换热器培训课件

换热器基础知识郑占利目录换热器的分类31常用换热器的结构特点2常用换热器基本参数和型号表示方法33管壳式换热器常用材料4目录管壳式换热器常见故障及处理方法35管壳式换热器检修程序及注意事项6强化管壳式换热器传热的途径37管壳式换热器常用防腐方法及原理8概述“换热器”(Heatexchanger)是热交换器的简称。使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。它不仅是石油、化工、动力、轻工、食品和原子能等许多工业部门所广泛应用的工艺设备，也是重要的节能设备之一。据统计，在石油炼制和石油化工装置中，换热器约占装置工艺设备总重量的40％、投资的20％左右（不包括空气冷却器）。随着石油炼制和化工工业的发展，国内外对换热器无论从设计、制造、结构改进到传热机理的试验研究一直都在进行。各种新型、高效换热器在不断出现。第一章换热器分类换热器分类使用材料种类分类金属材料换热器非金属材料换热器

传热方式分类混合式换热器蓄热式换热器间接式换热器

混合式换热器

混合式换热器蓄热式换热器蓄热式换热器间接式换热器最常见为管壳式换热器第一章换热器的分类间接式换热器管式换热器板面式换热器扩展表面式换热器第一章换热器的分类套管式换热器螺旋管式换热器管壳式换热器管式换热器第一章换换热热器的分分类套管式换换热器第一章换换热热器的分分类螺旋管式式换热器器第一章换换热热器的分分类板面式换热器板式换热热器螺旋板式式换热器板壳式换热器第一章换换热热器的分分类板式换热热器流动动示意图图第一章换换热热器的分分类螺旋板式式换热器器第一章换换热热器的分分类板壳式换换热器的的基本元元件与组组合第一章换换热热器的分分类扩展表面面式换热器板翅式换换热器管翅式换换热器强化的传传热管第一章换换热热器的分分类板翅式换换热器第一章换换热热器的分分类管翅式换换热器翅翅片管第一章换换热热器的分分类管翅式换换热器内内翅片管管第一章换换热热器的分分类强化的传传热管螺螺旋槽纹纹管第一章换换热热器的分分类强化的传传热管横横纹管第一章换换热热器的分分类釜式重沸器固定管板式浮头式U形管式填料函式管壳式换换热器按其结构构特点分分成管壳式换换热器是是间接式式换热器器的一种种是最为为常用的的换热器器第二章常常用换换热器的的结构特特点(a)固固定管板板式换热热器管板与壳壳体焊接接在一起起,不能能从壳体体上拆卸卸下来.优点：结构比较较简单，，紧凑，，造价低低，应用用广泛。。缺点：管外不能能采用机机械法进进行清洗洗，要求求壳程液液体必须须清洁，，不易结垢垢或不易易对壳体体造成腐腐蚀第二章常常用换换热器的的结构特特点(b)浮浮头式换换热器两端管板板中只有有一端与与壳体固固定，另另一端可可相对壳壳自由移移动，称称为浮头头。分为为内浮头头式和外外浮头式式两种。。内浮头式式优点：：能在较高高温差和和压差下下工作，，管间和和管内清清洗方便便，易结结垢的流流体。内浮头缺缺点：结构复杂杂，造价价比固定定管板式式换热器器高，设设备笨重重，材料料消耗量量大，且且浮头端端盖在操操作中无无法检查查，制造造时对密密封要求求较高。。第二章常常用换换热器的的结构特特点(c)U形管式式换热器器将换热管管弯成U形，管管子两端端固定在在同一管管板上，，与浮头头式换热热器比省省了浮头头,但管管束与壳壳体间仍仍可自由由伸缩，，管束与与壳体间间不会有有温差应应力产生生。优点点：：结构构简简单单，，价价格格便便宜宜，，承承压压能能力力强强，，适适用用于于管管壳壳壁壁温温差差较较大大或或壳壳程程介介质质易易结结垢垢，，又又不不适适宜宜采采用用浮浮头头式式和和固固定定管管板板式式的的场场合合。。缺点点：：加工工困困难难，清洗洗困困难难，，拆拆修修更更管管不不方方便便。。第二二章章常常用用换换热热器器的的结结构构特特点点(d)填填料料函函式式换换热热器器换热热器器的的浮浮头头部部分分与与壳壳体体之之间间利利用用填填料料函函密密封封优点点：：加工工制制造造方方便便，，节节省省材材料料，，造造价价比比较较低低廉廉，，管管束束从从壳壳体体内内可可以以抽抽出出，，管管内内、、管管间间都都能能进进行行清清洗洗，，维维修修方方便便。。缺点点：：填料料处处易易产产生生泄泄漏漏，，适适用用于于4MPa以以下下的的工工作作条条件件,不不适适用用于于易易挥挥发发、、易易燃燃、、易易爆爆、、有有毒毒及及贵贵重重介介质质，，使使用用温温度度也也受受填填料料的的物物性性限限制制。。第二二章章常常用用换换热热器器的的结结构构特特点点(e)填填料料函函分分流流式式换换热热器器优点点：：可用用机机械械法法清清洗洗，，结结构构较较浮浮头头式式简简单单，，造造价价比比浮浮头头式式换换热热器器低低。。加加工工方方便便，，节节省省钢钢材材。。填填料料函函处处泄泄漏漏能能及及时时发发现现,检检修修清清洗洗方方便便。。壳程程开开口口为为一一个个进进口口两两个个出出口口，，壳壳程程流流体体靠靠自自然然分分流流流流至至两两个个出出口口，，故故称称之之为为分分流流式式换换热热器器。。缺点点：：壳程程介介质质有有外外漏漏可可能能，，壳壳程程压压力力不不宜宜过过高高,不不宜宜处处理理易易挥挥发发、、易易燃燃、、易易爆爆、、有有毒毒及及贵贵重重介介质质。。使使用用温温度度受受到到填填料料性性能能影影响响,一一般般不不超超过过315℃℃。。第二二章章常常用用换换热热器器的的结结构构特特点点(f)釜釜式式重重沸沸器器俗称称““大大肚肚子子重重沸沸器器””系系带带有有蒸蒸发发空空间间的的加加热热器器优点：清洗维修方方便，可处处理不清洁洁、易结垢垢的介质，，并能承受受高温、高高压。缺点：必须须保证壳程液体介介质有足够够的蒸发空空间。第二章常常用换热器器的结构特特点管壳式换热热器的结构构种类虽然然繁多,通通常将其总总成分成:前端管箱壳体体后端结构(包括管束束)第二章常常用换热器器的结构特特点管壳式换热热器型号的的表示方法法第二章常用用换热器的的结构特点点结构部件的的英文代号号A-平盖盖管箱（可可拆盖板实实现不拆卸卸管箱就检检修换热管管的工作））B-封头头管箱（无无可拆盖板板）C-用于于可拆管束束与管板制制成一体的的管箱N-与管管板制成一一体的固定定管板管箱箱D-特殊殊高压管箱箱（用于高高压换热器器的螺纹锁锁紧环管箱箱）E-单程程壳体（一一般换热器器上使用））F-具有有纵向隔板板的双程壳壳体（双壳壳程换热器器上使用））G-分流流壳体（一一进一出，，壳体中间间有纵向隔隔板）H-分流流壳体（两两进两出，，壳体中间间有纵向隔隔板）I-U型管式换换热器壳体体J-无隔板板分流（或或冷凝器））壳体（一一进两出，，无隔板自自然分流））K-釜式式重沸器壳壳体O-外导导流壳体L\M\N-与前前端管箱头头形式A\B\C相相似的固定定管板结构构P-外填填料函式浮浮头S-钩圈式式浮头T-抽式式浮头U-U形管管束W-带套套环填料函函式浮头第三章浮头头式换热器器、冷凝器器和U形形管式换热热器标准系系列基本参参数和型号号表示方法法浮头式换热热器、冷凝凝器和U形形管式换换热器型号号符合GB151《《钢制管管壳式换热热器》标标准。举例例如下：BIU8OO--165--4I公称直径800mm的封头头管箱U形形管换热热器，管程设计压压力为4MPa,壳程设计压压力为2.5MPa公称换热面面积为165m2；；换热管直管管段长度为为6m，，换热管外径径为Ф25mm，，换热管精度度等级为I级，管管程数为四四。公称直径400mm的平盖盖管箱，钩圈式浮头头式换热器器。管壳程设计计压力均为为1.6MPa。。公称换热面面积为20m2，，换热管直管管段长度为为3米，换换热管外径径为Ф19mm，，换热管精度度等级为ⅡⅡ级，管程数为二二管程。第三章浮头头式换热器器、冷凝器器和U形形管式换热热器标准系系列基本参参数和型号号表示方法法在诸多类型型的换热器器中，炼油油厂使用最最多的是管管壳式换热热器中的它们的型式式与参数已已由部颁标标准JB/T4714《浮头式换换热器和冷冷凝器型式式与基本参参数》和和JB/T4717《U型型管式换热热器型式与与基本参数数》加以以规定，这给设计选型、制造、配管、安装、检修、配件供应和设备更新都带来了极极大的方便便。第三章浮头头式换热器器、冷凝器器和U形形管式换热热器标准系系列基本参参数和型号号表示方法法基本参数公称直径公称传热面积管程壳程钢板卷制壳壳体以圆筒内直直径（mm）作为公公称直径;钢管制壳体体以钢管外径径（mm））作为公称称直径。以换热管外外径为基准准，扣除伸伸人管板内内的换热管管长度后，对对所有换热热管的外表表面积求和和，经圆整得到到的总面积积。指介质流经经换热管内内的通道及及与其相贯贯通的部分分。指介质流经经换热管外外的通道及及与其相贯贯通的部分分。第四章管壳壳式换热器器常用材料料换热管法兰盖、管板大法兰兰管箱和壳体换热器管箱箱和壳体材材料的选择择原则、钢钢材标准、、热处理状状态及许用用应力值均均按GB150““钢制压力力容器”中中有关材料料章节的规规定。可用20R、16MnR等等压力容器器用钢板选用碳素钢钢和低合金金钢锻件碳素钢或低低合金钢加加不锈钢衬衬层不锈钢板一般可按使使用条件选选用国标有有关规定中中的冷拔管管。第四章管壳壳式换热器器常用材料料螺栓和螺母母垫片其他零部件件螺栓用钢应应符合GB150有有关材料料章节的规规定；碳素钢螺栓栓一般按GB3098.1一一82《紧固件件机械性能能螺栓、螺螺钉和螺柱柱》选用用；螺栓和螺母母应根据介介质的情况况和压力、、温度等工工况选取。。可按JB/T4718《《管壳壳式换热器器用金属包包垫片》、、JB/T4719《管管壳式换换热器用缠缠绕垫片》》、JB/T4720《管管壳式换换热器用非非金属垫片片》的规规定选用。。管束附件根根据换热管管的材质选选用普通碳碳素钢板Q235一一A和不不锈钢。鞍座垫板的的材料应与与与之相焊焊接的壳体体材料相同同。第五章管壳壳式换热器器常见故障障及处理方法1换热器操操作不稳定定,温度、、压力波动动引起2螺栓紧固固力不均匀匀或螺栓应应力松弛3密封垫片片损坏、偏偏斜4法兰密封封面偏斜、、有划痕或或被损坏5管线安装装有偏差，，强行连接接6垫片选择择不适当1法兰、垫垫片泄漏产生原原因第五章管壳壳式换热器器常见故障障及处理方法1保证温度度、压力稳稳定，不超超温、超压压运行2密封面如如有划痕等等更换法兰兰或研磨密密封面3安装如倾倾斜需调整整管线，重重新安装法法兰4按受力对对称点位均均匀坚固固螺栓1法兰、垫垫片泄漏处理方法第五章管壳壳式换热器器常见故障障

及处理理方法原因处理方法换热管穿孔或开裂，焊接接头产生裂纹2腐蚀引起管束失效

管束修理方法故障第五章管壳壳式换热器器常见故障障

及处理理方法3由介质流流动诱导振振动引起管束失效碰撞破坏折流板处换热管切开换热管与管板的连接处破坏材料缺陷扩展第五章管壳壳式换热器器常见故障障

及处理理方法换热效率下下降增加热阻、、增大压降降换热面积减减少介质通道堵堵塞4结垢引起起管束失效效第五章管壳壳式换热器器常见故障障

及处理理方法操作条件不不当或介质质改变维修不当5操作维修修不当引引起起管束失效效第五章管壳壳式换热器器常见故障障

及处理理方法管束失效处理方法3、更换管束2、更换换热管1、堵管第六章管壳壳式换热器器常规检检修程序及及注意事项项1对管、壳壳程清洗4更换法兰兰垫片等3对损坏换换热管、零件进行修修复更换换热器检修修的主要任任务2检查换热热管胀口及及其它连接接处严密性性1对管、壳壳程清洗4更换法兰兰垫片等3对损坏换换热管、零件进行修修复更换换热器检修修的主要任任务2检查换热热管胀口及及其它连接接处严密性性第六章管壳壳式换热器器常规检检修程序及及注意事项项浮头管壳式式换热器为为例,其检检修顺序如如下:拆外浮头盖盖、管箱及及法兰停气吹扫、、准备工具拆小浮头抽管束安装管束安装管箱、、试压胎具具及试压法法兰，壳体体接管法兰兰加盲板试压（A））检查管管口及换热热管壳程注水，，配试压管管线拆试压浮头头，装小浮浮头及盲板板盖外观检查和和无损检验验、清扫准备垫片、、盲板及试试压胎具具管程注水，，装配试压压管线试压（B））检查小小浮头垫片片及管束壳程注水，，试压（C）检查壳壳体密封安装外头盖拆除盲板，，填写检修修卡片管箱接管法法兰加盲板板第六章管壳式式换热器常规规

检修程序序及注意事项项用试压法检查查固定管板式换热器的试压压浮头式管壳式式换热器的试压压初步检查试压压法试压用浮头试试压法第六章管壳式式换热器常规规

检修程序序及注意事项项污垢基本形式3生物污垢粘附1碳氢凝聚物物沉积2无机盐类的的沉积第六章管壳式式换热器常规规

检修程序序及注意事项项1人工清洗2机械清洗法法清洗冷换设备主要方法4超高压水射流清洗3化学清洗第七章强化管管壳式换热器器

传热的途途径强化管壳式换换热器传热的的三大途径增大传热系数c增大平均温度度差b增大传热面积a金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀金属的高温氧化及脱碳第八章管壳式式换热器常用用

防腐方法法及原理氢腐蚀第八章管壳式式换热器常用用

防腐方法法及原理电化学腐蚀必必备的三个条条件①同一金属属上存在不同电位位部分或不同金属之间存在在电位差②阴极和阳阳极相互连接③阳极和阴阴极处在互相联通通的电解