技能培训课件-压力容器设备基础知识(换热器塔设备).ppt

1、设备基础知识换热器塔设备,传热原理,间壁式,混合式,蓄热式,列管式,板 式,翅片式,换热器的类型,套管式,固定管板式,浮 头 式,U型管式,一、套管式换热器 套管式换热器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型弯头连接而成。每一段套管称为一程。 优点：构造较简单，能耐高压，传热面积可根据需要增减，应用方便。 缺点：管间接头多，易泄露，占地较大，单位传热面消耗的金属量大。因此它较适用于流量不大，所需传热面积不多而要求压强较高的场合。,二、列管式换热器 优点 ：单位体积所具有的传热面积大，结构紧凑、传热效果好。能用多种材料制造，故适用性较强，操作弹性较大，尤其在高温、高压和大型装置中多采用列管式

2、换热器。 在列管式换热器中，若两流体的温差较大，就可能由于热应力而引起设备变形，管子弯曲，甚至破裂或从管板上松脱。因此，当两流体的温差超过50时，就应采用热补偿的措施。,1、固定管板式 特点：两端管板和壳体制成一体，具有结构简单和成本低的优点。但是壳程清洗和检修困难，要求壳程流体必须是洁净而不易结垢的物料。 当两流体的温差较大时，应考虑热补偿。但不宜应用两流体温差过大（应不大于70）和壳程流体压强过高的场合。,具有补偿圈的固定管板式换热器1一挡板 2-补偿圈 3-放气嘴,图4-45 浮头式换热器1一管程隔板 2一壳程隔板 3一浮头,2、浮头式换热器 特点：有一端管板不与外壳连为一体，可以沿轴向

3、自由浮动。 这种结构不但完全消除了热应力的影响，且由于固定端的管板以法兰与壳体连接，整个管束可以从壳体中抽出，因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应用较为普遍，但它的结构比较复杂，造价较高。,3、U型管式换热器 特点：每根管子都弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室，每根管子可以自由伸缩。 这种换热器结构比浮头式简单，重量轻，但管程不易清洗，只适用于洁净而不易结垢的流体，如高压气体的换热。,图4-44 U型管换热器1一U型管 2一壳程隔板 3一管程隔板,(4)饱和蒸汽宜走壳程，因为饱和蒸汽比较清净，对流传热系数与流速无关且冷凝液易排出；(5)被冷却的液体宜走壳程，便于散热；

4、(6)若两流体温差较大，对于刚性结构的换热器，宜将对流传热系数大的流体通入壳程，可减少热应力；(7)流量小而粘度大的液体一般宜走壳程，因在壳程Re100即可达到湍流，但这不是绝对，如流动阻力损失允许，将这种流体通入管内并采用多管程结构，反而能得到更多的对流传热系数。,三、翅片式换热器 1、 翅片管换热器 翅片管换热器是在管的表面加装翅片制成，翅片与管表面的连接应紧密无间，否则连接处的接触热阻很大，影响传热效果。常用的连接方法有热套、镶钳、张力缠绕和焊接等方法。此外，翅片管也可采用整体轧制、整体铸造或机械加工等方法制造。当两种流体的对流传热系数相差较大时，在传热系数较小的一侧加翅片可以强化传热。

5、,图4-49 翅片式换热器(a) 翅片式换热器 (b)翅片管断面,图4-50 常见的翅片形式,板翅式换热器 板翅式换热器是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器，板翅式换热器的结构是在两块平行的薄金属板之间，加入波纹状或其它形状的金属翅片，将两侧面封死，即成为一个换热基本元件。将各基本元件进行不同的叠积和适当的排列，并用钎焊固定，即可制成并流、逆流或错流的板束（或称芯部），然后再将带由流体进出口的接管的集流箱焊在板束上，即成为板翅式换热器，目前常用的翅片形式有光直型翅片、锯齿型翅片和多孔型翅片三种 。,图4-51 板翅式换热器的板束,图4-52 板翅式换热器的翅片形式(a)光直翅片 (b)锯齿翅片

6、(c)多孔翅片,板翅式换热器的优点： 结构紧密、轻巧、导热系数高，而且在零度以下操作时，其延性和抗拉强度都很高，适用于低温和超低温的场合，故操作范围广，可在-200至绝对零度范围内使用。同时因翅片对隔板有支撑作用，板翅式换热器允许操作压强也比较高，可达5MPa。铝合金制造，故重量轻，在相同的传热面下，其重量约为列管式的十分之一。由于翅片促进了流体的湍动并破坏了热边界层的发展，故其传热系数较高。缺 点： 设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修困难，故所处理的物料应较洁净或预先净制；另外由于隔板的翅片均由薄铝板制称成，故要求介质对铝不腐蚀，制造成本较高。,塔 设 备 板式塔为逐级接触式气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成，塔板主要有泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔，舌型塔板，斜孔塔板。,塔设备的结构,泡罩塔板 泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其结构主要由升气管及泡罩构成。泡罩的下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。操作时，液体横向流过塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液层，齿缝浸没于液层之中而形成液封。升气管的顶部应高于泡