化工設(shè)備與機械相關(guān)知識

（1）換熱設(shè)備的形式多種多樣，每種結(jié)構(gòu)形式都有各自的特點和適用范圍，選用時要根這些持點和生產(chǎn)的具體情況，選擇合理的類型。選擇換熱設(shè)備時主要考慮以下幾占要符合工藝條件的要求從壓力、溫度、物理化學性質(zhì)、腐蝕性等工藝條件慮確定換熱器的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)類型。

考慮流體的化學性質(zhì)，如流體的腐蝕性、熱敏性等物料，要特別注意換熱器材的選擇。如氯氣，具有強腐蝕性，要選用聚四氟乙烯等耐腐蝕材料；如冷卻煙酸的換熱器，要選擇耐高溫、腐蝕的石英玻璃噴淋換熱器（或石墨冷卻器）。

考慮介質(zhì)的工藝條件，如工作壓力、進出口溫度和流量等參數(shù)。如低溫場合下應考慮選用在低溫和低溫場合使用的板翅式換熱器；高溫下可考慮選用特殊結(jié)構(gòu)的管殼式換熱器。

考慮流體的物理性質(zhì)，如流體的種類、熱導率、黏度等。若冷熱流體均為液體，

般采用兩側(cè)都是光滑表面的間壁作為換熱面較合適。螺旋板式和板式換熱器的傳熱壁為兩側(cè)光滑的板，且兩側(cè)流道基本相同，適用于兩側(cè)流體性質(zhì)、流量接近的情況，但由于結(jié)構(gòu)上的原因，只適用于工作壓力和壓差較小的場合。管殼式和套管式換熱器大多也是以光壁作傳熱壁面，更適宜于高溫、高壓場合。小流量宜用套管式，大流量宜用管殼式。

（2）傳熱效率要高一臺理想的換熱設(shè)備應該滿足傳熱效果好、傳熱面積大、流體阻力小、合理實現(xiàn)所規(guī)定工藝條件的要求。

增大傳熱面積或平均溫度差、增大傳熱系數(shù)都可以達到強化傳熱的目的。采用小直徑的換熱管和擴展表面換熱面可增大換熱面積。管徑越小，耐壓越高，在同樣金屬質(zhì)量下，表面積越大。增大換熱表面即改變設(shè)備的結(jié)構(gòu)如新型的螺旋板式和板翅式等換熱器都是利用擴展換熱面來強化傳熱的，因此它們都具有傳熱效率高的優(yōu)占

增大冷熱流體的平均溫度差，可以增大傳熱速率，如冷熱流體在進出口溫度一定的情況下，采用逆流操作等。

對于管殼式換熱器而言，為了提高殼程的傳熱系數(shù)，除了可以改變管子形狀或在管子外增加翅片（如采用螺紋管和外翅片管）外，還可以適當設(shè)置殼程擋板或管束支撐結(jié)構(gòu)，以減少或消除殼程流動與傳熱的死區(qū)，使換熱面積得到充分利用。

對于間壁兩側(cè)的傳熱系數(shù)相差較大的場合，在給熱系數(shù)較小的一側(cè)增加翅片，不只增大了傳熱面積，又強化了氣體流動的湍流強度，提高了傳熱系數(shù)，從而使傳熱速率顯著提高對于氣一氣換熱器，大多采用兩側(cè)都有翅片的換熱面，以擴大傳熱面，縮小換熱器的體積。常用的這類換熱器有管式換熱器和板翅式換熱器等。對于氣一液換熱器，由于氣體側(cè)的給熱系數(shù)低于液體側(cè)，因此，氣體側(cè)常用帶翅片的換熱面，液體側(cè)則多為光壁。

另外，在滿足工藝要求的情況下，盡量采用較緊湊的換熱器。

如果換熱器中工作的流體較臟、易結(jié)垢，要考慮結(jié)垢的影響以及清洗的可能性。

在選用換熱器時，還應考慮材料的價格、制造成本、動力消耗費、維修費用和使用壽命等因素，力求使換熱器在整個使用壽命期內(nèi)經(jīng)濟地運行。

換熱器操作

1、開車前準備

開車前對換熱器進行檢查：空氣是否放凈；板片是否裝錯；通道是否堵；用電是否安全。

2、開車步驟

開啟電源送電；0開啟管程冷流體進口閥門，記錄流體流量；．徐徐開啟殼程蒸汽進口閥門，維持蒸汽壓力不變；@換熱過程中，會有不凝氣和冷凝水不斷產(chǎn)生，排除換熱器內(nèi)產(chǎn)生的不凝氣及冷凝水；．冷流體溫度會慢慢升高，記錄進出口溫度；@檢查：兩種介質(zhì)是否串，溫度、壓力是否突變，運行中不得緊固螺栓。

3、停車

遇到下列情形時，需要停車：兩種介質(zhì)互串；生產(chǎn)能力突然下降；介質(zhì)大量泄漏；阻力降超過允許值，反沖洗又無效果。

停車順序：先關(guān)蒸汽人口；關(guān)冷流體介質(zhì)人口；關(guān)冷流體介質(zhì)出口；關(guān)冷凝水出口。

冬季放凈換熱器內(nèi)全部介質(zhì)，防止凍壞。設(shè)備溫度降至室溫后，方可拆卸夾緊螺栓，否則密封墊片易松動。拆卸時要對稱，交叉進行。要停用幾個月時，應放松螺栓，防止墊片變形。

二、管殼式換熱器的常見故障及排除方法

管殼式換熱器流體對管束沖刷、腐蝕，容易導致?lián)Q熱管損壞。在日常的維護中應經(jīng)常對換熱器進行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)故障，并采取相應的措施進行修理。管殼式換熱器的常見故障有管子振動、管壁積垢、腐蝕與磨損、介質(zhì)泄漏等。

1、管子振動

管子振動是管殼式換熱器的一種常見故障。引起振動的原因有：管束與泵、壓縮機產(chǎn)生的共振；流體橫向穿過管束時產(chǎn)生的沖擊；由于其他綜合因素影響而引起的振動等。振動對換熱器的影響有：管子撞擊折流板而被切斷；管端與管板連接處松動而發(fā)生泄漏；管子發(fā)生疲勞破壞；增大殼程流體的流動阻力等。

對管子振動采取的措施有：在流體人口處前設(shè)置緩沖措施防止脈沖；折流板上的孔徑與管子外徑間隙盡量地??；減小折流板間隔，使管子振幅變?。患哟蠊鼙诤穸群驼哿靼搴穸?，增加管子剛性等。

2、管壁積垢

由于換熱器操作中所處理的懸浮液或黏度大的流體，在換熱管的內(nèi)外表面上會產(chǎn)生積垢。積垢產(chǎn)生的后果有：總傳熱系數(shù)下降，傳熱效率降低，使換熱管的管徑，因積垢而減小，使得流體通過管內(nèi)的流速增加，造成壓力損失增大；積垢導致管壁腐蝕，腐蝕嚴重時，造成管壁穿孔，兩種流體混合而破壞正常操作

對積垢采取的措施有：掌握物料性質(zhì)，了解積垢的程度；對某些可凈化的流體，在進人換熱器前進行凈化（如水處理）；對于易結(jié)垢的流體，應采用容易檢查、拆卸和清洗的結(jié)構(gòu)；定期進行污垢的清理等。

3、管子泄漏

管子發(fā)生泄漏的現(xiàn)象較多，主要原因有介質(zhì)的沖刷引起的磨損，導致管壁破裂；介質(zhì)或積垢腐蝕穿孔；管子振動引起管子與管板連接處泄漏

對管子泄漏采取的措施：如果管束中只有一根或數(shù)根管子泄漏，可采用堵塞的方法進行修理。即用做成錐形的金屬材料塞在管子兩端打緊焊牢，將損壞的管子堵死不用。采用堵管的方法解決管子泄漏現(xiàn)象簡單易行，但堵管總數(shù)不得超過10‰，否則將對傳熱效果產(chǎn)生較大影響。