化工設(shè)備與機(jī)械相關(guān)知識(shí)

（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(diǎn)和適用范圍，選用時(shí)要根這些持點(diǎn)和生產(chǎn)的具體情況，選擇合理的類型。選擇換熱設(shè)備時(shí)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(xué)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(xué)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(qiáng)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(jìn)出口溫度和流量等參數(shù)。如低溫場(chǎng)合下應(yīng)考慮選用在低溫和低溫場(chǎng)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(dǎo)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(chǎng)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(chǎng)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(tái)理想的換熱設(shè)備應(yīng)該滿足傳熱效果好、傳熱面積大、流體阻力小、合理實(shí)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(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。采用小直徑的換熱管和擴(kuò)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?cè)O(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(kuò)展換熱面來(lái)強(qiáng)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(jìn)出口溫度一定的情況下，采用逆流操作等。

對(duì)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(dāng)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(dòng)與傳熱的死區(qū)，使換熱面積得到充分利用。

對(duì)于間壁兩側(cè)的傳熱系數(shù)相差較大的場(chǎng)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(qiáng)化了氣體流動(dòng)的湍流強(qiáng)度，提高了傳熱系數(shù)，從而使傳熱速率顯著提高對(duì)于氣一氣換熱器，大多采用兩側(cè)都有翅片的換熱面，以擴(kuò)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(duì)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(shí)，還應(yīng)考慮材料的價(jià)格、制造成本、動(dòng)力消耗費(fèi)、維修費(fèi)用和使用壽命等因素，力求使換熱器在整個(gè)使用壽命期內(nèi)經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

換熱器操作

1、開(kāi)車前準(zhǔn)備

開(kāi)車前對(duì)換熱器進(jìn)行檢查：空氣是否放凈；板片是否裝錯(cuò)；通道是否堵；用電是否安全。

2、開(kāi)車步驟

開(kāi)啟電源送電；0開(kāi)啟管程冷流體進(jìn)口閥門(mén)，記錄流體流量；．徐徐開(kāi)啟殼程蒸汽進(jìn)口閥門(mén)，維持蒸汽壓力不變；@換熱過(guò)程中，會(huì)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(huì)慢慢升高，記錄進(jìn)出口溫度；@檢查：兩種介質(zhì)是否串，溫度、壓力是否突變，運(yùn)行中不得緊固螺栓。

3、停車

遇到下列情形時(shí)，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(guò)允許值，反沖洗又無(wú)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(dòng)。拆卸時(shí)要對(duì)稱，交叉進(jìn)行。要停用幾個(gè)月時(shí)，應(yīng)放松螺栓，防止墊片變形。

二、管殼式換熱器的常見(jiàn)故障及排除方法

管殼式換熱器流體對(duì)管束沖刷、腐蝕，容易導(dǎo)致?lián)Q熱管損壞。在日常的維護(hù)中應(yīng)經(jīng)常對(duì)換熱器進(jìn)行檢查，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修理。管殼式換熱器的常見(jiàn)故障有管子振動(dòng)、管壁積垢、腐蝕與磨損、介質(zhì)泄漏等。

1、管子振動(dòng)

管子振動(dòng)是管殼式換熱器的一種常見(jiàn)故障。引起振動(dòng)的原因有：管束與泵、壓縮機(jī)產(chǎn)生的共振；流體橫向穿過(guò)管束時(shí)產(chǎn)生的沖擊；由于其他綜合因素影響而引起的振動(dòng)等。振動(dòng)對(duì)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(dòng)而發(fā)生泄漏；管子發(fā)生疲勞破壞；增大殼程流體的流動(dòng)阻力等。

對(duì)管子振動(dòng)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??；加大管壁厚度和折流板厚度，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(huì)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(guò)管內(nèi)的流速增加，造成壓力損失增大；積垢導(dǎo)致管壁腐蝕，腐蝕嚴(yán)重時(shí)，造成管壁穿孔，兩種流體混合而破壞正常操作

對(duì)積垢采取的措施有：掌握物料性質(zhì)，了解積垢的程度；對(duì)某些可凈化的流體，在進(jìn)人換熱器前進(jìn)行凈化（如水處理）；對(duì)于易結(jié)垢的流體，應(yīng)采用容易檢查、拆卸和清洗的結(jié)構(gòu)；定期進(jìn)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(dǎo)致管壁破裂；介質(zhì)或積垢腐蝕穿孔；管子振動(dòng)引起管子與管板連接處泄漏

對(duì)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(jìn)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(jiǎn)單易行，但堵管總數(shù)不得超過(guò)10‰，否則將對(duì)傳熱效果產(chǎn)生較大影響。