管壳式换热器的维修
管壳式换热器检维修的几点经验摘要：本文将近两年管壳式换热器检维修施工中积累的几点经验进行了简要总结。
关键词：管壳式换热器浮头式Ｕ型管式垫片浮头盖法兰机加工盲板钻孔
前言
管壳式换热器是石油、化工生产中应用最广的热交换设备，我公司现有换热器近2000台。由于其型式结构、使用条件多样性，在运行中可能会发生多种形式的失效，因而换热器检维修工作也便成为保证生产装置安全平稳运行的一项重要工作。换热器检修工作量往往占装置总检修工作量的50%-70%。本文将近两年管壳式换热器检维修施工中积累的一些经验进行总结，用于指导今后换热器检维修，也便于同兄弟单位共同交流提高。
1 换热器垫片型式选用
1.1 执行设计要求的原则
换热器垫片的选用应依据设计图纸的要求。实际应用时很多换热器设计图样中为缠绕垫、波齿复合垫片，而往往根据经验选用高强石墨垫代用，有的场合缠绕垫代用了波齿复合垫片，这种做法是不对的。因为即便选用的垫片与工况适合，但工艺、操作波动时，承波动载荷的性能不同，所以不能随意改动设计垫片型式、材质。设计图纸中要求管箱、浮头垫片有分程筋条时，还应要求垫片整体加工。
1.2 对照标准规范选用
换热器垫片选型应参照现行标准规范，相关标准有：
（1）GB 151-1999 《管壳式换热器》P155 附录H -<垫片>，如后页附表1。
（2）JB/T 4704-2000 《非金属软垫片》; JB /T 4705-2000 《缠绕垫片》; JB/T 4706-2000 《金属包垫片》; JB/T 4707～-2000 《压力容器法兰》。
以上压力容器的现行标准规范垫片选用表中无金属波齿复合垫、高强石墨垫垫片。如选用这两种垫片可参照《石油化工设备维护检修规程》（第一分册）P283，SHS 01009-2004 《管壳式换热器维护检修规程》表1 <密封垫片选用表>选型。
表1
表2 SHS 01009-2004 《管壳式换热器维护检修规程》<密封垫片选用表>
2 U型管换热器试压程序
众所周知，浮头式换热器按照规范试压为三遍: 管束试压—管程试压—壳程试压。而以往U型管换热器试压通常为两遍，即管束试压—管程试压。
由于U型管换热器是适用于高温、高压和高温差的换热器，我公司多数U型管换热器壳程介质为关键工艺介质、易燃易爆危险介质，如三蒸馏脱丁烷塔底重沸器E-1206/AB (BJU1600)壳程介质为油气；80万柴油加氢氢压机出口冷却器E-7、E-8/1~2、E-9/1~2 壳程介质为氢气。
新区煤柴油加氢、制氢、加氢裂化、渣油加氢等装置含此类U型管换热器也较多。因此为检查管箱侧垫片（管束垫片）的密封效果，保证此类关键换热器的安全运行，这类U型管换热器试压也应试三遍，即管束试压—管程试压—壳程试压。
3 浮头换热器浮头法兰平面测量与机加工
3.1浮头式换热器发生内漏，管壳程介质互串，除管束泄漏外还可能是浮头法兰密封泄漏,因此浮头式换热器检维修时应排查浮头法兰密封是否泄漏。
3.2 首先拆外头盖后，向管程充压，检查浮头垫片的密封情况。
3.3 浮头法兰经长时间运行后发生变形、与浮动管板密封面平行度超标，也能导致浮头法兰密封失效而泄漏，因此还必须进行浮头法兰密封面的平面度检测，表3为平面度允差值。
表3 平面度允许公差值（mm）
如发现浮头法兰变形超差必须进行机加工处理。浮头法兰与勾圈相对的端面也要进行机加工（同样加工量），使之与密封面保持平行。有隔层板的要重新修磨密封端面，保证与浮头法兰密封面在一个平面内。
3.4 浮头法兰变形、平面度超标不能满足密封要求而导致装置运行时换热器内漏情况，如2011年5月17日60万连续重整脱C6塔底重沸器E-212（BJS1500）换热器内漏，经车床测量密封面平面度差为3mm。图1为机加工后的浮头法兰。
图1 60万连续重整E-212浮头法兰
4 试压胎具尺寸的快速确定
换热器检维修前需准备好试压用夹圈、假帽，这就需要确定试压胎具的几个主要特征尺寸。夹圈主要特征尺寸：孔心直径、孔径及个数、厚度。假帽主要特征尺寸：内径D i、深度h 、
孔径及个数（法兰式）。换热器组件拆卸之前，快速准确确定所需试压胎具的特征尺寸方法有查阅设计图纸、现场实测对照标准确定。
4.1 查阅设计图纸
通过查阅设计图纸确定夹圈、假帽特征尺寸是最准确便捷的预判方法。夹圈的3个特征尺寸对应图纸管箱法兰螺栓孔心直径、孔径孔及个数、厚度。假帽特征尺寸：内径D i=浮动管板外径D+2~3mm，深度h(即浮动管板伸出壳体长度) =L（管束长度）-L1（壳体长度）-δ1（固定管板厚度）-δ2（浮动管板厚度），法兰式假帽孔径及个数对应外头盖法兰（或外头盖侧法兰）螺栓孔径及个数。
4.2 现场实测对照标准确定
除少数特殊换热器的管箱法兰、外头盖法兰为非标法兰外，大多数换热器管箱法兰标准为JB/T 4703-2000《长颈对焊法兰》，外头盖法兰标准为JB 4721-92《外头盖侧法兰》。可以利用盘尺测量管箱法兰外径、外头盖法兰（或外头盖侧法兰）外径，算出其外径。同时记录下现场换热器螺栓大小及个数，再对照两个标准，查对应尺寸得出。如2011年新区停检前定制试压胎具时，220万连续重整E-2111、柴油加氢E-1507为随机带设备、无图纸，这两台夹圈的定制数据就是通过实测、比照标准方法得出。
表4 2011年4月定制夹圈数据
表5 JB/T 4703-2000 法兰数据
需要注意的是，鉴于试压时强度要求以及适用管箱螺栓螺纹长度的考虑，夹圈厚度不能太薄，应参照管箱法兰厚度，与之相近。如三蒸馏轻烃回收塔底重沸器E-1206/AB 拆修工前准备发现管箱法兰厚度195mm，现有满足孔心直径及孔径、个数的夹圈为80mm，厚度相差太大，最终将石脑油加氢高换E1302A-R定制的180mm夹圈改孔后用于E-1206/AB试压。
5 试压盲板钻孔
换热器拆修试压时经常遇到管壳程试压盲板无位置、堵完盲板后无处排气的问题，如气分、催化、蒸馏等装置的塔底重沸器。有时为了加堵试压盲板，需要拆除相连管段甚至现场动火割除管线、试压结束后再恢复。遇到这类情况可以采取在盲板侧面钻孔用于加压（充水）、试压系统排气的方式予以解决（图2），也能够减少浮头式换热器、U型管换热器三遍试压时
通过拆把壳程法兰盲板排气的工作量。
一般情况l=80-100mm，φd= 6、8、10，可根据盲板厚度H及实际需要确定。盲板厚度除满足试压强度要求、钻排气孔的需要外，还需考虑夹持盲板的法兰螺栓长度是否合适，否则需工前准备相应长度、数量的螺栓。
图2 盲板钻排气孔示意图
在2011年渣油加氢E1818拆修试压，制氢I系列换热器E-1911 I、E-1902 I抢修换垫以及三蒸馏轻烃回收消缺换垫E-1206/AB等多套装置换热器检维修中得到了很好的应用。由此可见，盲板钻孔排气的方法能广泛应用与现场换热器拆修试压。图 3 为三蒸馏E-1206A试压时盲板钻排气孔的应用实例。
图3 盲板钻排气孔应用实例-三蒸馏E-1206A壳程出口盲板
6 试压过程保护螺栓措施
换热器试压值通常是最高操作压力的1.25倍再乘温度校核系数，这样比换热器运行时压力要大。试压安装夹圈时，为了降低装拆螺栓的工作量，常习惯性隔几个孔穿螺栓紧固（图4），尤其有些压力较高换热器把夹圈时还需要用液压扳手紧固，这样使得螺柱在紧固过程中受力过大、被拉伸，造成螺母与螺栓粘连从而无法拆除，只能用锯割方法破坏性拆卸（图5）。这
样不但造成换热器管箱螺栓的损耗，甚至延误换热器回装工期。
因此，安装夹圈、法兰式假帽时如果利用管箱螺栓等换热器本体螺栓，要注意保护螺栓，将螺栓安装齐全；高压换热器用液压扳手紧固安装夹圈时，螺栓也要涂抹防咬合剂（图6）。
图4 试压夹圈隔孔穿螺栓紧固图5 某换热器夹圈拆除时锯割的螺栓
图6 用于安装夹圈的管箱螺栓涂抹防咬合剂
7 结束语
本文对管壳式换热器检维修的几点经验进行归纳总结，用于指导今后换热器检维修工作。管壳式换热器检维修是一项较复杂的系统工作，需要工前策划考虑全面，对既定的方案应予以认真执行，不能随意更改，否则可能遇到现场变更施工方案而产生手段材料、机具准备不充分，比原定方案多拆开的法兰无备用垫片等问题，这样就会延缓拆修进度、影响工期。
参考文献
[1]. GB 151-1999《管壳式换热器》: 104, 155；
[2]. 阎国超等，《炼油化工工艺及设备概论》，中国石油大学出版社，1998；
[3]. 建安总公司技术质量部，《浮头式换热器检维修施工规程》，2011；
[4].白桦等，《石油化工设备维护检修规程第一分册通用设备》，中国石化出版社，2004.
管壳式换热器停工检修要求
管壳式换热器停工检修要求 兰州石化公司 一、总则 1 主题内容与适用范围 1.1 本要求规定了换热设备的检修内容、检修与质量标准、试验与验收。 1.2 本要求适用于操作压力在35MPa以下的石油化工钢制固定管板式、浮头式Ｕ形管式、螺纹锁紧环式等管壳式换热器及釜式重沸器。若有特殊要求的换热器应遵循其特殊的维护检修规程。 1.3 受压元件的检修遵照SHS 01004-2004《压力容器维护检修规程》。 2 编写修订依据 GB 151钢制管壳式换热器 国务院令（373）号《特种设备安全监察条例》 质技监局颁布TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 质技监局颁布TSG D0001-2009 《压力管道安全技术监察规程--工业管道》 HGJ 229-91 工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范 二、检修内容 1 检修内容 1.1 抽芯、清扫管束和壳体。 1.2 进行管束焊口、胀口处理及单管更换。 1.3 检查修理管箱及内附件、浮头盖、钩圈、外头盖、接管等及其密封面，更换垫片并试压。
1.4 更换部分螺栓、螺母。 1.5 壳体保温修补及防腐。 1.6更换管束或壳体。 三、检修与质量标准 1 检修前准备 1.1 掌握运行情况，备齐必要的图纸资料。 1.2 准备好必要的检修工具及试验胎具、卡具等。 1.3 内部介质置换清扫干净，符合安全检修条件。 2 检查内容 2.1 宏观检查壳体、管束及构件腐蚀、裂纹、变形等。必要时管板采用表面检测，固定管板换热器管子采用涡流检测抽查或抽管检查。 2.2 检查防腐层有无老化、脱落。 2.3 检查衬里腐蚀、鼓包、褶折和裂纹。 2.4 检查密封面、密封垫。 2.5 检查紧固件的损伤情况。对高压螺栓、螺母应逐个清洗检查，8.8级及以上的螺栓应进行无损探伤抽检。 2.6 检查基础有无下沉、倾斜、破损、裂纹，及其他地脚螺栓、垫铁等有无松动、损坏。2.7 腐蚀检查 由专业单位对冷换设备进行腐蚀检查，主要检查管板、管箱、换热管、折流板、壳体、防冲扳、小浮头螺栓、接管及联接法兰等。 检查重点： （a）易发生冲蚀、汽蚀的管程热流入口的管端、易发生缝隙腐蚀的壳程管板和易发生冲蚀的壳程入口和出口； （b）容易产生坑蚀和缝隙腐蚀、应力腐蚀的靠近入口侧管板的换热管管段； （c）介质流向改变部位，如换热设备的入口处、防冲挡板、折流板处的壳体及套管换热器的U型弯头等； （d）对壳体应检查应力集中处是否产生裂纹； （e）换热管壁厚抽查；浮头式、Ｕ形管式、螺纹锁紧环式按照管子数量5%，每根管子3-5个点抽查，固定管板式根据设备腐蚀情况可考虑按照管子数量1%且每程不少于一根进行抽管检查。 （f）外观检查空冷管束翅片结垢和变形脱落情况，构架、风筒的腐蚀情况，叶片的裂纹；（g）空冷器管束的管外测厚抽查（可拆去部分翅片），管内可采用内窥镜检查、内管涡流探伤或管内喷水型探头超声波探伤； （h）空冷器重点检查正对集合管入口附近的换热管管端的冲刷腐蚀和集合管尾端的几排换热管的垢下腐蚀。 （i）高压临氢、有硫化氢或氯离子应力腐蚀的管板应做表面无损检测。 3 检修与质量标准 3.1 在换热器管束抽芯、装芯、运输和吊装作业中，不得用裸露的钢丝绳直接捆绑。移动和起吊管束时，应将管束放置在专用的支承结构上，以避免损伤换热管。 3.2 管束内、外表面结垢应清理干净。 3.3 管箱、浮头有隔板时，其垫片应整体加工，不得有影响密封的缺陷。 3.4 管束堵漏，在同一管程内，堵管数一般不超过其总数的10%。在工艺指标允许范围内，可以适当增加堵管数。 3.5 所用零部件应符合有关技术要求，具有材质合格证。
管壳式换热器维护检修规程
管壳式换热器维护检修规程 二○○七
目录 1总则 (83) 2完好标准 (94) 3换热器的维护 (85) 3.1 维护 (85) 3.2 常见故障和处理方法 (86) 4 换热器的检验 (86) 4.1外部检查 (86) 4.2内外部检查 (86) 4.3压力试验 (87) 4.4定期检验 (89) 5 换热器的修理 (89) 5.1检修周期及内容 (89) 5.2 检修方法及质量标准 (90) 6 试车与验收 (96) 7 维护检修的安全注意事项 (98) ８２
1 总则 1.1 适用范围 参照原化学工业部颁发的《换热器维护检修规程》(HG25004－91)以及其它有关资料， 编制本规程。 本规程适用于设计压力不大于6.4MPa(g)，设计温度大于－20℃、小于520℃钢制管壳 式单管板或双管板换热器，包括冷却器、冷凝器、再沸器等换热设备的维护检修。 本规程与国家或上级有关部门的规定相抵触时，应遵循国家和上级有关部门制定的一 切规定。从国外引进的换热器，还应遵循原设计所采用的规范和标准中的有关规定。 1.2 结构简述 管壳式换热器(包括固定管板式、浮头式、U形管式以及填料函式)主要由外壳、管板、 管束、顶盖(封头)等部件构成。 板，与壳体焊接相连。为了减小 温差引起的热应力，有时在壳体 上设有膨胀节。浮头式换热器的 一端管板固定在壳体与管箱之 间，另一端可以在壳体内自由伸 缩。U形管式的换热管弯成U形， 两端固定在同一管板上，管束可以 自由伸缩。填料函式换热器的一端管板固定，另一端填函密封可以自由伸缩。双管板换热 器(如图1)一端的内管板直接固定在壳体上，外管板与管箱相连接，另一端的内管板以填料 函结构与壳体连接，外管板与管箱连接；采用双管板结构的优点是当管板与换热管连接部 位发生泄漏时，换热器的管程和壳程中进行换热的两种介质各自漏入大气而不会互相串 混。双管板换热器用于引进部分的干区，以防止一旦管板与换热管连接处发生泄漏时，水 或蒸汽与介质相混。 2 完好标准 2.1 零、部件 2.1.1 换热器的零、部件及附件完整齐全，壳体、管程、封头的冲蚀、腐蚀在允许范围 内，管束的堵管数不超过总数的10％，隔板、折流板、防冲板等无严重的扭曲变形。 ８３
管壳式换热器 GB151讲义
管壳式换热器 GB151-1999 一.适用范围 1.型式 固定——P t 、P S 大，△t 小 浮头、U 形——P t 大，△t 大 * 一般不用于MPa P D 5.2>，易燃爆，有毒，易挥发和贵重介质。 结构型式：外填料函式、滑动管板填料函、双填料函式（径向双道） 2.参数 41075.1,35,2600X PN DN MPa P mm D N N ≤?≤≤。参数超出时参照执行。 D N :板卷按内径，管制按外径。 3.管束精度等级——仅对CS ，LAS 冷拔换热管 Ⅰ级——采用较高级，高级精度（通常用于无相变和易产生振动的场合） Ⅱ级——采用普通级精度 （通常用于再沸，冷凝和无振动场合） 不同精度等级管束在换热器设计中涉及管板管孔，折流板管孔的加工公差。 GB13296不锈钢换热管，一种精度，相当Ⅰ级；有色金属按相应标准。 4.不适用范围 受直接火焰加热、受核辐射、要求疲劳分析、已有其它行业标准（制冷、造纸等）P D ＜0.1MPa 或真空度＜0.02MPa
+ 二．引用标准 1.压力容器安全技术监察规程——监察范围，类别划分*等 *按管、壳程的各自条件划类，以其中类别高的为准，制造技术可分别要求。 *壳程容积不扣除换热管占据容积计，管程容积=管箱容积+换热管内部容积。壳程容积=内径截面积X管板内侧间长度。 2. GB150-1998《钢制压力容器》——设计界限、载荷、材料及许用应力、 各受压元件的结构和强度计算。 3.有关材料标准。管材、板材、锻件等 4.有关零部件标准。封头、法兰（容器法兰、管法兰）紧固件、垫片、膨胀 节、支座等 三．设计参数 1.有关定义同GB150 2.设计压力Mpa 分别按管、壳程设计压力，并取最苛刻的压力组合（一侧为零或真空）。 管板压差设计仅适用确能保证管、壳程同时升降压，如1）自换热 2）P t P s 均较高，操作又能绝对保证同时升降压。 3．设计温度℃ 0℃以上，设计温度≥最高金属温度。 0℃以下，设计温度≤最低金属温度。 （一般可参照HG20580《设计基础》）
管壳式换热器的设计和选用的计算步骤
管壳式换热器的设计和选用的计算步骤 设有流量为m h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程： 当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器 结构决定的。可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。 初选换热器的规格尺寸 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数大于0.8，否则应改变流动方式，重 新计算。计算热流量Q及平均传热温差△t m，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列。 计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时N P与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。 核算总传热系数 分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多，应重新估算。 计算传热面积并求裕度 根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右，裕度的计算式为： 某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至128℃，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下： 表4-18设计条件数据
13 管壳式换热器检修规程
管壳式换热器检修技术规程 1. 总则 本规程适用于净化车间的管壳式换热器的检验与检修。 2. 净化现有管壳式换热器的技术性能参数及结构参数。 2.1 中温换热器 管程壳程 工作压力：2.25Mpa 2.25Mpa 设计压力：2.5Mpa 2.5Mpa 工作温度：170/255℃ 265/205℃ 设计温度：170/260℃ 410/210℃ 工作介质：半水煤气变换气 压力试验：3.56Mpa 4.0Mpa 换热面积：647m2 筒体厚度：25/14 材质：OCr18Ni10Ti OCr18Ni10Ti 规格：Dg1200×14/1400×25 Φ19×2 2.2 二段换热器 前段后段 管程壳程管程壳程 设计压力 MPa 2.2 2.2 2.2 2.2 工作温度℃ 250～300 483～462 200～250 462～415 介质二次碱洗气变换气一次碱洗气变换气换热面积m2 65 65 （按管子外径计） 水压试验压力（壳、管程）3.3MPa 筒体规格：Dg1000×20/Dg800×16 Dg1000×20/Dg800×16 筒体材质：12CrMo 12CMro 封头规格：Dg800×16 Dg800×16 封头材质：12CrMo 12CrMo 列管规格：Φ25×2.5 Φ25×2.5 列管数量：U型1163根 U型1163根 设备总高：3331mm 5551mm 2.3 变换气煮沸器 管程壳程 操作压力 Mpa 0.04 2.2 操作温度C 110 155～120 工作介质碳酸钾溶液变换气（饱和） 换热面积（按管子外径计算）：453m2 水压试验压力：2.7Mpa 筒体规格：Dg1300×（16+2）/Dg1100×（14+2）（图标） 筒体材质：复合钢板主体20g＋1Cr18Ni9Ti（图标） 列管规格：Φ25×2 列管材质：1Cr18Ni9Ti
管壳式换热器的有效设计外文翻译
武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)外文资料翻译 原文题目：Effectively Design Shell-and-Tube Heat Exchangers 原文来源：Chemical Engineering Progress February 1998 文章译名：管壳式换热器的优化设计 姓名：xxx 学号：62021703xx 指导教师(职称)：王成刚（副教授） 专业：过程装备与控制工程 班级：03班 所在学院：机电学部
管壳式换热器的优化设计 为了充分利用换热器设计软件，我们需要了解管壳式换热器的分类、换热器组件、换热管布局、挡板、压降和平均温差。 管壳式换热器的热设计是通过复杂的计算机软件完成的。然而，为了有效使用该软件，需要很好地了解换热器设计的基本原则。 本文介绍了传热设计的基础，涵盖的主题有：管壳式换热器组件、管壳式换热器的结构和使用范围、传热设计所需的数据、管程设计、壳程设计、换热管布局、挡板、壳程压降和平均温差。关于换热器管程和壳程的热传导和压力降的基本方程已众所周知。在这里，我们将专注于换热器优化设计中的相关应用。后续文章是关于管壳式换热器设计的前沿课题，例如管程和壳程流体的分配、多壳程的使用、重复设计以及浪费等预计将在下一期介绍。 管壳式换热器组件 至关重要的是，设计者对管壳式换热器功能有良好的工作特性的认知，以及它们如何影响换热设计。管壳式换热器的主要组成部分有：壳体 封头 换热管 管箱 管箱盖 管板 折流板 接管 其他组成部分包括拉杆和定距管、隔板、防冲挡板、纵向挡板、密封圈、支座和地基等。 管式换热器制造商协会标准详细介绍了这些不同的组成部分。 管壳式换热器可分为三个部分：前端封头、壳体和后端封头。图1举例了各种结构可能的命名。换热器用字母编码描述三个部分，例如，BFL 型换热器有一个阀盖，双通的有纵向挡板的壳程和固定的管程后端封头。根据结构
管壳式换热器设计 课程设计
河南理工大学课程设计管壳式换热器设计 学院：机械与动力工程学院 专业：热能与动力工程专业 班级：11-02班 学号： 姓名： 指导老师： 小组成员：
目录 第一章设计任务书 (2) 第二章管壳式换热器简介 (3) 第三章设计方法及设计步骤 (5) 第四章工艺计算 (6) 4.1 物性参数的确定 (6) 4.2核算换热器传热面积 (7) 4.2.1传热量及平均温差 (7) 4.2.2估算传热面积 (9) 第五章管壳式换热器结构计算 (11) 5.1换热管计算及排布方式 (11) 5.2壳体内径的估算 (13) 5.3进出口连接管直径的计算 (14) 5.4折流板 (14) 第六章换热系数的计算 (20) 6.1管程换热系数 (20) 6.2 壳程换热系数 (20) 第七章需用传热面积 (23) 第八章流动阻力计算 (25) 8.1 管程阻力计算 (25) 8.2 壳程阻力计算 (26) 总结 (28)
第一章设计任务书 煤油冷却的管壳式换热器设计：设计用冷却水将煤油由140℃冷却冷却到40℃的管壳式换热器，其处理能力为10t/h，且允许压强降不大于100kPa。 设计任务及操作条件 1、设备形式：管壳式换热器 2、操作条件 （1）煤油：入口温度140℃，出口温度40℃ （2）冷却水介质：入口温度26℃，出口温度40℃
第二章管壳式换热器简介 管壳式换热器是在石油化工行业中应用最广泛的换热器。纵然各种板式换热器的竞争力不断上升，管壳式换热器依然在换热器市场中占主导地位。目前各国为提高这类换热器性能进行的研究主要是强化传热，提高对苛刻的工艺条件和各类腐蚀介质适应性材料的开发以及向着高温、高压、大型化方向发展所作的结构改进。 强化传热的主要途径有提高传热系数、扩大传热面积和增大传热温差等方式，其中提高传热系数是强化传热的重点，主要是通过强化管程传热和壳程传热两个方面得以实现。目前，管壳式换热器强化传热方法主要有：采用改变传热元件本身的表面形状及表面处理方法，以获得粗糙的表面和扩展表面；用添加内物的方法以增加流体本身的绕流；将传热管表面制成多孔状，使气泡核心的数量大幅度增加，从而提高总传热系数并增加其抗污垢能力；改变管束支撑形式以获得良好的流动分布，充分利用传热面积。 管壳式热交换器（又称列管式热交换器）是在一个圆筒形壳体内设置许多平行管子（称这些平行的管子为管束），让两种流体分别从管内空间（或称管程）和管外空间（或称壳程）流过进行热量交换。 在传热面比较大的管壳式热交换器中，管子根数很多，从而壳体直径比较大，以致它的壳程流通截面大。这是如果流体的容积流量比较小，使得流速很低，因而换热系数不高。为了提高流体的流速，可在管外空间装设与管束平行的纵向隔板或与管束垂直的折流板，使管外流体在壳体内曲折流动多次。因装置纵向隔板而使流体来回流动的次数，称为程数，所以装了纵向隔板，就使热交换器的管外空间成为多程。而当装设折流板时，则不论流体往复交错流动多少次，其管外空间仍以单程对待。 管壳式热交换器的主要优点是结构简单，造价较低，选材范围广，处理能力大，还能适应高温高压的要求。虽然它面临着各种新型热交换器的挑战，但由于它的高度可靠性和广泛的适应性，至今仍然居于优势地位。 由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两流体温度相差较大，换热器内将产生很大的热应力，导致管子弯曲、断裂或从管板上拉脱。因此，当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，
《管壳式换热器机械设计》参考资料
1前言 (1) 概述 (1) 换热器的类型 (1) 换热器 (1) 设计的目的与意义 (2) 管壳式换热器的发展史 (2) 管壳式换热器的国内外概况 (3) 壳层强化传热 (3) 管层强化传热 (3) 提高管壳式换热器传热能力的措施 (4) 设计思路、方法 (5) 换热器管形的设计 (5) 1.8.2换热器管径的设计 (5) 1.8.3换热管排列方式的设计 (5) 1.8.4 管、壳程分程设计 (5) 1.8.5折流板的结构设计 (5) 1.8.6管、壳程进、出口的设计 (6) 选材方法 (6) 1.9.1 管壳式换热器的选型 (6)
流径的选择 (8) 1.9.3流速的选择 (9) 1.9.4材质的选择 (9) 1.9.5 管程结构 (9) 2壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 (11) 管径 (11) 管子数n (11) 管子排列方式，管间距的确定 (11) 换热器壳体直径的确定 (11) 换热器壳体壁厚计算及校核 (11) 3换热器封头的选择及校核 (14) 4容器法兰的选择 (15) 5管板 (16) 管板结构尺寸 (16) 管板与壳体的连接 (16) 管板厚度 (16) 6管子拉脱力的计算 (18) 7计算是否安装膨胀节 (20) 8折流板设计 (22)
9开孔补强 (25) 10支座 (27) 群座的设计 (27) 基础环设计 (29) 地角圈的设计 (30) 符号说明 (32) 参考文献 (34) 小结 (35)
2 壳体直径的确定与壳体壁厚的计算 管径 换热器中最常用的管径有φ19mm ×2mm 和φ25mm ×。小直径的管子可以承受更大 的压力，而且管壁较薄；同时，对于相同的壳径，可排列较多的管子，因此单位体积的传热面积更大，单位传热面积的金属耗量更少。所以，在管程结垢不很严重以及允许压力降较高的情况下，采用φ19mm ×2mm 直径的管子更为合理。如果管程走的是易结垢的流体，则应常用较大直径的管子。 标准管子的长度常用的有1500mm ，2000mm ，2500mm ， 3000m,4500,5000,6000m,7500mm,9000m 等。换热器的换热管长度与公称直径之比一般为4 —25,常用的为6—10 选用Φ25×的无缝钢管，材质为20号钢，管长。 管子数n L F n d 均π= (2-1) ()根均5035 .40225.014.3160 F L =??= = ∴ n d n π 其中安排拉杆需减少6根，故实际管数n=503-6=497根 管子排列方式，管间距的确定 采用正三角形排列，由《化工设备机械基础》表7-4查得层数为12层，对角线上 的管数为25，查表7-5取管间距a=32mm. 换热器壳体直径的确定 l b a D i 2)1(+-= (2-2) 其中壁边缘的距离为最外层管子中心到壳 l 取d l 2=，()m m 8682522)125(32=??+-?=i D ，
管壳式换热器的检修
９７ 科技资讯 科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ２００９ ＮＯ．２２ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 动力与电气工程 化工工业中不同介质之间存在有大量热交换，其中很大部分的热交换是通过换热器来完成的。换热设备是化肥，化工，炼油工业及其他许多工业部门应用最广泛的设备，在化工企业的建设中换热设备占总投资很大比重。因此保证换热设备安全运行对其维护和检修质量是非常重要的。 １ 管壳式换热器的类型特点 常用的管壳式换热器有固定管饭式、浮头式和“Ｕ”型管式。 （１）固定管板式换热器是将两端管板直接与壳体焊接在一起。主要由外壳、管板、管束、封头等主要部件组成。壳体中设置有管束，管束两端采用焊接、胀接或胀焊并有的方法将管子固定在管板上，管板外周围和封头法兰用螺栓紧固。固定管板式换热器的结构简单、造价低廉、制造容易、管程清洗检修方便，但壳程清洗困难，管束制造后有温差应力存在。当换热管与壳体有较大温差时，壳体上还应设有膨胀节。 （２）浮头式换热器一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，也就是壳体和管束热膨胀可自由。故管束和壳体之间没有温差应力。一般浮头可拆卸，管束可以自由地抽出和装入。浮头式换热器的这种结构可以用在管束和壳体有较大温差的工况。管束和壳体的清洗和检修较为方便，但它的结构相对比较复杂，对密封的要求也比较高。 （３）Ｕ形管式换热器是将换热管炜成Ｕ形，两端固定在同一管板上。由于壳体和换热管分开，换热管束可以自由伸缩，不会由于介质的温差而产生温差应力。Ｕ形管换热器只有一块管板，没有浮头，结构比较简单。管束可以自由的抽出和装入，方便清洗，具有浮头式换热器的优点，但由于换热管做成半径不等的Ｕ形弯，最外层换热管损坏后可以更换外，其它管子损坏只能堵管。同时，它与固定管板式换热器相比，由于换热管受弯曲半径的限制它的管束中心部分存在空隙，流体很容易走短路，影响了传热效果。 ２ 管壳式换热器的失效形式 换热器常见的损坏形式是腐蚀而泄 露，壳体减薄。腐蚀的部位主要在换热管、换热管与管板的连接处及壳体。２．１换热管的腐蚀 换热管的腐蚀有两种情况。一种是管 内和管外介质对管壁的腐蚀，使得整个管壁减薄。另一种是管壁的局部腐蚀，特别在换热管入口的管段腐蚀。另外，由于换热管在轧制过程本身存在质量缺陷，如夹渣、裂缝、夹皮和气孔等，材质不均匀造成介质对管板的点蚀，使用后缺陷暴露而导致换热管减薄泄漏。 ２．２管子与管板连接处的腐蚀 换热管与管板的连接形式有胀接，焊接或者胀接焊接并有。换热器运转一段时期后，封口焊缝的腐蚀或经腐蚀将封口焊缝的内部缺陷暴露而发生泄漏。另一种情况是因操作中冷热交变应力的影响或本身质量差，致使胀接处出现松弛而发生泄漏。由于胀接、焊接的应力存在，很容易在管板、胀焊区发生裂纹，特别是在有应力腐蚀的场合。另外换热管的管口因胀接时材料冷作硬化或管子与管板封口焊接的热输入量的影响，管口处耐腐蚀能力降低而产生腐蚀泄漏。再有换热管因管头退火处理不当或换热管材质塑性不好，管子胀接后管头出现裂纹，使用后缺陷扩展而导致泄漏。２．３壳体的腐蚀 壳体的腐蚀有整体减薄，由于材质不均匀等缺陷造成的局部腐蚀和点蚀。当壳体材质与折流板等不同材质其他元件长期接触时，在接触部位很容易产生电化学腐蚀。另外，壳体的焊接部位对于不锈钢材质的壳体材料不可避免的容易产生晶间贫铬从而增加了晶间腐蚀的可能。再者由于焊接应力的存在，在有应力腐蚀的介质中也容易产生应力腐蚀。 ３ 换热管及封管泄漏的检查 常用的检验方法有水压试验检查法，气压试验检验法，氨渗漏试验检查法。另外有些专业检修单位还可以对管子进行涡流探伤。 ３．１水压试验检查法 换热器灌水后发现管子本身泄漏或有明显的漏点，应先修理后再进行试验。在试压检查时需注意：（１）检查设备有无损伤和变形，确认无异常现象，且外表面保持干燥。配设压力试验临时管线，建立试压系统，应能保证充水、完全放空和排水。（２）换热设备液压试验充液时，应从高出将空气排干净。（３）压力试验，必须采用两个量程相同，经过校验，并在有效期内的压力表。压力表的量程宜为试验压力的２倍。但不得低于１．５倍和 高于３倍，精度不得低于１．５级，表盘直经不 得小于１００ｍｍ。（４）压力表应安装在换热设备的最高处和最低处，试验压力值应以最高处的压力表读数为准，并用最低处的压力表读数进行校核。（５）液压试压时，压力应缓慢上升，达到试验压力后，保压时间不应少于３０ｍｉｎ，然后将压力降至设计压力，保持足够长的时间对所有焊缝和检查。（６）对于不锈钢材料还应控制水中Ｃｌ离子的含量不超过２５ＰＰｍ。（７）出现泄露有时会出现由上而下一片换热管接头出现泄漏的情况，这可能是假象，必须找到真正的漏点。３．２气压试验检验法 气压试验检验法与水压试验法类似，由于气压试验相对与水压试验危险程度比较高，因此除以上注意事项之外，还需注意试压是要缓慢升压，升压过程中需严密监视设备的外观变形情况，有无异常响声。试验压力比水压试验较低。然后用肥皂水检查焊缝及管板封管部位。发现漏点做好标记，泄压检修。 ３．３氨渗漏试验检查法 对于工作压力较高密封要求严或管程工作压力高于壳程工作压力的换热器。采用水压试验壳体不能达到承受试验压力。可采用氨渗漏的方法进行检查。壳体应先用氮气进行置换，因为氨在空气中的爆炸极限以体积计算为１５％～２８％，所以要求置换气体的体积为置换空间的３倍～５倍。置换好后充氮气至０．２ＭＰａ，再充氨气达０．２３５ＭＰａ进行氨渗漏试验，将湿的酚酞试纸贴于管板上。试纸变红处说明有氨气泄露，做好标记对泄露部位处理。氨渗漏试验需注意：（１）由于压力低，对于极小的渗漏，检验时间（保压时间）将是相当长的，一般情况约为１０小时～ｌ２小时。（２）试验完毕，仍然要用氮气置换合格，排放的氨需要插入水中吸收，不能直接排入空气中，以免造成环境污染或人员伤害。 ４ 换热器的检修 ４．１堵管 经过试压试验或经氨试漏检查出由于腐蚀而泄露的换热管简单的方法就是堵管。对于管口比较规整的管子，换热管与管板为焊接形式可以将堵头加工成圆柱状，一端打盲孔的形式，这样堵头与管板焊接时焊接变形主要集中在堵头上，减少管板的焊接应力。对于换热管与管板为胀接形 管壳式换热器的检修 王岗波 （中国化工沧州大化集团机修车间 河北沧州 ０６１０００） 摘 要：本文摘要介绍了管壳式换热器的结构类型特点，失效形式及试压方法，简要介绍了对换热器检修方法及注意事项。关键词：管壳式换热器 换热管 腐蚀 检修中图分类号：ＴＱ０５文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２００９）０８（ａ）－００９７－０２
标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤(精)
标准系列化管壳式换热器的设计计算步骤 （1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 （2）计算传热量，并确定第二种流体的流量 （3）确定流体进入的空间 （4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 （5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核 （6）选取经验传热系数 （7）计算传热面积 （8）查换热器标准系列，获取其基本参数 （9）校核传热系数，包括管程、壳程对流给热系数的计算。假如核算的K与原选的经验值相差不大，就不再进行校核。若相差较大，则需重复（6）以下步骤 （10）校核有效平均温度差 （11）校核传热面积 （12）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。 非标准系列化列管式换热器的设计计算步骤 （1）了解换热流体的物理化学性质和腐蚀性能 （2）计算传热量，并确定第二种流体的流量 （3）确定流体进入的空间 （4）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据 （5）计算有效平均温度差，一般先按逆流计算，然后再校核 （6）选取管径和管内流速 （7）计算传热系数，包括管程和壳程的对流传热系数，由于壳程对流传热系数与壳径、管束等结构有关，因此，一般先假定一个壳程传热系数，以计算K，然后再校核 （8）初估传热面积，考虑安全因素和初估性质，常采用实际传热面积为计算传热面积值的1.15~1.25倍（9）选取管长 （10）计算管数 （11）校核管内流速，确定管程数 （12）画出排管图，确定壳径和壳程挡板形式及数量等 （13）校核壳程对流传热系数 （14）校核平均温度差 （15）校核传热面积 （16）计算流体流动阻力。若阻力超过允许值，则需调整设计。 甲苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列） 一、设计任务 1.处理能力： 2.376×104t/a正戊烷； 2.设备形式：立式列管式冷凝器。 二、操作条件 1.正戊烷：冷凝温度51.7℃，冷凝液于饱和温度下离开冷凝器； 2.冷却介质：为井水，流量70000kg/h，入口温度32℃； 3.允许压降：不大于105Pa； 4.每天按330天，每天按24小时连续运行。 三、设计要求 选择适宜的列管式换热器并进行核算。 附：正戊烷立式管壳式冷却器的设计——工艺计算书（标准系列）
板式换热器清洗方法
板式换热器清洗方法 点击次数：252 发布时间：2009-5-9 18:45:59 近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供 热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。但 由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热 器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。因此，解决板式 换热器的清洗，防止水垢的形成，将成为确保安全生产和经济运行的重要课题。 1.板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。 2 板式换热器结垢的清洗方式 2.1 清洗剂的选择 清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有:草酸、甲酸等。无机酸主要有:盐酸、硝酸等。根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出:. 1）换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。 2）换热器材质为镍钦合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。 通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加人缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。 通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。 2.2 清除水垢的基本原理
管壳式换热器的制造检验要求
管壳式换热器的制造检验 要求 The final revision was on November 23, 2020
管壳式换热器的制造、检验要求 作为压力容器管壳式换热器制造、检验及验收应符合GB150的要求，但同时也要符合换热器本身的特殊要求。 一、焊接接头分类 与一般压力容器类似，管壳式换热器也将主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类，如图7-1所示（教材P192）。 A类接头为筒体、前后管箱或膨胀节的轴向焊缝； Ｂ类接头为筒体、前后管箱或膨胀节的周向焊缝或带径发兰与接管的对接环向焊缝； Ｃ类接头为筒体或前后管箱与无径发兰或无径发兰与接管的平焊环向焊缝； Ｄ类接头为接管与筒体或前后管箱的环向焊缝。 二、零部件制造要求 1．管箱与壳体 壳体内径允许偏差： 对于用板材卷制的壳体，起内径允许偏差可通过控制外圆周长的方式加以控制，外圆周长的允许上偏差为10mm，下偏差为零。 2．圆度： 壳体同一断面上的最大直径和最小直径之差e应符合以下要求： 对于公称直径DN（以mm为单位）不大于1200mm的壳体：e≤min（%DN，5）mm；对于公称直径DN（以mm为单位）大于1200mm的壳体：e≤min（%DN，7）mm。 3．直线度：
壳体沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位（即通过中心线的水平面和垂直面处）测量的壳体直线度允许偏差应满足以下要求： 当壳体总长L≤6000mm时，直线度允许偏差≤min (L/1000， mm； 当壳体总长L＞6000mm时，直线度允许偏差≤min (L/1000，8) mm。 热处理要求`：碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头平盖、侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，焊后需作清除应力处理，有关密封面在热处理后加工。 4．其它要求： 壳体在制造中应防止出现影响管束顺利安装的变形。有碍管束装配的焊缝应磨至与母材表面平齐。接管、管接头等不应伸出管箱、壳体的内表面。 （解释圆度、直线度） 5．换热管 （1）换热管的拼接： 当换热管需拼接时其对接接头应作焊接工艺评定。对于直管，同一根换热管的对接焊缝不得超过一条；对于U形管，对接不得超过两条，拼接管段的长度不得小于300mm，U形管段及其相邻的至少50mm直管段范围内不得有拼接焊缝。 换热管拼接接头的对接错边量不超过管壁厚度的15%，且小于，拼接后的直线度以不影响穿管为准。 对接后的换热管按表7-7选取钢球直径进行通球检查，以钢球通过为合格 换热管拼接接头应进行射线抽样检测，抽样数量应不少于接头数量的10%且不少于一条，满足JB4730中的Ⅱ级为合格，如有一条焊缝不合格，则应加倍抽样，仍出现不合格焊缝时，则应100%检查。。对接后的换热管应以2倍的设计压力为试验压力进行液压试验。
管壳式换热器设计说明书
1．设计题目及设计参数 (1) 1.1设计题目：满液式蒸发器 (1) 1.2设计参数： (1) 2设计计算 (1) 2.1热力计算 (1) 2.1.1制冷剂的流量 (1) 2.1.2冷媒水流量 (1) 2.2传热计算 (2) 2.2.1选管 (2) 2.2.2污垢热阻确定 (2) 2.2.3管内换热系数的计算 (2) 2.2.4管外换热系数的计算 (3) 2.2.5传热系数 K计算 (3) 2.2.6传热面积和管长确定 (4) 2.3流动阻力计算 (4) 3．结构计算 (5) 3.1换热管布置设计 (5) 3.2壳体设计计算 (5) 3.3校验换热管管与管板结构合理性 (5) 3.4零部件结构尺寸设计 (6) 3.4.1管板尺寸设计 (6) 3.4.2端盖 (6) 3.4.3分程隔板 (7) 3.4.4支座 (7) 3.4.5支撑板与拉杆 (7) 3.4.6垫片的选取 (7) 3.4.7螺栓 (8) 3.4.8连接管 (9) 4．换热器总体结构讨论分析 (10) 5．设计心得体会 (10) 6．参考文献 (10)
1．设计题目及设计参数 1.1设计题目：105KW 满液式蒸发器 1.2设计参数： 蒸发器的换热量Q 0=105KW ； 给定制冷剂：R22； 蒸发温度：t 0=2℃，t k =40℃， 冷却水的进出口温度： 进口1t '=12℃; 出口1 t " =7℃。 2设计计算 2.1热力计算 2.1.1制冷剂的流量 根据资料【1】，制冷剂的lgp-h 图：P 0=0.4MPa ，h 1=405KJ/Kg ，h 2=433KJ/Kg ， P K =1.5MPa ，h 3=h 4=250KJ/Kg ，kg m 04427.0v 3 1=，kg m v 3 400078.0= 图2-1 R22的lgP-h 图 制冷剂流量s kg s kg h h Q q m 667 .0250 4051054 10=-= -= 2.1.2冷媒水流量 水的定性温度t s =（12+7）/2℃=9.5℃,根据资料【2】附录9，ρ=999.71kg/m 3 ,c p =4.192KJ/(Kg ·K)
管壳式换热器传热计算示例(终)-用于合并
管壳式换热器传热设计说明书 设计一列管试换热器，主要完成冷却水——过冷水的热量交换设计压力为管程（表压），壳程压力为（表压），壳程冷却水进,出口温度分别为20℃和50℃，管程过冷水进，出口温度分别为90℃和65℃管程冷水的流量为80t/h。 2、设计计算过程： （1）热力计算 1)原始数据： 过冷却水进口温度t1′=145℃； 过冷却水出口温度t1〞=45℃； 过冷却水工作压力P1=（表压） 冷水流量G1=80000kg/h； 冷却水进口温度t2′=20℃； 冷却水出口温度t2〞=50℃； 冷却水工作压力P2= Mp a（表压）。改为冷却水工作压力P2= Mp 2)定性温度及物性参数： 冷却水的定性温度t2=( t1′+ t1〞)/2=(20+50)/2=35℃； 冷却水的密度查物性表得ρ2= kg/m3； 冷却水的比热查物性表得C p2= kJ/kg.℃ 冷却水的导热系数查物性表得λ2= W/m.℃ 冷却水的粘度μ2=×10－6 Pa·s； 冷却水的普朗特数查物性表得P r2=； 过冷水的定性温度℃； 过冷水的密度查物性表得ρ1=976 kg/m3； 过冷水的比热查物性表得C p1=kg.℃； 过冷水的导热系数查物性表得λ1=m.℃； 过冷水的普朗特数查物性表得P r2； 过冷水的粘度μ1=×10－6 Pa·s。 过冷水的工作压力P1= Mp a（表压） 3)传热量与水热流量 取定换热器热效率为η=； 设计传热量： 过冷却水流量： ； 4)有效平均温差 逆流平均温差：
根据式（3-20）计算参数p、R: 参数P： 参数R： 换热器按单壳程2管程设计，查图3—8得温差校正系数Ψ=； 有效平均温差： 5)管程换热系数计算： 附录10，初定传热系数K0=400 W/m.℃； 初选传热面积： m2； 选用φ25×无缝钢管作换热管； 管子外径d0=m； 管子内径d i=×=0.02 m； 管子长度取为l=3 m； 管子总数： 取720根管程流通截面积： m2 管程流速： m/s 管程雷诺数： 湍流管程传热系数：（式3-33c） 6)结构初步设计： 布管方式见图所示: 管间距s=0.032m（按GB151,取）； 管束中心排管的管数按所给的公式确定： 取20根；
管壳式换热器管程机械清洗的施工技术
管壳式换热器管程机械清洗的施工技术 摘要：管壳式换热器在石油化工、电力、轻工、制药、冶金能源等工业生产中应用十分广泛，特别是在石油化工装置中管壳式换热器的使用数量基本上占总数的30%～ 40%左右，管壳式换热器在长期运行后，管程内部会形成污垢，使热交换器内部通 道截面变小甚至堵塞。造成冷却水流量不足和压力降低，引起停车等。本文分析 总结了管壳式换热器结垢成分，常用除垢方法的优缺点，选择较为合适的机械清 洗方法。 关键词：管壳式换热器管程机械清洗方法 1 工程概况 福建漳州海顺德特种油品有限公司2016年大检修项目中，已庚烷车间共有10台管壳式换热器管程需要检查、清洗、除垢，业主工期要求15天。 （2）换热器型号说明 根据GBT151-2014《热交换器》标准中的第6.2条款的规定：换热器型式用字母表示为XXXDN-Pt/Ps-A-LN/d-Nt/NsⅠ（Ⅱ）：第一个X代表前端管箱形式；第二个X代表壳体形式；第三个X代表后端结构形式；DN代表公称直径Pt/Ps代表管/壳程设计压力；A代表换热面积；LN/d代表换热管公称长度、换热管外径；Nt/Ns代表管/壳程数；Ⅰ代表采用高级或较高级冷拔钢管，Ⅱ代表采用普通冷拔钢管。 这10台换热器的管箱结构型式有平盖管箱和封头管箱两种，均为钩圈式单壳程浮头换热器，属于管壳式换热器的一种，换热管公称长度均为6米、外径为25 mm。 2 管壳式换热器结垢成分分析 这10台钩圈式单壳程浮头换热器的管程物料均为水，壳程物料均为各种油性物料，所以只需对管程进行除垢。换热面上的污垢是由多种污垢混合在一起的，结垢成分分析如下：（1）冷却水系统中过于饱和的钙镁盐类受温度、pH值等影响，结晶后沉积在换热器表面，形成结晶样水垢； （2）换热器冷却水系统中的一些微生物，在换热器换热表面形成生物垢； （3）流体中悬浮的同体颗粒在换热面上的积聚形成颗粒垢体； （4）系统中的腐蚀产物包括电化学产物和原电池腐蚀产物等，如氧化物、硫化物、水化物和氰化物等，即换热介质腐蚀换热器换热面，腐蚀物沉积在受热面上形成腐蚀性污垢； （5）生产过程中物料泄漏造成的污垢。
(完整版)管壳式换热器简介及其分类
管壳式换热器简介及分类 概述 换热器是在具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产中，换热器的主要作用是使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要。换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空以及其他许多工艺部门广泛使用的一种通用设备。在华工厂中，换热器的投资约占总投资的10%-20%；在炼油厂中该项投资约占总投资的35%-40%。 目前，在换热器中，应用最多的是管壳式换热器，他是工业过程热量传递中应用最为广泛的一种换热器。虽然管壳式换热器在结构紧凑型、传热强度和单位传热面的金属消耗量无法与板式或者是板翅式等紧凑换热器相比，但管壳式换热器适用的操作温度与压力范围较大，制造成本低，清洗方便，处理量大，工作可靠，长期以来人们已在其设计和加工方面积累了许多经验，建立了一整套程序，人么可以容易的查找到其他可靠设计及制造标准，而且方便的使用众多材料制造，设计成各种尺寸及形式，管壳式换热器往往成为人们的首选。 近年来，由于工艺要求、能源危机和环境保护等诸多因素，传热强化技术和换热器的现代研究、设计方法获得了飞速发展，设计人员已经开发出了多种新型换热器，以满足各行各业的需求。如为了适应加氢装置的高温高压工艺条件，螺纹锁紧环换热器、Ω密封环换热器、金属垫圈式换热器技术获得了快速发展，并在乙烯裂解、合成氨、聚合和天然气工业中大量应用，可达到承压35Mpa、承温700℃的工艺要求；为了回收石化、原子能、航天、化肥等领域使用燃气、合成气、烟气等所产生的大量余热，产生了各种结构和用途的废热锅炉，为了解决换热器日益大型化所带来的换热器尺度增大，震动破坏等问题，纵流壳程换热器得到飞速的发展和应用；纵流壳程换热器不仅提高了传热效果，也有效的克服了由于管束震动引起的换热器破坏现象。另外，各种新结构的换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器等也大量涌现。 管壳式换热器按照不同形式的分类 工业换热器通常按以下诸方面来分类：结构、传热过程、传热面的紧凑程度、所用材料、
管壳式换热器设计讲解
目录 任务书 (2) 摘要 (4) 说明书正文 (5) 一、设计题目及原始数据 (5) 1.原始数据 (5) 2.设计题目 (5) 二、结构计算 (5) 三、传热计算 (7) 四、阻力计算 (8) 五、强度计算 (9) 1.冷却水水管 (9) 2.制冷剂进出口管径 (9) 3.管板 (10) 4支座 (10) 5.密封垫片 (10) 6.螺钉 (10) 6.1螺钉载荷 (10) 6.2螺钉面积 (10) 6.3螺钉的设计载荷 (10) 7.端盖 (11) 六、实习心得 (11) 七、参考文献 (12) 八、附图
广东工业大学课程设计任务书 题目名称 35KW 壳管冷凝器 学生学院 材料与能源学院 专业班级 热能与动力工程制冷xx 班 姓 名 xx 学 号 xxxx 一、课程设计的内容 设计一台如题目名称所示的换热器。给定原始参数： 1. 换热器的换热量Q= 35 kw; 2. 给定制冷剂 R22 ; 3. 制冷剂温度 t k =40℃ 4. 冷却水的进出口温度 '0132t C =" 0136t C = 二、课程设计的要求与数据 1）学生独立完成设计。 2）换热器设计要结构合理，设计计算正确。(换热器的传热计算, 换热面积计 算, 换热器的结构布置, 流体流动阻力的计算)。 3）图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细分明，符号国家标准，尺寸标注规范，使用计算机绘图。 4）说明书要求： 文字要求：文字通顺，语言流畅，书写工整，层次分明，用计算机打印。 格式要求： （1）课程设计封面；（2）任务书；（3）摘要；（4）目录；（5）正文，包括设计的主要参数、热力计算、传热计算、换热器结构尺寸计算布置及阻力计算等设计过程；对所设计的换热器总体结构的讨论分析；正文数据和公式要有文献来源编号、心得体会等；（6）参考文献。 三、课程设计应完成的工作 1）按照设计计算结果，编写详细设计说明书1份； 2）绘制换热器的装配图1张，拆画关键部件零件图1～2张。