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- 列管式換熱器
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- 列管式換熱器 產(chǎn)品型號：列管式換熱器
- 產(chǎn)品介紹
- 列管式換熱器是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用最廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì) ，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進行換熱時，一種流體由封頭的連結(jié)管處進入，在管流動，從封頭另一端的出口管流出，這稱之管程；另一種流體由殼體的接管進入，從殼體上的另一接管處流出，這稱為殼程。
一、種類
固定管板式
列管式換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡單、緊湊、造價便宜，但管外不能機械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此，當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時，為安全起見，換熱器應(yīng)有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過0.6Mpa時由于補償圈過厚，難以伸縮，失去溫差補償?shù)淖饔茫蛻?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。
浮頭式
換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個頂蓋，稱之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時，不會因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。
填料函式
這類換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，造價也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。
U型管式
U形管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補償問題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。
折流擋板
為提高殼程流體流速，往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯流通過管束，使湍動程度大為增加。常用的折流擋板有圓缺形和圓盤形兩種，前者更為常用。
多殼程
列管式換熱器必須從結(jié)構(gòu)上考慮熱膨脹的影響，采取各種補償?shù)霓k法，消除或減小熱應(yīng)力，根據(jù)所采取的溫差補償措施。
試漏方法
列管換熱器無損檢測
在故障檢測、特別是換熱器部分可使用專業(yè)的知識和儀器，可以檢測腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，這里以美嘉華的技術(shù)產(chǎn)品為例來了解一下無損檢測設(shè)備的功能：
1)可視內(nèi)窺鏡檢測管板內(nèi)表面；
2)定制的問題研究和報價；
3)APR（聲脈沖反射法），一種創(chuàng)新的無損檢測技術(shù)，基于分析管板內(nèi)產(chǎn)生多維聲波的分析；
4)無損檢測直的和彎曲的由有磁性和無磁性材料制成的換熱器管材；
5)快速檢測：每個管材少于 10 秒；
6)檢測泄露、全部和部分堵塞、侵蝕和點蝕；
7)適合橢圓管、方形管、螺旋管、肋片管及從 9/16”直徑出的彎曲；
8)立即可視結(jié)果；
9)數(shù)字存儲用于以后的檢查和比較；
10)定制的問題研究和成本估計 。
水試漏的方法
傳統(tǒng)上我們使用水對換熱器的試漏，就是將水注入換熱器中，注滿水后再用水泵對換熱器中的水進行打壓，使之達到一定的壓力，進行對換熱器的查漏。查漏結(jié)束做出標記后泄壓和排水，再進行堵漏。如果換熱器較大、泄漏較嚴重，水壓在較低時就會發(fā)生泄漏，不得不排水堵漏，堵漏完成后再充水、充壓試漏，反復(fù)進行，增加換熱器檢修時間。由于充水和打壓需要大量的時間，泄漏的部位需要動火補焊消漏時，又要對泄漏部位進行干燥處理，否則影響補焊消漏的質(zhì)量。如果泄漏的換熱器內(nèi)部有可燃介質(zhì)，必須進行氮氣置換，合格后才能動火補焊消漏作業(yè)，否則會產(chǎn)生著火和爆炸，危及人身和設(shè)備的安全。
氮氣試漏的方法
列管式換熱器泄漏后使用氮氣進行充壓試漏，比較快速。用氮氣對換熱器堵漏動火作業(yè)時，不必再進行置換處理，節(jié)約檢修消漏的時間。
氮氣在合成氨換熱器試漏中的使用
操作要點
（1）由于是高壓氮氣（壓力9．5MPa），使用時必須要有2人以上作業(yè)開閥門，在兩閥門中間加裝壓力表1個，一人監(jiān)護壓力表的指示，另一人進行開閥門作業(yè)，保證管道壓力在允許的范圍之內(nèi)，防止超壓，造成管線或人員傷害。
（2）換熱器EA103為浮頭式換熱器，試漏時需要做試漏封頭安裝到換熱器上。
（3）投用步驟 先全開1閥和3閥，如圖1，再緩慢打開2閥，對換熱器進行充壓，同時注意壓力表壓力，在3．0MPa之內(nèi)。
（4）泄壓步驟 先全關(guān)1閥和2閥，打開泄壓閥門泄壓完成后，全關(guān)3閥。
兩種試漏方法的比較
從上述使用情況看，用氮氣試漏節(jié)約大量的檢修時間，檢修費用。水和氮氣試漏方法的比較見表1。
氮氣試漏的安全注意事項
（1）因為氮氣有窒息的風(fēng)險，使用時必須注意人員的安全，防止人員中毒。
（2）氮氣使用時要提前進行管線的預(yù)制。
（3）氮氣使用時臨時管線上要增加壓力表，兩人用對講機聯(lián)系開閥門，防止超壓。
（4）氮氣使用完成后必須及時泄壓、拆除。
（5）氮氣使用時必須2人以上用對講機聯(lián)系充壓和泄壓操作，防止管線超壓，損壞管線，防止人員窒息，造成人身傷害。
（6）氮氣不使用時必須對管線的閥門進行掛“禁動”標識牌，防止人員誤動作。
清洗
列管式換熱器長期運行會導(dǎo)致設(shè)備被水垢堵塞，將會使效率降低、能耗增加、壽命縮短。如果水垢不能被及時地清除，就會面臨設(shè)備維修、停機或者報廢更換的危險。長期以來傳統(tǒng)的清洗方式如機械方法（刮、刷）、高壓水、化學(xué)清洗(酸洗)等在對換熱器清洗時出現(xiàn)很多問題：不能徹底清除水垢等沉積物，并對設(shè)備造成腐蝕，殘留的酸對材質(zhì)產(chǎn)生二次腐蝕或垢下腐蝕，最終導(dǎo)致更換設(shè)備，此外，清洗廢液有毒，需要大量資金進行廢水處理。企業(yè)可采用高效環(huán)保清洗劑避免上述情況，其具有高效、環(huán)保、安全、無腐蝕特點，不但清洗效果良好而且對設(shè)備沒有腐蝕，能夠保證空壓機的長期使用。福世泰克清洗劑（特有的添加濕潤劑和穿透劑，可以有效清除用水設(shè)備中所產(chǎn)生的最頑固的水垢（碳酸鈣）、銹垢、油垢、粘泥等沉淀物，同時不會對人體造成傷害，不會對鋼鐵、紫銅、鎳、鈦、橡膠、塑料、纖維、玻璃、陶瓷等材質(zhì)產(chǎn)生侵蝕、點蝕、氧化等其他有害的反應(yīng)，可大大延長設(shè)備的使用壽命。
案例說明：某大型石化電廠臺灣獨資復(fù)盛牌螺桿式空壓機，換熱器為油水換熱，內(nèi)管為銅管，換熱面積為28平米，正常工作溫度為77℃－93℃，清洗前工作溫度為92℃，采用福世泰克清洗劑原液約15公斤，兌約40公斤的水，循環(huán)泵壓力3公斤，反復(fù)循環(huán)清洗6小時，清洗出各種水垢、銹垢、粘泥等物質(zhì)約1公斤，清洗后開機工作溫度為81℃， 有效保障設(shè)備的正常生產(chǎn)運行。
滲漏解決
通常大多數(shù)企業(yè)的做法就是盡量采購質(zhì)量高的換熱器，經(jīng)過細心維護，讓換熱器壽命盡可能的延長，不可避免的出現(xiàn)滲漏以后，就會被迫停機堆焊，2～4人需要幾天時間才能修復(fù)完成，如果企業(yè)高薪聘請的高級焊工，還能保證換熱器繼續(xù)使用一段時間，如果焊工的技術(shù)一般，那么就會造成更多的漏點甚至報廢，企業(yè)不得不更換新的換熱器，這是由于此種傳統(tǒng)方法造成的種種弊端，完全不能保證企業(yè)的安全連續(xù)性生產(chǎn)，因此，眾多企業(yè)積極尋求新技術(shù)解決換熱器滲漏問題，通過引入福世藍高分子復(fù)合材料的耐腐蝕性和抗沖刷性，通過提前對新?lián)Q熱器的保護，這樣不僅有效治理了新?lián)Q熱器存在的焊縫和砂眼問題，更避免了使用后化學(xué)物質(zhì)腐蝕換熱器金屬表面和焊接點，在以后的定期維修時，也可以涂抹福世藍高分子復(fù)合材料來保護裸露的金屬；即使使用后出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象，也可以通過福世藍技術(shù)及時修復(fù)，避免了長時間的堆焊維修影響生產(chǎn)。正是由于此種精細化的管理，才使得換熱器滲漏問題出現(xiàn)的概率大大降低，不僅降低了換熱器的設(shè)備采購成本，更保證了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)時間，提高了產(chǎn)品競爭力。
用于管板的高厚度涂料：
1)恢復(fù)損壞的管板，阻止由氣蝕或電蝕引起的腐蝕；
2)可應(yīng)用到罐體、管道、閥門，涂層厚度適合很多重要的應(yīng)用環(huán)境；
3)恢復(fù)由于不正確擴展操作所引起腐蝕或損壞管板的完整性和不透水性；
4)管板與冷卻液絕緣，中斷腐蝕引發(fā)的電路；
5)流線型進口處理面可以減少氣蝕也可以促進連續(xù)清洗系統(tǒng)的性能；
6)解決與過度快速流速、氣蝕、渦輪和懸浮磨損顆粒有關(guān)的問題；
7)將進口恢復(fù)到最佳液壓條件；
8)鑄件減少的涂層厚度也不存在與塑料和金屬基嵌入物的問題（在嵌入物的末端氣蝕；電阻）。
換熱器、冷凝器的管徑內(nèi)表面涂層保護：
1)管板涂層是一種對于任何管板內(nèi)表面問題的快速耐用的解決方案；
2)防止因污垢、各種腐蝕、侵蝕和氣蝕所引發(fā)的損壞；
3)適合在各種水服務(wù)環(huán)境中浸泡；
4)是100%無揮發(fā)性有機化合物并通過認證可以在飲用水中使用；
5)通過使用我們的專利的半自動設(shè)備可以快速應(yīng)用（20 米/秒）從 30 微米到 250 微米；
6)根據(jù)客戶的要求有不同的涂膜厚度；
7)內(nèi)直接范圍從 15 到 80mm 管材長度達 25m；
8)應(yīng)用時間：在維護停機期間；
9)內(nèi)窺鏡控制、DFT 確保完整的涂料效率；
10)研究和測試表明該涂料提高換熱率 一個用該涂料保護過的換熱器保持一種高換熱效率， 同時需要更少的清洗干預(yù)及不容易泄露。
10 個使用美嘉華內(nèi)管板涂料系統(tǒng)的原因：
1)立即終止各種腐蝕過程；
2)對新及服務(wù)中換熱器的長期解決方案；
3)多種可行涂層可延長有效服務(wù)使用壽命；
4)增加換熱效率和冷凝器真空；
5)通過改善工廠性能全面增加電力輸出；
6)通過減低污垢而提高抗污性；
7)冷工作技術(shù)對于換熱器、工廠和人員是安全的；
8)對于恢復(fù)管板是一種節(jié)省成本的選擇——50%更快，30%更便宜；
9)現(xiàn)場應(yīng)用；
10)根據(jù) ASTM D5162-28 標準測試確保 100%表面覆蓋量。
21世紀初國內(nèi)河南省鞏義市終于研制出了碳化硅質(zhì)列管式陶瓷換熱器?！√沾蓳Q熱器在金屬換熱器的使用局限下得到了很好的發(fā)展，因為它較好地解決了耐腐蝕，耐高溫等課題，成為了回收高溫余熱的最佳換熱器。經(jīng)過多年生產(chǎn)實踐，表明陶瓷換熱器效果很好。它的主要優(yōu)點是：導(dǎo)熱性能好，高溫強度高，耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性能好。壽命長，維修量小，性能可靠穩(wěn)定，操作簡便。是目前回收高溫?zé)煔庥酂岬淖罴蜒b置。
央視報道國內(nèi)首次攻克金屬等傳統(tǒng)材料在高溫或惡劣環(huán)境下容易損壞的難題。首次研發(fā)并投入使用的以陶瓷替代金屬的換熱器新技術(shù)已經(jīng)列入了國家火炬計劃。這一新技術(shù)將工業(yè)窯爐原來用的冷空氣變成了熱空氣，不僅提高了工作效率還節(jié)約了大量能源。由于陶瓷換熱器是提高能源利用率的主要設(shè)備之一，工業(yè)用途廣泛，因而其推廣應(yīng)用前景十分可觀。
陶瓷換熱器可以用于冶金、有色、耐材、化工、建材等行業(yè)主要熱工窯爐，正在為世界的節(jié)能減排事業(yè)作出了巨大的貢獻。
設(shè)計注意
冷熱流體流動通道的選擇
在列管式換熱器內(nèi)，冷熱流體流動通道可根據(jù)以下原則進行選擇：
（1）不潔凈和易結(jié)垢的的液體宜走管程，因管內(nèi)清洗方便；
（2）腐蝕性流體宜走管程，以免管束和殼體同時受腐蝕；
（3）壓強高的宜走管程，以免殼體承受壓力；
（4）飽和蒸汽宜走殼程，因飽和蒸汽比較清潔，對流傳熱系數(shù)與流速無關(guān)而且冷凝液容易排出；
（5）被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱；
（6）若兩流體溫差較大，對于剛性結(jié)構(gòu)的換熱器，宜將對流傳熱系數(shù)大的流體通過殼程，可減少熱應(yīng)力；
（7）流量小而粘度大的流體宜走殼程；
流體進出口溫度的確定
如果換熱器以冷卻為目的熱流體的進出口溫度已由工藝條件確定，而冷卻介質(zhì)的出口溫度則需要選擇。若選擇較高的出口溫度，可選小換熱器，但冷卻介質(zhì)的流量要加大；反之要選擇低的出口溫度，冷卻介質(zhì)流量減少了，但要選大的換熱器，因此冷卻介質(zhì)的出口溫度要權(quán)衡二者的投資大小來確定。