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管殼換熱器選用類型的方法,一般要遵循的原則是:當高溫、高壓操作,處理量較大時,強度和結構的可靠性很重要,應選管殼式換熱器;若操作溫和壓力都不高,處理量也不大,可選板式或板翅式換熱器。這種類型的換熱器具有傳熱、結構緊湊、金屬好量少等突出優(yōu)點。另外,對于有強腐蝕性的介質,應選耐腐性材料的換熱器,如鈦金屬換熱器、聚四氟乙烯換熱器等?! ?
管殼式換熱器的分類,工業(yè)換熱器通常按以下諸方面來分類:結構、傳熱過程、傳熱面的緊湊程度、所用材料、流動形態(tài)、分程情況、流體的相態(tài)和傳熱機理等。現(xiàn)在介紹管殼式換熱器的相關分類情況。
1.按所用材料分類:一般可把換熱器分為金屬材料和非金屬材料兩類。非金屬的換熱器主要有陶瓷換熱器、塑料換熱器、石墨換熱器和玻璃換熱器等。
2.按傳熱面的特征分類:根據(jù)管殼式換熱器內傳熱管表面的形狀可分為螺紋管換熱器、波紋管換熱器、異型管換熱器、表面多空管換熱器、螺旋扁管換熱器、螺旋槽管換熱器、環(huán)槽管換熱器、縱槽管換熱器、翅管換熱器、螺旋繞管式換熱器、翅片管換熱器、內插物換熱器、鋸齒管換熱器等。
3.按流體流動形式分類:根據(jù)管殼式換熱器內流體流動的形式可分為并流、逆流和錯流三種形式。這三種流動形式中,逆流相比其他流動方式,在同等條件下?lián)Q熱器的壁面的熱應力,壁面兩側流體的傳熱溫差,因而是優(yōu)先選用的形式?! ?
4.按結構特點分類:可分為固定管板式、浮頭式、U型管式、填料函式、滑動管板式、板式、薄管板式等如果換熱器低壓側的設計壓力小于高壓側的設計壓力的2/3時,考慮此事故工況,且要求高壓側流體走管程。
管殼式換熱器制作中各節(jié)點對焊接工藝的要求
1、管殼式換熱器容器大部分采用焊接工藝
須對焊縫進行消氫處理和焊后熱處理。焊接過程中,來自焊條、焊劑和空氣中的氫氣,在高溫下分解成原子狀態(tài)溶于液態(tài)金屬中,焊縫冷卻時,氫在鋼中的溶解度急劇下降,由于焊縫冷卻很快,氫來不及逸出,留在焊縫金屬中,過一段時間形成延遲裂紋。焊后對焊縫加熱至200℃,16小時,進行消氫處理。焊后熱處理有將焊件整體或局部加熱到A線(相變點)以下某一溫度進行保溫,然后爐冷或空冷。其只要目的是消除和降低焊接過程中產生的應力,避免焊接結構產生裂紋(氫裂紋),恢復冷作而損失的力學性能等。需注意的是,管箱設備法蘭,為了保證其密封,往往要求整體熱處理后,再加工其密封面。
?。?、管殼式換熱器的焊接方式
制造過程中,常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊(弧焊、CO2保護焊)等。根據(jù)不同的材料,不同的厚度,開不同的坡口,采用不同的焊接工藝。手工電弧焊是應用廣泛泛的焊接方法,其操作靈活,設備簡單,可進行全位置的焊接,但焊接質量很大程度上取決于焊工的技術水平;埋弧自動焊電弧熱量利用率高,焊接速度較快,生產率高,可節(jié)約金屬和改善勞動條件,但受其限制,一般只用來焊接直焊縫和大圓周環(huán)焊縫。例如:筒體(δ≥18mm時)的縱縫、環(huán)縫焊接可以先用手工電弧焊打底,經試驗檢驗合格后,再用埋弧自動焊焊牢;因為換熱管比較薄,所以管板與換熱管的焊接采用弧焊,之后再用脹管器脹接。
列管換熱器是利用冷、熱流體交替流經蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面,從而進行熱量交換的設備,間壁容積式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開,并通過間壁進行熱量交換的設備,因此又稱表面式換熱器。影響設備管板腐蝕的主要因素有以下一些要注意的:
1、介質成分和濃度:濃度的影響不一,例如在鹽酸中,一般濃度越大腐蝕越嚴重。碳鋼和不銹鋼在濃度為百分之五十左右的硫酸中腐蝕很嚴重,而當濃度增加到百分之六十以上時,腐蝕反而急劇下降;
2、雜質:有害雜質包括氯離子、硫離子、離子、氨離子等,這些雜質在某些情況下會引起嚴重腐蝕;
3、溫度:腐蝕是一種化學反應,溫度每上升 10℃,腐蝕速度約增加1~3倍,但也有例外;
4、ph值:一般ph值越小,金屬的腐蝕越大。列管式換熱器因此應用很普遍,它雖在熱效率、緊湊性、金屬消耗量等方面都沒有板式的好,但它卻具有結構堅固、牢靠程度高、適應性很強、材料使用廣等特點,因此成為石油、化工生產中,尤是高溫、高壓和大型設備的主要結構形式。
5、流速:多數(shù)情況下的流速越大,腐蝕也越大。因此成為石油、化工生產中,尤是高溫、高壓和大型設備的主要結構形式。