詳解管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

殼管式熱交換器用于修復(fù)或替換板材的變形。如果沒有備用板，可以將變形后的板臨時(shí)拆下并重新組裝。該裝置的重要部件及其功能，其中消耗部件是板式熱交換器的墊圈。耐酸，堿和鹽分。傳熱效率低，溫差小，抗污垢和抗污垢能力強(qiáng)，傳熱系數(shù)高，可適應(yīng)臨界載荷高的場所。⑤釜式換熱器釜式換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在殼體上部設(shè)置適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)空間，同時(shí)兼有蒸汽室的作用。

在操作過程中容易發(fā)生泄漏，并且泄漏的原因很多。根據(jù)不同的原因，板式換熱器泄漏的處理方法也不同。殼管式熱交換器由殼體，傳熱管束，管板，擋板（擋板）和管箱構(gòu)成。殼體大體上是圓柱形的，并且管束布置在內(nèi)部，并且管束的兩端固定在管板上。進(jìn)行熱交換的兩種熱流體和冷流體，一種在管中流動，稱為管流動流體，另一種在管外部流動，稱為殼側(cè)流體。

   為了增加管外流體的傳熱系數(shù)，通常在殼體中安裝多個(gè)擋板。擋板增加了殼側(cè)流體的速度，迫使流體在規(guī)定的路徑上多次橫向通過管束，從而增加了流體的湍流。換熱管可以以等邊三角形或正方形布置在管板上。等邊三角形排列緊湊，管外流體高度湍流，傳熱系數(shù)大。換熱管的排列形式換熱管標(biāo)準(zhǔn)的排列形式見圖a）三角形排列是為普遍的排列形式，特別是用在殼程介質(zhì)較清潔，換熱管外不需要清洗的固定管板換熱器中。方形布置便于在管子外部進(jìn)行清潔，并且適用于易于結(jié)垢的流體。

   為了增加管中的流體速度，可以在管箱的兩端布置間隔件以將管分成組。這樣，流體一次只能通過一部分管子，因此在管束中多次來回傳播，這被稱為多管。類似地，為了增加管道外部的流速，還可以在套管中安裝縱向擋板，以迫使流體多次通過套管空間，這被稱為多套管工藝。多管和多殼可一起使用。3熱管換熱器的合理設(shè)計(jì)如圖1所示:熱側(cè)放出熱量等于冷側(cè)吸收熱量,可以通過調(diào)整冷、熱段翅片的間距及調(diào)整冷、熱側(cè)面積達(dá)到調(diào)整管內(nèi)蒸汽溫度及壁溫的目的,適當(dāng)降低管內(nèi)蒸汽溫度確保熱管安全及提高末排壁溫而避開腐蝕。

對于完成某一任務(wù)的換熱器,往往有多個(gè)選擇,如何確定的換熱器,是換熱器優(yōu)化的問題,即采用優(yōu)化方法使設(shè)計(jì)的換熱器滿足的目標(biāo)函數(shù)和約束條件。在換熱器設(shè)計(jì)中,目標(biāo)函數(shù)是指包括設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用在內(nèi)的總費(fèi)用。本文主要針對管殼式水冷卻器冷卻水出口溫度的優(yōu)化問題,利用一般優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理和方法,以操作費(fèi)用為優(yōu)化目標(biāo),給出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),并用MATLAB語言編寫了計(jì)算程序,后給出了一個(gè)計(jì)算實(shí)例。因?yàn)閭鳠峄艿耐獠棵娣e很小，并且為了增加兩種工作流體之間的熱交換率，我們需要從表面的角度增加傳熱，翅片管是我們的。

1目標(biāo)函數(shù)

　　對于以水為冷卻介質(zhì)的管殼式冷卻器,進(jìn)口水溫一定時(shí),由傳熱學(xué)的基本原理分析可知,冷卻水的出口費(fèi)用將影響傳熱溫差,從而影響換熱器的傳熱面積和投資費(fèi)用。若冷卻水出口溫度較低,所需的傳熱面積可以較小,即換熱器的投資費(fèi)用減少;但此時(shí)的冷卻水的用量則較大,所需的操作費(fèi)用增加,所以存在使設(shè)備費(fèi)用和操作費(fèi)用之和為的冷卻水出口溫度。擋板可進(jìn)步殼程流體速度，迫使流體按規(guī)則旅程屢次橫向經(jīng)過管制，增強(qiáng)流體湍流程度。

　　設(shè)換熱器的年固定費(fèi)用FA = KF.CA.A (1)式中FA———換熱器的年固定費(fèi)用,元;KF———換熱器的年折舊率, 1 /y;CA———換熱器單位傳熱面積的投資費(fèi)用,元/m2 ;A———換熱器的傳熱面積,m2。換熱器的年操作費(fèi)用FB =Cu?WuHy/1000 (2)式中FB———換熱器的年操作費(fèi)用,元;Cu———單位質(zhì)量冷卻水費(fèi)用,元/噸;Wu———換熱器冷卻水用量, kg/h;Hy———換熱器每年運(yùn)行時(shí)間, h。因此換熱器的年總費(fèi)用即目標(biāo)函數(shù)F = FA FB = KFCAA Cu?WuHy/1000 (3)2A與Wu的數(shù)學(xué)模型———熱平衡方程換熱器的熱負(fù)荷為Q =GcPi ( T1 - T2 ) (4)式中Q———換熱器的熱負(fù)荷, kJ /h;G———換熱器熱介質(zhì)處理量, kg/h;cpi———熱流體介質(zhì)比熱容, kJ / ( kg?℃) ;T1、T2———熱流體的進(jìn)出口溫度,℃。近年來盡管管殼式換熱器也受到了新型換熱器的挑戰(zhàn),但由于管殼式熱交換器具有結(jié)構(gòu)簡單、牢固、操作彈性大、應(yīng)用材料廣等優(yōu)點(diǎn),管殼式換熱器目前仍是化工、石油和石化行業(yè)中使用的主要類型換熱器,尤其在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備中仍占有優(yōu)勢。

針對冷卻塔防腐問題，傳統(tǒng)方法以補(bǔ)焊為主，但補(bǔ)焊易使管板內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，難以消除，可能造成冷卻塔管板焊縫再次滲漏?，F(xiàn)西方國家多采用高分子復(fù)合材料的方法進(jìn)行保護(hù)。其具有優(yōu)異的粘著性能及抗溫、抗化學(xué)腐蝕性能，在封閉的環(huán)境里可以安全使用而不會收縮，特別是良好的隔離雙金屬腐蝕和耐沖刷性能，從根本上杜絕了修復(fù)部位的腐蝕滲漏，為冷卻塔提供一個(gè)長久的保護(hù)涂層。詳解管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)殼管式熱交換器用于修復(fù)或替換板材的變形。

幾個(gè)重點(diǎn)設(shè)計(jì)條件

①操作壓力：作為判定設(shè)備是否上類 的條件之一，必須提供

②物料特性：如用戶不提供物料名稱則必須提供物料的毒性程度。

因?yàn)榻橘|(zhì)的毒性程度關(guān)系到設(shè)備的無損監(jiān)測、熱處理、鍛件的級別

對于上類設(shè)備，還關(guān)系到設(shè)備的劃分

a.  GB150  10.8.2.1(f)圖樣注明盛裝毒性極度危害或高度危害介質(zhì)的

容器100%RT.

b. 10.4.1.3  圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器，應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理（奧氏體不銹鋼的焊接接頭可不進(jìn)行熱處理）

c.鍛件. 使用介質(zhì)的毒性為極度或高度危害性的鍛件應(yīng)符合Ⅲ級或Ⅳ級要求。

③管規(guī)格：

常用的   碳鋼 φ19×2，φ25×2.5，φ32×3，  φ38×5

不銹鋼φ19×2，φ25×2，  φ32×2.5，φ38×2.5

換熱管的排列形式：三角形，轉(zhuǎn)角三角形，正方形，轉(zhuǎn)角正方形。