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管殼式換熱器設(shè)計(jì)所需考慮的因素

允許壓力降的選擇

選擇較大的壓力降可以提高流速，從而增強(qiáng)傳熱效果減少換熱面積。但是較大的壓力降也使得泵的操作費(fèi)用增加。合適的壓力降值需要以換熱器年總費(fèi)用為目標(biāo)，反復(fù)調(diào)整設(shè)備尺寸，進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算而得出。

在大多數(shù)設(shè)備中，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一側(cè)的熱阻明顯的高于另一側(cè)，此側(cè)的熱阻成為控制熱阻?？蓺こ痰臒嶙枋强刂苽?cè)時(shí)，可以用增加折流板塊數(shù)或者縮小殼徑的方法，來增加殼側(cè)流體流速、減少傳熱熱阻，但是減少折流板間距是有限制的，一般不能小于殼徑的1/5或50mm。當(dāng)管程的熱阻是控制側(cè)時(shí)，則依靠增加管成熟來增加流體流速。

在處理粘稠物料時(shí)，如果流體處于層流流動(dòng)則將此物料走殼程。由于在殼程的流體流動(dòng)易達(dá)到湍流狀態(tài)，這樣可以得到較高的傳熱速率，還可以改進(jìn)對(duì)壓力降的控制。

管殼式換熱器類型

浮頭換熱器結(jié)構(gòu)：

兩端管板中只有一端與殼體固定，另一端可相對(duì)殼體自由移動(dòng)，稱為浮頭。浮頭由浮頭管板，鉤圈和浮頭蓋組成，是可拆連接，管束可從殼體中抽出。管束與殼體的熱變形互不約束，不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

優(yōu)點(diǎn)：可抽式管束，當(dāng)換熱管為正方形或轉(zhuǎn)角正方形排列時(shí)，管束可抽出進(jìn)行機(jī)械清洗，適用于易結(jié)垢及堵塞的工況。一端可自由浮動(dòng)，無需考慮溫差應(yīng)力，可用于大溫差場(chǎng)合。

缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，設(shè)備笨重，材料消耗大。浮頭端結(jié)構(gòu)復(fù)雜影響排管數(shù)。浮頭密封面在操作時(shí)，易產(chǎn)生內(nèi)漏。

適用范圍：適用于殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場(chǎng)合。浮頭換熱器在煉油行業(yè)或乙烯行業(yè)中應(yīng)用較多，由于內(nèi)浮頭結(jié)構(gòu)限制了使用壓力和溫度一般情況Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。

管殼式換熱

管板需注意以下幾個(gè)問題：

① 管板的設(shè)計(jì)溫度：根據(jù)GB150及GB/T151的規(guī)定,應(yīng)取不低于元件的金屬溫度,但在管板計(jì)算中無法保證管\殼程介質(zhì)作用,且管板的金屬溫度很難計(jì)算,故一般取較高側(cè)的設(shè)計(jì)溫度為管 板的設(shè)計(jì)溫度。

②多管程換熱器：在布管區(qū)范圍內(nèi)，因設(shè)置隔板槽和拉桿結(jié)構(gòu)的需要而未能被換熱器支承的面積Ad：按GB/T151公式計(jì)算

③管板的有效厚度

管板的有效厚度系指管程分程隔板槽底部的管板厚度減去下列二者之和

  a管程腐蝕裕量超出管程隔板槽深度的部分

  b殼程腐蝕裕量與管板在殼程側(cè)的結(jié)構(gòu)開槽深度二者中的植