换热器培训课件.ppt

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主要内容 1、概述 2、换热器的分类 3、换热器的结构形式 4、结垢的危害和清洗 5、换热器传热过程的强化 6、苯乙烯装置换热器举例 7、换热器故障分类 热量传递的方式 (1)热传导:依靠物体中微观粒子的热运动,如固体中的传热; (2)热对流:流体质点(微团)发生宏观相对位移而引起的传热现象,对流传热只能发生在流体中,通常把传热表面与接触流体的传热也称为对流传热; (3)热辐射:高温物体以电磁波的形式进行的一种传热现象,热辐射不需要任何介质做媒介;在高温情况下,辐射传热成为主要传热方式。 比较换热设备的指标 a) 效率要高。效率高就要求其传热系数大,传热系数是指在单位时间内、单位面积上温度每变化一度所传递的热量。 b) 结构紧凑。要使换热设备的结构紧凑就要求其比表面积大,比表面积是指单位体积的换热设备所具有的传热面积,即传热面积与换热设备体积之比。 c) 节省材料。要做到此点要求其比重量要小,所谓比重量是指单位传热面积所耗用的金属量,即换热设备总金属用量与传热面积之比。 d) 压力降要小。流体在设备中流动阻力小、压力损失就小,节省动力、操作成本降低。 e) 要求结构可靠、制造成本低,便于安装、检修、使用周期长。 由于要全面满足上述要求是非常困难的,因而产生了各种各样的换热器,以适应各种特定的工艺条件。 2、换热器的分类 1)直接接触式换热器(混和式换热器) 冷、热流体直接接触,相互混和传递热量。特点是结构简单,传热效率高。 适于冷、热流体允许混和的场合。 如凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。 2)蓄热式换热器(回流式换热器、蓄热器) 借助于热容量较大的固体蓄热体,将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时,从热流体处接受热量,蓄热体温度升高,然后与冷流体接触,将热量传递给冷流体,蓄热体温度下降,从而达到换热的目的。特点是结构简单,可耐高温,体积庞大,不能完全避免两种流体的混和。 适于高温气体热量的回收或冷却。 如回转式空气预热器。 3)间壁式换热器(表面式和间接式换热器) 冷、热流体被固体壁面隔开,互不接触,热量由热流体通过壁面传递给冷流体。形式多样,应用广泛。 适于冷、热流体不允许混和的场合。 如各种管壳式、板式结构的换热器。 2.2 按用途分 1.加热器:用于把流体加热到所需温度,被加热流体在加热过程中不发生相变。 2.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:用于加热饱和蒸汽,使其达到过热状态。 4.蒸发器:用于加热液体,使其蒸发汽化。 5.再沸器:用于加热已被冷凝的液体,使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。 6.冷却器:用于冷却流体,使其达到所需温度。 7.冷凝器:用于冷却凝结性饱和蒸汽,使其放出潜热而凝结液化。 2.3 按传热面形状和结构分 1.管式换热器 通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式可分为管壳式换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片式换热器等。应用最广。 2.板式换热器 通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式、热板式换热器等。 3.特殊形式换热器 根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式、热管、同流式换热器等。 换热器分类小结: 按作用原理分: 1.直接接触式换热器 2.蓄热式换热器(回流式换热器、蓄热器) 3.间壁式换热器(表面式和间接式换热器) 按用途分: 1.加热器 2.预热器 3.过热器 4.蒸发器 5.再沸器 6.冷却器 7.冷凝器 按传热面形状和结构分 1.管式换热器 2.板式换热器 3.特殊形式换热器 按作用材料分: 1.金属材料换热器 2.非金属材料换热器 3 换热器的结构形式 3.1 管式换热器的结构形式 3.1.1 列管式换热器(管壳式换热器) 它结构紧凑,单位体积所具有的传热面积较大(40~150m2/m3),传热效果好,适应性强,操作弹性大,尤其适用于高温、高压和大型装置中,是管式换热器中应用最普遍的换热器。 在列管式换热器中,由于管内外流体温度不同,使管束和壳体的受热程度不同,导致它们的热膨胀程度出现差别。若两流体温差较大,就可能由于热应力而引起设备的变形,管子弯曲甚至破裂,严重时从管板上脱落。因此当两流体的温度差超过50℃时,就应从结构上考虑热膨胀的影响,采取相应的热补偿措施。 根据热补偿方法的不同,列管式换热器分为三种形式: 1.固定管板式换热器 它是将两端管板和壳体连接在一起,因而具有结构简单,造价低廉的优点,但由于壳程清洗和检修困难,管外物料应清洁、不易结垢 。对温差稍大时可在壳体的适当部位焊上补偿圈(或称膨胀节),通过补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩

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