管殼式換熱器設(shè)計(jì)

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1、管殼式換熱器設(shè)計(jì)管殼式換熱器的換熱設(shè)計(jì)由復(fù)雜的電腦軟件完成，對(duì)換熱器換熱原理的掌握可以更有效的使用好軟件。本文闡述了換熱器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，包括如下幾個(gè)方面：管殼式換熱器構(gòu)件；根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途劃分的管殼式換熱器類型；換熱設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)；管側(cè)設(shè)計(jì)；殼側(cè)設(shè)計(jì)包括管子排布，折流板和殼側(cè)壓降；平均溫差。管側(cè)和殼側(cè)的換熱和阻力降方程眾所周知，本文著重他們之間的相互作用以使換熱器設(shè)計(jì)最優(yōu)化。管殼式換熱器構(gòu)件設(shè)計(jì)者需充分了解管殼式換熱器的機(jī)械構(gòu)件及其對(duì)換熱設(shè)計(jì)的影響。管殼式換熱器的主要構(gòu)件包括：殼體，殼蓋，管子，管箱，管箱蓋，管板，折流板，管口。其它構(gòu)件包括拉桿，定位件，通道隔板，

2、防沖板，縱向擋板，密封條，支撐和支座。TEMA有詳細(xì)的部件描述。一個(gè)管殼式換熱器包括三部分：前封頭，殼體和后封頭。圖1給出了不同結(jié)構(gòu)的TEMA名稱。換熱器可以表示為有三部分的字母代號(hào)，例如BFL換熱器表示罩蓋，縱向隔板雙殼程和固定管板后封頭。換熱器類別固定管板式固定管板式換熱器（圖2）是垂直的管子兩頭固定在管板上，管板與殼體焊接在一起。這種結(jié)構(gòu)包括可移動(dòng)管箱蓋（如AEL），罩蓋型管箱蓋（如BEM）和整體管板（如NEN）。固定管板式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，不需要膨脹節(jié)。固定管板式拆除管箱蓋或帽后管子可以機(jī)械清洗，而且殼側(cè)沒有法蘭連接殼側(cè)流體不易泄漏。固定管板式管束

3、固定在殼體上，管外側(cè)無法進(jìn)行機(jī)械清潔，但可以使用化學(xué)清潔。如管側(cè)殼側(cè)溫差太大，管板無法吸收不同的應(yīng)力，則需要加膨脹節(jié)，此時(shí)不適合用固定管板式。U型管式U型管換熱器管子是U型，只有一個(gè)管板，成本也較低。U型管換熱器一端自由，管束在不同的應(yīng)力下可伸縮，U型管換熱器管束可以抽出，管外側(cè)可以清潔。U型管換熱器管內(nèi)無法有效的清潔，U型端須要有柔性轉(zhuǎn)軸才能清潔。所以對(duì)于U型管換熱器易結(jié)垢流體不易走管內(nèi)。浮頭式浮頭式換熱器用途廣泛，價(jià)格昂貴。浮頭式換熱器一端管板固定于殼側(cè)，另一端浮動(dòng)。管束可以伸縮，管子內(nèi)外都可以清潔。管側(cè)殼側(cè)都可以走臟的流體，煉油多用浮頭式換熱器。浮頭

4、式換熱器有多種結(jié)構(gòu)。兩種最常用的是可抽鉤圈式浮頭（TEMAS）和可抽式浮頭(TEMAT)。TEMAS在化工應(yīng)用普遍，浮頭蓋和浮動(dòng)管板通過可活動(dòng)且分開的鉤環(huán)用螺栓連接在一起。浮頭罩位于殼體末端，包含在一個(gè)更大直徑的殼蓋內(nèi)。拆除換熱器時(shí)，先拆開殼蓋，然后是分開的鉤環(huán)，再拿掉浮頭蓋，最后管束可以從固定端抽出。TEMAT的結(jié)構(gòu)是，管束和浮頭可以一起從固定端抽出，殼體直徑比浮頭法蘭大。浮頭蓋與浮動(dòng)管板用螺栓直接連接不需要分開的鉤環(huán)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于管束可以直接從殼體中抽出，不須移走殼蓋或浮頭蓋，這樣可以縮短維修時(shí)間。這種結(jié)構(gòu)特別適合于不適合使用U型管式使用較臟熱介

5、質(zhì)的釜式再沸器（不適合使用U型管式）。由于增加了殼徑，這種結(jié)構(gòu)在所有換熱器中成本最高。另外兩種浮頭式結(jié)構(gòu)是填料函式浮頭(TEMAP)和帶套換填料函式浮頭(TEMAW)。這兩種結(jié)構(gòu)易泄漏應(yīng)用局限于殼側(cè)流體無毒無爆炸危險(xiǎn)的情況且中壓中溫（4MPa，300℃）。按用途分換熱器類別換熱器，冷卻器，加熱器，冷凝器，再沸器等。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)換熱設(shè)計(jì)前，工藝供應(yīng)商須提供以下數(shù)據(jù):1.兩側(cè)流體的流量。2.兩側(cè)流體的出入口溫度。3.兩側(cè)流體的操作壓力。當(dāng)氣相密度未提供時(shí)須要操作壓力，液體性質(zhì)不隨壓力變化，操作壓力不是必須數(shù)據(jù)。4.兩側(cè)流體允許壓降。允許壓降是換熱器設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。

6、液體壓降50-70kPa，粘性流體壓降更高，尤其是在管側(cè)。氣體壓降5-20kPa，一般取10kPa。5.兩側(cè)流體污垢系數(shù)。如果未提供，設(shè)計(jì)者可以從TEMA標(biāo)準(zhǔn)中獲得或者選取經(jīng)驗(yàn)值。6.兩側(cè)流體的物理性質(zhì)。進(jìn)出口溫度下的粘度，導(dǎo)熱系數(shù)，密度和比熱容。進(jìn)出口溫度的粘度必須提供，尤其對(duì)于液體，不同溫度下的粘度變化是沒有規(guī)則的。7.熱負(fù)荷。殼側(cè)和管側(cè)的熱負(fù)荷須一致。8.換熱器類型。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)之前提供的各種換熱器類型的特點(diǎn)選擇。9.管子尺寸。