管殼式換熱器

1.管殼式換熱器

    管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結構較簡單，操作可靠，可用各種結構材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應用最廣的類型。

    目前國內外在化工生產(chǎn)中所用換熱設備，管殼式換熱器仍占主導地位。雖然它在換熱效率、結構緊湊性和金屬材料消耗等方面，不如其它新型換熱設備，但它具有結構堅固、操作彈性大、適應性強、可靠程度高、選材范圍廣、處理能力大、能承受高溫和高壓等特點，所以在工程中仍得到廣泛應用。

2.管殼式換熱器結構
    由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過管束，增強流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結垢的流體。 

    流體每通過管束一次稱為一個管程；每通過殼體一次稱為一個殼程。圖示為最簡單的單殼程單管程換熱器,簡稱為1-1型換熱器。為提高管內流體速度,可在兩端管箱內設置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內安裝縱向擋板，迫使流體多次通過殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應用。

3.管殼式換熱器類型
由于管內外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內將產(chǎn)生很大熱應力，導致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當管束與殼體溫度差超過50℃時，需采取適當補償措施，以消除或減少熱應力。根據(jù)所采用的補償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類型： 

① 固定管板式換熱器 管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結構簡單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機械清洗時的換熱操作。當溫度差稍大而殼程壓力又不太高時，可在殼體上安裝有彈性的補償圈，以減小熱應力。

    ② 浮頭式換熱器 管束一端的管板可自由浮動，完全消除了熱應力;且整個管束可從殼體中抽出,便于機械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應用較廣，但結構比較復雜，造價較高。
③ U型管換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內的隔板分成進出口兩室。此種換熱器完全消除了熱應力，結構比浮頭式簡單，但管程不易清洗。

非金屬材料換熱器 化工生產(chǎn)中強腐蝕性流體的換熱，需采用陶瓷、玻璃、聚四氟乙烯、石墨等非金屬材料制作管殼式換熱器。這類換熱器的換熱性能較差，只用于壓力低、振動小、溫度較低的場合。

管殼式換熱器流道的選擇 進行換熱的冷熱兩流體，按以下原則選擇流道：①不潔凈和易結垢流體宜走管程，因管內清洗較方便；②腐蝕性流體宜走管程，以免管束與殼體同時受腐蝕；③壓力高的流體宜走管程，以免殼體承受壓力；④飽和蒸汽宜走殼程，因蒸汽冷凝傳熱分系數(shù)與流速無關,且冷凝液容易排出；⑤若兩流體溫度差較大,選用固定管板式換熱器時，宜使傳熱分系數(shù)大的流體走殼程，以減小熱應力。

操作強化 當管壁兩側傳熱分系數(shù)相差很大時（如粘度小的液體與氣體間的換熱），應設法減小傳熱分系數(shù)低的一側的熱阻。如果管外傳熱分系數(shù)小，可采用外螺紋管（低翅片管），以增大管外一側的傳熱面積和流體湍動，減小熱阻。如果管內傳熱分系數(shù)小，可在管內設置麻花鐵，螺旋圈等添加物，以增強管內擾動，強化換熱，當然這時流體的流動阻力也將增大。

4.管殼式換熱器主要控制參數(shù)
管殼式換熱器的主要控制參數(shù)為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數(shù)等。
2、選用要點
1）、根據(jù)已知冷、熱流體的流量，初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計換熱面積，一般先假定傳熱系數(shù)，確定換熱器構造，再校核傳熱系數(shù)K值。
2）、選用換熱器時應注意壓力等級，使用溫度，接口的連接條件。在壓力降，安裝條件允許的前提下，管殼式換熱器以選用直徑小的加長型，有利于提高換熱量。
3）、換熱器的壓力降不宜過大，一般控制在0.01～0.05MPa之間；
4）、流速大小應考慮流體黏度，黏度大的流速應小于0.5～1.0m/s；一般流體管內的流速宜取0.4～1.0m/s；易結垢的流體宜取0.8～1.2m/s。
5）、高溫水進入換熱器前宜設過濾器。
6）、熱交換站中熱交換器的單臺處理和配置臺數(shù)組合結果應滿足熱交換站的總供熱負荷及調節(jié)的要求。在滿足用戶熱負荷調節(jié)要求的前提下，同一個供熱系數(shù)中的換熱器臺數(shù)不宜少于2臺，不宜多于5臺。

5.管殼式換熱器施工、安裝要點
1）、熱交換器應以最大工作壓力的1.5倍做水壓試驗，蒸汽部分應不低于蒸汽供汽壓力加0.3MPa；熱水部分應不低于0.4MPa。在試驗壓力下，保持10min壓力不降。
2）、管殼式換熱器前端應留有抽卸管束的空間，即其封頭于墻壁或屋頂?shù)木嚯x不得小于換熱器的長度，設備運行操作通道凈寬不宜小于0.8m。
3）、各類閥門和儀表的安裝高度應便于操作和觀察。
4）、加熱器上部附件（一般指安全閥）的最高點至建筑結構最低點的垂直凈距應滿足安裝檢測的要求，并不得小于0.2m。

6.管殼式換熱器執(zhí)行標準
　　1）、產(chǎn)品標準
《管殼式換熱器》GB151-1999
《導流型容積式水加熱器和半容積式水加熱器(U型管束)》CJ/T 163-2002
2）、工程標準
《建筑給水排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》GB50242-2002
3）、管殼式換熱器相關標準圖
05R103 熱交換站工程設計施工圖集
01S122-1～10水加熱器選用及安裝

7.管殼式換熱器生產(chǎn)廠家介紹
冷卻器廠家:遠望換熱設備有限公司,板式換熱器的專業(yè)生產(chǎn)廠家.公司位于江蘇中部姜堰市。公司是生產(chǎn)“冷威”牌板式換熱器，冷卻器的廠家。主要產(chǎn)品：板式換熱器，冷卻器，冷凝器，分集水器，換熱機組，蒸發(fā)式冷凝器，管殼式換熱器，波紋管式換熱器，容積式換熱器。“冷威”商標為江蘇知名商標。“冷威”牌冷卻器已通過ISO9001國際質量體系認證，嚴格執(zhí)行JB/T7356-94《列管式油冷卻器》及GB16409-96《板式換熱器》標準.遠望冷卻器質量可靠，應用廣泛。遠望換熱設備公司，打造最大板式換熱器和冷卻器的專業(yè)生產(chǎn)廠家和供應商！ 地 址: 江蘇省姜堰市婁莊鎮(zhèn)先進工業(yè)區(qū)   電  話：0523-88691628、88699968   傳  真：0523-88696288     網(wǎng)  址：http://www.dharamsalacottages.com

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