常用换热器选用-
管壳式换热器

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图 3 管壳式换热器

工艺条件

1
温度

冷却水出口温度不宜高于60℃以免结垢严重,高温端的温差不应小于20℃,低温端的温差不应小于5℃。当在两工艺物流之间进行换热时,低温端的温差不应小于20℃。

采用多管程单壳程换热器且用水做冷却剂时,冷却水出口温度不应高于工艺流体的温度。冷却剂入口温度应高于工艺物流中易结冻组分的冰点。当冷凝带有惰性气体的物料时,冷却剂出口温度应低于工艺物料的露点。

2
压力降

增大工艺物流的流速可以增加传热系数,使换热器结构紧凑,但是流速增加关系到换热器的压力降。

3
物流安排

☆ 为节省保温层和减少壳体厚度,高温物流一般走管程,有时候为了物料冷却也可使高温物流走壳程。

☆ 较高压力的物流走管程。

☆ 黏度较大的物流走壳程,在壳程可以得到较高的传热系数。

☆ 腐蚀性较强的物流走管程。

☆ 对压力降有特定要求的工艺物流走管程,因为管程的传热系数和压降计算误差小。

☆ 较脏和易结垢的物流走管程,便于清洗和控制结垢,若走壳程,应采用正方形的排管方式,并采用可拆式换热器。

☆ 流量较小的物流走壳程,易使物流形成湍流状态增加传热系数。

☆ 传热膜系数较小的物流走壳程,易于提高传热膜系数。

结构参数

1
平滑管

☆ 管径:管径越小换热器越紧凑,越便宜,同时压降也越大。常用的管径有19mm、25mm、32mm。

☆ 管长:无相变换热时,管子较长,传热系数增加,对于相同的换热面积,采用长管管程数少,压力降小,且传热面积比价低。

☆ 排布:主要有正方形和三角形两种配布形式,三角形的配布有利于壳程物流的湍流,正方形配布有利于壳程清洗。管心距越小,设备越紧凑,但会引起管板增厚,清洁不便,壳程压降增大,一般选用1.25~1.5倍管外径的间距。

2
管程数及壳程形式

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图4 壳程形式

常用的有1、2管程或4管程,管程数增加,管内流速增加,但是管内流速要受到管程压力降的限制。壳程形式分为单壳程、双分流式、双壳程和分流式。

3
折流板

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图5 圆缺型折流板形式

折流板可以改变壳程流体的方向,使其垂直于管束流动,获得较好的传热效果。一般分为圆缺型折流板、环盘型折流板和孔式折流板。折流板间距影响到壳程物流的流向和流速,从而影响到传热效率。最小的折流板间距为壳体直径的1/5,不应小于50mm。