填料函式换热器
填料函式换热器其结构特点是管板只有一端与壳体固定连接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩,不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。
填料函式换热器的优点是结构较浮头式换热器简单,制造方便,耗材少,造价低;管束可从壳体内抽出,管内、管间均能进行清洗,维修方便。其缺点是填料函耐压不高,一般小于4.0MPa;
壳程介质可能通过填料函外漏,对、、有毒和贵重的介质不适用。填料函式换热器适用于管、壳壁温差较大或介质易结垢,需经常清理且压力不高的场合。
釜式换热器
釜式换热器结构特点是在壳体上部设置适当的蒸发空间,同时兼有蒸汽室的作用。
管束可以为固定管板式、浮头式或U 型管式。釜式换热器清洗维修方便,可处理不清洁、易结垢的介质,并能承受高温、高压。它适用于液-汽式换热,可作为简结构的废热锅炉。
管壳式换热器传热机理
一般来说,管壳式换热器制造容易,生产成本低,选材范围广,清洗方便,适应性强,处理量大,工作可靠,且能适应高温高压。②U形管式换热器:它只有一块管板,因此管子在受热或冷却时,可以自由伸缩。虽然它在结构紧凑性、传热轻度和单位金属消耗量方面无法与板式和板翅式换热器相比,但它由于具有前述的一些优点,因而在化工、石油能源等行业的应用中仍处于主导地位。
管壳式换热器是把管子与管板连接,再用壳体固定。它的型式大致分为固定管板式、釜式浮头式、U型管式、滑动管板式、填料函式及套管式等几种,前面我们简要介绍过。
根据介质的种类、压力、温度、污垢和其他条件,管板与壳体的连接的各种结构型式特点,传热管的形状和传热条件,造价,维修检查方便等情况来选择设计制造各种管壳式换热器。
管壳式换热器设计所需考虑的因素
允许压力降的选择
选择较大的压力降可以提高流速,从而增强传热效果减少换热面积。但是较大的压力降也使得泵的操作费用增加。合适的压力降值需要以换热器年总费用为目标,反复调整设备尺寸,进行优化计算而得出。
在大多数设备中,可能会发现一侧的热阻明显的高于另一侧,此侧的热阻成为控制热阻。可壳程的热阻是控制侧时,可以用增加折流板块数或者缩小壳径的方法,来增加壳侧流体流速、减少传热热阻,但是减少折流板间距是有限制的,一般不能小于壳径的1/5或50mm。2)左右排列(竖直缺口)是指物料进口与弓形缺口是成平行设置的。当管程的热阻是控制侧时,则依靠增加管成熟来增加流体流速。
在处理粘稠物料时,如果流体处于层流流动则将此物料走壳程。由于在壳程的流体流动易达到湍流状态,这样可以得到较高的传热速率,还可以改进对压力降的控制。
影响因素综上所述,影响管壳式换热器腐蚀的主要因素有:(1)介质成分和浓度:浓度的影响不一,例如在盐酸中,一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀严重,而当浓度增加到60%以上时,腐蚀反而急剧下降;(2)杂质:有害杂质包括氯离子、硫离子、离子、氨离子等,这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀(3)温度:腐蚀是一种化学反应,温度每提升 10℃,腐蚀速度约增加1~3倍,但也有例外;(4)ph值:一般ph值越小,金属的腐蚀越大;(5)流速:多数情况下流速越大,腐蚀也越大。适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗,又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。