冷換設(shè)施的結(jié)構(gòu)及安裝方法

摘要：換熱器又稱熱交換器，是一種熱能傳遞設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工，電力醫(yī)藥冶金輕工等行業(yè)�，F(xiàn)在換熱器種類非常之多，按照不同溫度、不同介質(zhì)、不同工況、不同壓力、不同結(jié)構(gòu)，換熱器的分類也不盡相同。本文介紹了換熱器的各種分類，并詳細(xì)介紹了最常用的管殼式換熱器，并對(duì)換熱器的安裝過(guò)程及方法做了詳細(xì)介紹，并提出了自己的一些看法。

主題詞：換熱器;分類;固定管板; 找平;墊鐵

Abstract: the heat exchanger and says heat exchanger, is a kind of heat transmission equipment, widely used in petroleum chemical industry, electric power medicine metallurgy light industries, etc. Now a lot of exchanger type, according to the different temperature, different medium, the different condition and different pressure, different structure, the classification of the heat exchanger is endless also and same. This paper introduces the classification of heat exchanger, and introduces the most commonly used tubular heat exchanger, and on the heat exchanger installation process and method is introduced, and proposes some opinions.

Keywords: heat exchanger; Classification; Fixed tube plate; Make level; Mat iron

換熱器的分類及結(jié)構(gòu)

換熱器又稱熱交換器，是一種熱能傳遞設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工，電力醫(yī)藥冶金輕工等行業(yè)�，F(xiàn)在換熱器種類非常之多，按照不同溫度、不同介質(zhì)、不同工況、不同壓力、不同結(jié)構(gòu)，換熱器的分類也不盡相同。下面我們按照換熱器原理、結(jié)構(gòu)以及用途來(lái)劃分換熱器種類。

一：按換熱器原理分類：

1、間壁式換熱器

冷熱流體被固體間壁隔開(kāi)并通過(guò)間壁進(jìn)行換熱的設(shè)備。此類換熱器可保證冷熱流體不相混合，所以應(yīng)用最廣。按傳熱面的結(jié)構(gòu)形式，間壁式換熱器又分為管式換熱器（如管殼式換熱器、蛇管換熱器、套管換熱器、噴淋式換熱器、空氣冷卻器等）和板式換熱器（如螺旋板式換熱器、平板式換熱器、板翅式換熱器等）。

2、接觸式換熱器

冷熱流體直接接觸進(jìn)行換熱的設(shè)備，又稱混合式換熱器。如涼水塔、用于氣體冷卻的填充塔和混合式冷凝器等。接觸式換熱器傳熱效果好，但只限于冷熱流體不互溶又允許相互混合的場(chǎng)合。

3、蓄熱式換熱器

冷熱流體借助于蓄熱填充物（如耐火磚，波紋鋁帶）進(jìn)行換熱的設(shè)備，又稱蓄熱器。主要作為空氣預(yù)熱器。

二、按換熱器結(jié)構(gòu)分類

1、固定管板式換熱器

固定管板式換熱器是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的管殼式換熱器，它的傳熱管束兩端管板是直接與殼體連成一體的，殼體上安裝有應(yīng)力補(bǔ)償圈，能夠在固定管板式換熱器內(nèi)部溫差較大時(shí)減小熱應(yīng)力。固定管板式換熱器的熱應(yīng)力補(bǔ)償較小，不能適應(yīng)溫差較大的工作

2、浮頭式換熱器

浮頭式換熱器是管殼式換熱器中使用最廣泛的一種，它的應(yīng)力消除原理是將傳熱管束一段的管板放開(kāi)，任由其在一定的空間內(nèi)自由浮動(dòng)而消除熱應(yīng)力。浮頭式換熱器的傳熱管束可以從殼體中抽出，清洗和維修都較為方便，但是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此浮頭式換熱器的價(jià)格較高。

3、U型管換熱器

U型管換熱器的傳熱管束是呈U形彎曲，管束的兩端固定在同一塊管板的上下部位，再由管箱內(nèi)的隔板將其分為進(jìn)口和出口兩個(gè)部分，而完全消除了熱應(yīng)力對(duì)管束的影響。U型管換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用方便，但很難清洗管束內(nèi)部

4、板式換熱器

板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)半片進(jìn)行熱量交換。它與常規(guī)的管殼式換熱器相比，在相同的流動(dòng)阻力和泵功率消耗情況下，其傳熱系數(shù)要高出很多，在適用的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢(shì)。

三、按換熱器用途分為

1、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器用于加熱流體，達(dá)到沸點(diǎn)以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。

2、預(yù)熱器

預(yù)熱器預(yù)先加熱流體，為工序操作提供標(biāo)準(zhǔn)的工藝參數(shù)。

3、加熱器

加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒(méi)有發(fā)生相的變化。

4、過(guò)熱器

過(guò)熱器用于把流體(工藝氣或蒸汽)加熱到過(guò)熱狀態(tài)。

管殼式換熱器也叫列管式換熱器，它以封閉在外殼中的管束壁面作為熱傳遞工具，屬于間壁式換熱器的一種。管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、制造材料選擇面廣，并能在高溫、高壓環(huán)境下工作，是目前應(yīng)用范圍最為廣泛的換熱器類型。

管殼式換熱器的主要部件包括殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）、聯(lián)箱（管箱）、浮頭、勾圈等。管殼式換熱器的殼體多設(shè)計(jì)為圓筒形，傳熱管束就安裝在殼體內(nèi)，通過(guò)管板進(jìn)行固定，熱傳遞進(jìn)行時(shí)兩種流體分別在傳熱管束內(nèi)外流動(dòng)。

管殼式換熱器結(jié)構(gòu)

在管殼換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱的兩種流體,一種在管內(nèi)流動(dòng),其行程稱為管程；一種在管外流動(dòng),其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱系數(shù),通常在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路,增加流體速度,還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯(cuò)流通過(guò)管束,使湍動(dòng)程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤(pán)形兩種,前者應(yīng)用更為廣泛.。流體在管內(nèi)每通過(guò)管束一次稱為一個(gè)管程,每通過(guò)殼體一次稱為一個(gè)殼程。為提高管內(nèi)流體的速度,可在兩端封頭內(nèi)設(shè)置適當(dāng)隔板,將全部管子平均分隔成若干組。這樣,流體可每次只通過(guò)部分管子而往返管束多次,稱為多管程。同樣,為提高管外流速,可在殼體內(nèi)安裝縱向檔板使流體多次通過(guò)殼體空間,稱多殼程。管殼式換熱器的多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

在管殼式換熱器內(nèi),由于管內(nèi)外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。管

殼式換熱器的殼體和傳熱管束在熱量傳導(dǎo)過(guò)程中如果溫度相差太大，則換熱器的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，致使傳熱管束出現(xiàn)彎曲、斷裂或拉脫問(wèn)題，因此在管殼式換熱器的殼體與管束之間溫差過(guò)大時(shí)，要適當(dāng)采取補(bǔ)償措施，消除或減少應(yīng)力。

換熱器 安裝方法

安裝換熱器的基礎(chǔ)必須滿足以使換熱器不發(fā)生下沉，或使管道把過(guò)大的變形傳到傳熱器的接管上。基礎(chǔ)一般分為兩種：一種為磚砌的鞍形基礎(chǔ)，換熱器上沒(méi)有鞍式支座而直接放在鞍形基礎(chǔ)上，換熱器與基礎(chǔ)不加固定，可以隨著熱膨脹的需要自由移動(dòng)。另一種為混凝土基礎(chǔ)，換熱器通過(guò)鞍式支座由地腳螺栓將其與基礎(chǔ)牢固的連接起來(lái)。

在安裝換熱器之前應(yīng)嚴(yán)格的進(jìn)行基礎(chǔ)質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收工作，主要項(xiàng)目如下：基礎(chǔ)表面概況；基礎(chǔ)標(biāo)高，平面位置，形狀和主要尺寸以及預(yù)留孔是否符合實(shí)際要求；地腳螺栓的位置是否正確，螺紋情況是否良好，螺帽和墊圈是否齊全；放置墊鐵的基礎(chǔ)表面是否平整等。

基礎(chǔ)驗(yàn)收完畢后，在安裝換熱器之前在基礎(chǔ)上放墊鐵，安放墊鐵處的基礎(chǔ)表面必須鏟平，使兩者能很好的接觸。墊鐵厚度可以調(diào)整，使換熱器能達(dá)到設(shè)計(jì)的水平高度。墊鐵放置后可增加換熱器在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性，并將其重量通過(guò)墊鐵均勻地傳遞到基礎(chǔ)上去。墊鐵可分為平墊鐵、斜墊鐵和開(kāi)口墊鐵。其中，斜墊鐵必須成對(duì)使用。地腳螺栓兩側(cè)均應(yīng)有墊鐵，墊鐵的安裝不應(yīng)妨礙換熱器的熱膨脹。

換熱器就位后需用水平儀對(duì)換熱器找平，這樣可使各接管都能在不受力的情況下連接管道。找平后，斜墊鐵可與支座焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。當(dāng)兩個(gè)以上重疊式換熱器安裝時(shí)，應(yīng)在下部換熱器找正完畢，并且地腳螺栓充分固定后，再安裝上部換熱器。可抽管束換熱器安裝前應(yīng)抽芯檢查，清掃，抽管束時(shí)應(yīng)注意保護(hù)密封面和折流板。移動(dòng)和起吊管束時(shí)應(yīng)將管束放置在專用的支承結(jié)構(gòu)上，以避免損傷換熱管。

根據(jù)換熱器的形式，應(yīng)在換熱器的兩端留有足夠的空間來(lái)滿足條件（操作）清洗、維修的需要。浮頭式換熱器的固定頭蓋端應(yīng)留有足夠的空間以便能從殼體內(nèi)抽出管束，外頭蓋端必須也留出一米以上的位置以便裝拆外頭蓋和浮頭蓋。

固定管板式換熱器的兩端應(yīng)留出足夠的空間以便能抽出和更換管子。并且，用機(jī)械法清洗管內(nèi)時(shí)。兩端都可以對(duì)管子進(jìn)行刷洗操作。U形管式換熱器的固定頭蓋應(yīng)留出足夠的空間以便抽出管束，也可在其相對(duì)的一端留出足夠的空間以便能拆卸殼體。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。