取各种补偿的办法,消除或减小热应力,根据所采取的温差补偿措施。

渗漏解析:

换热器渗漏是换热器使用中最为常见的设备管理问题,渗漏主要是腐蚀造成的,少部分是由于换热器选型和换热器本身的制造工艺缺陷,列管式换热器的腐蚀形式基本有两种:电化学腐蚀和化学腐蚀。列管式换热器在制作时,管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊,焊缝形状存在不同程度的缺陷,如凹陷、气孔、夹渣等,焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分一般与工业冷却水接触,而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。这就是我们常说的电化学腐蚀。研究表明,工业水无论是淡水还是海水,都会有各种离子和溶解的氧气,其中氯离子和氧的浓度变化,对金属的腐蚀形状起重要作用。另外,金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此,管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看,管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物,分布着大小不等的凹坑。以海水为介质时,还会产生电偶腐蚀。化学腐蚀就是介质的腐蚀,换热器管板接触各种各样的化学介质,就会受到化学介质的腐蚀。另外,换热器管板还会与换热管之间产生一定的双金属腐蚀。一些管板还长期处于腐蚀介质的冲蚀中。尤其是固定管板换热器, 还有温差应力, 管板与换热管联接处极易泄漏,导致换热器失效。

综上所述,影响换热器管板腐蚀的主要因素有:

(1)介质成分和浓度:浓度的影响不一,例如在盐酸中,一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀最严重,而当浓度增加到60%以上时,腐蚀反而急剧下降;
(2)杂质:有害杂质包括氯离子、硫离子、氰离子、氨离子等,这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀
(3)温度:腐蚀是一种化学反应,温度每提升 10℃,腐蚀速度约增加1~3倍,但也有例外;
(4)ph值:一般ph值越小,金属的腐蚀越大;
(5)流速:多数情况下流速越大,腐蚀也越大。

试漏方法:

列管换热器无损检测

在故障检测、特别是换热器部分可使用专业的知识和仪器,可以检测腐蚀现象产生的原因,这里以美嘉华的技术产品为例来了解一下无损检测设备的功能:
1)可视内窥镜检测管板内表面;
2)定制的问题研究和报价;
3)APR(声脉冲反射法),一种创新的无损检测技术,基于分析管板内产生多维声波的分析;
4)无损检测直的和弯曲的由有磁性和无磁性材料制成的换热器管材;
5)快速检测:每个管材少于 10 秒;
6)检测泄露、全部和部分堵塞、侵蚀和点蚀;
7)适合椭圆管、方形管、螺旋管、肋片管及从 9/16”直径出的弯曲;
8)立即可视结果;
9)数字存储用于以后的检查和比较。
10)定制的问题研究和成本估计。

水试漏的方法

传统上我们使用水对换热器的试漏,就是将水注入换热器中,注满水后再用水泵对换热器中的水进行打压,使之达到一定的压力,进行对换热器的查漏。查漏结束做出标记后泄压和排水,再进行堵漏。如果换热器较大、泄漏较严重,水压在较低时就会发生泄漏,不得不排水堵漏,堵漏完成后再充水、充压试漏,反复进行,增加换热器检修时间。由于充水和打压需要大量的时间,泄漏的部位需要动火补焊消漏时,又要对泄漏部位进行干燥处理,否则影响补焊消漏的质量。如果泄漏的换热器内部有可燃介质,必须进行氮气置换,合格后才能动火补焊消漏作业,否则会产生着火和爆炸,危及人身和设备的安全。

氮气试漏的方法

列管式换热器泄漏后使用氮气进行充压试漏,比较快速。用氮气对换热器堵漏动火作业时,不必再进行置换处理,节约检修消漏的时间。

氮气在合成氨换热器试漏中的使用

操作要点


(1)由于是高压氮气(压力9.5MPa),使用时必须要有2人以上作业开阀门,在两阀门中间加装压力表1个,一人监护压力表的指示,另一人进行开阀门作业,保证管道压力在允许的范围之内,防止超压,造成管线或人员伤害。
(2)换热器EA103为浮头式换热器,试漏时需要做试漏封头安装到换热器上。
(3)投用步骤 先全开1阀和3阀,如图1,再缓慢打开2阀,对换热器进行充压,同时注意压力表压力,在3.0MPa之内。
(4)泄压步骤 先全关1阀和2阀,打开泄压阀门泄压完成后,全关3阀。

两种试漏方法的比较

从上述使用情况看,用氮气试漏节约大量的检修时间,检修费用。水和氮气试漏方法的比较见表1。

氮气试漏的安全注意事项

(1)因为氮气有窒息的风险,使用时必须注意人员的安全,防止人员中毒。
(2)氮气使用时要提前进行管线的预制。
(3)氮气使用时临时管线上要增加压力表,两人用对讲机联系开阀门,防止超压。
(4)氮气使用完成后必须及时泄压、拆除。
(5)氮气使用时必须2人以上用对讲机联系充压和泄压操作,防止管线超压,损坏管线,防止人员窒息,造成人身伤害。
(6)氮气不使用时必须对管线的阀门进行挂“禁动”标识牌,防止人员误动作。

冷热流体流动通道的选择

在列管式换热器内,冷热流体流动通道可根据以下原则进行选择:
(1)不洁净和易结垢的的液体宜走管程,因管内清洗方便;
(2)腐蚀性流体宜走管程,以免管束和壳体同时受腐蚀;
(3)压强高的宜走管程,以免壳体承受压力;
(4)饱和蒸汽宜走壳程,因饱和蒸汽比较清洁,对流传热系数与流速无关而且冷凝液容易排出;
(5)被冷却的流体宜走壳程,便于散热;
(6)若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将对流传热系数大的流体通过壳程,可减少热应力;
(7)流量小而粘度大的流体宜走壳程;

流体进出口温度的确定

如果换热器以冷却为目的热流体的进出口温度已由工艺条件确定,而冷却介质的出口温度则需要选择。若选择较高的出口温度,可选小换热器,但冷却介质的流量要加大;反之要选择低的出口温度,冷却介质流量减少了,但要选大的换热器,因此冷却介质的出口温度要权衡二者的投资大小来确定。


列管式换热,换热相关参数:

1.换热管(换热管基本用不锈钢换热管多,也有其它材质)为Φ19mm的换热器基本参数:

公称直径
DN
mm
公称压力
PN
MPa
管程数
N
管子根量
n
中心排管数 管程流通面积
计算换热面积,m²
换热管长度,mm
1500 2000 3000 4500 6000 9000
159 1.60
2.50
4.00
6.40
1 15 5 0.0027 1.3 1.7 2.6      
219 33 7 0.0058 2.8 3.7 5.7      
273 1 65 9 0.0115 5.4 7.4 11.3 17.1 22.9  
2 56 8 0.0049 4.7 6.4 9.7 14.7 19.7  
325 1 99 11 0.0175 8.3 11.2 17.1 26.0 34.9  
2 88 10 0.0078 7.4 10.0 15.2 23.1 31.0  
4 68 11 0.0030 5.7 7.7 11.8 17.9 23.9  
400 0.60
1.00
1.60
2.50
4.00
1 174 14 更多参数联系我们
2 164 15              
4 146 14              
450 1 237 17              
2 220 16              
4 200 16              
500 1 275 19              
2 256 18              
4 222 18              
600 1 430 22              
2 416 23              
4 370 22              
6 360 20              
700 1 607 27              
2 574 27              
4 542 27              
6 518 24              
800 0.60
1.60
2.50
4.00
1 797 31              
2 776 31              
4 722 31              
6 710 30              
900 1 1009 35              
2 988 35              
4 938 35              
6 914 34              
1000 1 1267 39              
2 1234 39              
4 1186 39              
6 1148 38              
(1100) 1 1501 43              
2 1470 43              
4 1450 43              
6 1380 42              
1200 1 1837 47              
2 1816 47              
4 1732 47              
6 1716 46              
(1300) 0.25
0.60
1.00
1.60
2.50
1 2123 51              
2 2080 51              
4 2074 50              
6 2028 48              
1400 1 2557 55              
2 2502 54              
4 2404 55              
6 2378 54              
(1500) 1 2929 59              
2 2874 58              
4 2768 58              
6 2692 56              
1600 1 3339 61              
2 3282 62              
4 3176 62              
6 3140 61              
(1700) 1 3721 65              
2 3646 66              
4 3544 66              
6 3512 63              
1800 1 4247 71              
2 4186 70              
4 4070 69              
6 4048 67              

注:管程流通面积为各程平均值.括号内公称直径不推荐使用.

2.换热管(换热管基本用不锈钢换热管多,也有其它材质)为Φ25mm的换热器基本参数


公称直径
DN
mm
公称压力
PN
MPa
管程数
N
管子根量
n
中心排管数 管程流通面积
计算换热面积,m²
换热管长度,mm
Φ25×2 Φ25×2.5 1500 2000 3000 4500 6000 9000
159 1.60
2.50
4.00
6.40
1 11 3 0.0038 0.0035 1.2 1.6        
219 25 5 0.0087 0.0079 2.7 3.7        
273 1 38 6 0.0132 0.0119 4.2 5.7        
2 32 7 0.0055 0.0050 3.5 4.8        
325 1 57 9 0.0197 0.0179 6.3 8.5        
2 56 9 0.0088 0.0088 6.2          
4 40 9 0.0031 0.0031 4.4          
400 0.60
1.00
1.60
2.50
4.00
1 更多参数联系我们
2                    
4                    
450 1                    
2                    
4                    
500 1                    
2                    
4                    
600 1                    
2                    
4                    
6                    
700 1                    
2                    
4                    
6                    
800 0.60
1.60
2.50
4.00
1                    
2                    
4                    
6                    
900 1                    
2                    
4                    
6                    
1000 1                    
2                    
4                    
6                    
(1100) 1                    
2                    
4                    
6                    
1200 1                    
2                    
4                    
6                    
(1300) 0.25
0.60
1.00
1.60
2.50
1                    
2                    
4                    
6                    
1400 1                    
2                    
4                    
6                    
(1500) 1                    
2                    
4                    
6                    
1600 1                    
2                    
4                    
6                    
(1700) 1                    
2                    
4                    
6                    
1800 1                    
2                    
4                    
6                    

注:管程流通面积为各程平均值.括号内公称直径不推荐使用.

注意:以上固定管板换热,换热规格型号技术参数仅供参考,按实际设计为主!


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