换热器及压力容器

1、换热器英文： heat exchanger（热交换器）定义：将热量从一种载热介质传递给另一种载热介质的装置。热交换原理和方式可分为：间壁式、混合式和蓄热式。双马公司所用的换热器绝大多数都是间壁式换热器以及混合式（冷却塔、净化塔）间壁式换热器1、 夹套式换热器。这种换热器是在容器外壁安装夹套制成, 结构简单;但其加热面受容器壁面限制, 传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管。夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却

2、。2、 套管式换热器。由直径不同的直管制成的同心套管,并由 U 形弯头连接而成. 在这种换热器中,一种流体走管内, 另一种流体走环隙,两者皆可得到较高的流速,故传热系数较大。另外,在套管换热器中,两种流体可为纯逆流, 对数平均推动力较大。套管换热器结构简单,能承受高压,应用亦方便(可根据需要增减管段数目) 。套管换热器同时具备传热系数大,传热推动力大及能够承受高压强的优点。优点：结构简单，传热面积增减自如。因为它由标准构件组合而成，安装时无需另外加工；传热效能高。它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的给热系数，因此它的传热效果好。 液 -液换热时

3、,传热系数为870 1750W/（ m 2）。（这一点特别适合于高压、小流量、低给热系数流体的换热）。缺点：缺点是占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的5 倍；管接头多，易泄漏；流阻大。3、 板式换热器。最典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史, 而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。主要用于液体与液体之间的换热。板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔， 通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚

4、性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。板式换热器的特点：（ 1）体积小，占地面积少；（ 2）传热效率高；（ 3）组装灵活；（ 4）金属消耗量低；（ 5）热损失小；（ 6）拆卸、清洗、检修方便；（ 7）板式换热器缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于150，承受压差较小，处理量较小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗。4、 螺旋板式换热器。适用汽汽、汽液、液液，对液传热。本设备由两张卷而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热

5、效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果螺旋板换热器的特点是：传热效能好。弯曲的螺旋通道和定距柱,有利于增强流体的湍流状态通道内流体阻力小，可提高设计流速，有助于提高传热系数。对于水 -水换热 ,传热系数可达1.8 3.5 千瓦每平方米每摄氏度 kW/(m( )。有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时，流速会相对提高，容易把杂质冲掉。 不可拆式结构的密封性能好，适用于剧毒、 易燃、易爆或贵重流体的换热。相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动，可得到最大的对数平均温差，有利于小温差传热，适用于回收低温位热能。结构较紧凑单位设备体积内的传热面积可达150 米 (/ 米( 。由于螺旋通

6、道本身的弹性自由膨胀，温差应力小。价格低廉。能否选用螺旋板换热器的关键是堵塞问题，尽管它有自清洗作用，但由于设计或操作不当也会发生堵塞， 这时即使用可拆式结构也难于用机械方法清洗。采用水、气或蒸汽吹洗，操作方便效果更好。 螺旋板换热器最大的缺点是检修困难，如发生内圈螺旋板破裂，便会使整台设备报废。混合式（净化塔）在工业上用这种设备来洗涤气体有各种目的， 例如用液体吸收气体混合物中的某些组分，除净气体中的灰尘，气体的增湿或干燥等。但其最广泛的用途是冷却气体，而冷却所用的液体以水居多。缺点：，对水质要求高、占地面积大、水泵耗能多等。压力容器英文： pressure vessel 是指盛装气体或者液

7、体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。为了与一般容器 (常压容器 ) 相区别，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：（ 1）工作压力（注1）大于或者等于0.1Mpa( 工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）);（不含液体静压力）（ 2 ）工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L( 容积，是指压力容器的几何容积）;（ 3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。还配有安全装置、表计及完成

8、不同生产工艺作用的内件。分类(1) 按承受压力的等级分为：低压容器、中压容器、高压容器和超高压容器。(2) 按盛装介质分为：非易燃、无毒；易燃或有毒；剧毒。(3) 按工艺过程中的作用不同分为：反应容器：用于完成介质的物理、化学反应的容器。换热容器：用于完成介质的热量交换的容器。分离容器：用于完成介质的质量交换、气体净化、固、液、气分离的容器。贮运容器：用于盛装液体或气体物料、贮运介质或对压力起平衡缓冲作用的容器。我国的分类第三类压力容器（ 1 ）高压容器；（ 2 ）中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（ 3）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV 乘积大于等于零10M

9、Pa?m3 ）；（ 4）中压反应器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV 乘积大于等于0.5MPa?m3 ）（ 5 ）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且PV 乘积大于等于0.2MPa?m3 ）（ 6 ）高压、中压管壳式余热锅炉；（ 7 ）中压搪玻璃压力容器；（ 8 ）使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下线大于等于540MPa）的材料制造的压力容器；(9) 移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车、 液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车式集装箱（介质为液化气体、体温液体）等；（ 10 ）球形储罐（容积大于等于5

10、0m3 ）；（ 11 ）低温液体储存容器（容积大于5m3 ）。 和罐第二类压力容器（ 1 ）中压容器；（ 2 ）低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；（ 3 ）低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；（ 4 ）低压管壳式余热锅炉；（ 5 ）低压搪玻璃压力容器第一类压力容器除了上述规定以外的低压容器介质分组压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体或者最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体。(1) 第一组介质：毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。(2) 第二组介质：除第一组以外的介质。介质危害性介质危害性指压力容器在生产过程中因事故

11、致使介质与人体大量接触， 发生爆炸或者因经常泄漏引起职业性慢性危害的严重程度， 用介质毒性程度和爆炸危害程度表示。A1.2.1毒性程度: 综合考虑急性毒性、最高容许浓度和职业性慢性危害等因素。极度危害最高容许浓度小于0.1mg/m3 ；高度危害最高容许浓度0.1 1.0 mg/m3;危害最高容许浓度1.0 10.0 mg/m3;轻度危害最高容许浓度大于或者等于10.0中度mg/m3。A1.2.2 易爆介质并且其爆炸下限小于: 指气体或者液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成的爆炸混合物，10% ，或者爆炸上限和爆炸下限的差值大于或者等于20% 的介质。A1.2.3具体介质毒性危害程度和爆炸危险程度按G

12、B 5044 1985职业性接触毒物危害程度分级、 HG 20660 2000 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类两个标准确定。两者不一致时，以危害（危险）程度高的为准。上图为第二类介质，下图为第一类介质压力等级划分压力容器的设计压力（p）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级：(1) 低压 (代号 L) 0.1MPa p1.6MPa ；(2) 中压 (代号 M) 1.6MPap10.0MPa ；(3) 高压 (代号 H) 10.0MPap100.0MPa ；(4) 超高压 (代号 U) p 100.0MPa压力容器品种划分压力容器按在生产工艺过程中的作用原理，分为反应压力容器、

13、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容器。具体划分如下：(1) 反应压力容器（代号 R ）：主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器，如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合釜、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。(2) 换热压力容器（代号 E ）：主要是用于完成介质的热量交换的压力容器，如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。(3) 分离压力容器（代号 S）：主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器，如分离器、过滤器、

14、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。(4) 储存压力容器（代号 C，其中球罐代号 B ）：主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器，如各种型式的储罐。压力容器的操作条件压力压力容器的压力可以来自两个方面，一是压力是容器外产生（增大）的，二是压力是容器内产生（增大）的。最高工作压力，多指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高压力。设计压力，系是指在相应设计温度下用以确定容器壳体厚度的压力，亦即标注在铭牌上的容器设计压力，压力容器的设计压力值不得低于最高工作压力；当容器各部位或受压元件所承受的液柱静压力达到5%设计压力时，则应取设计压力和液柱

15、静压力之和进行该部位或元件的设计计算；装有安全阀的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力或爆破压力。容器的设计压力确定应按GB 150 的相应规定。温度金属温度，系指容器受压元件沿截面厚度的平均温度。任何情况下，元件金属的表面温度不得超过钢材的允许使用温度设计温度，系指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。当壳壁或元件金属的温度低于 20，按最低温度确定设计温度；除此之外，设计温度一律按最高温度选取。设计温度值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度；对于0以下的金属温度，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度。容器设计温度（即标注在容器

16、铭牌上的设计介质温度）是指壳体的设计温度。介质生产过程所涉及的介质品种繁多，分类方法也有多种。按物质状态分类，有气体、液体、液化气体、单质和混合物等；按化学特性分类，则有可燃、易燃、惰性和助燃四种；按它们对人类毒害程度，又可分为极度危害（I）、高度危害（）、中度危害（）、轻度危害（）四级。易燃介质：是指与空气混合的爆炸下限小于10% ，或爆炸上限和下限之差值大于等于 20% 的气体，如一甲胺、乙烷、乙烯等。毒性介质：压力容器安全技术监察规程（以下简称容规）对介质毒性程度的划分参照GB 5044 职业性接触毒物危害程度分级分为四级。其最高容许浓度分别为：极度危害（I 级） 0 1 mg/m3 ；高度危害（级）0. 1 1 0 mg/m3度危害（级）1 0 10