管壳式换热器的常见问题
管壳式换热器的检修方法与维护措施探析

管壳式换热器的检修方法与维护措施探析摘要:石油化工生产过程中最普遍的设施之一就是换热器,其是由外壳、管板、管束、顶板等部位构成,其功能是能够保证石油化工在生产过程中始终处于最合适的环境之中、管壳式换热器是以安装在管壳内的管束作为热量传输的导体,将液体的热量传输至冷液体的间壁式换热器之中,管壳式换热器的日常检查与维修在化工生产中不可或缺。
关键词:管壳式换热器;检修方法;维护措施引言石油化工生产过程中,常常需要进行加热或冷却;当一种流体与另一种流体进行换热但是不允许二者混合时,需要在间壁换热器中进行热交换。
间壁换热器的种类很多,包括套管换热器、蛇管换热器、管壳式换热器和板式换热器等。
其中,管壳式换热器由于传热面积大、传热效果好、适合的温度和压力区间大以及可靠性强的特点,成为实际生产中应用较为广泛的换热设备。
本文针对管壳式换热器在实际设计中出现的问题进行分析。
1管壳式换热器故障分析1.1腐蚀故障目前所使用的管壳式换热器受到使用环境因素等因素的影响,极易发生腐蚀故障,影响设备的使用性能。
常见的腐蚀部分,包括隔板和折叠面板。
如果腐蚀问题得不到及时处理,可能会影响设备的使用,甚至使其报废。
因此,需要进行防腐处理,以避免设备性能下降。
1.2降低故障的传热效率根据管壳式换热器的生产工艺特点,换热器效率降低的原因是换热器堵塞污物,换热器中介质的速度或工艺降低。
(1)根据换热器污物形成过程,可分为六大类:液体中的固体颗粒沉积在换热器表面形成颗粒污物;由于溶液溶解度的变化,晶体沉淀在热交换器表面,通过沉淀形成晶体杂质;热交换器表面吸附微生物和大型生物的生物沉积;因流体中的某些化学反应而在换热器表面形成的化学反应杂质;多组分溶液中的高溶剂成分和纯液体在换热器表面凝固形成固化的杂质;换热器表面材料被腐蚀腐蚀形成腐蚀性污物。
一般来说,管壳式换热器中的污物是两种或多种污染物相互作用和影响形成的污物混合物。
(2)在一定程度上,可根据需要在换热器中安装隔板,使整个管道可分为两个或多个塔。
管壳式换热器故障维修方法

管壳式换热器是常用的工业设备,用于进行热量传递。
如果管壳式换热器出现故障,可以采取以下维修方法:
1. 检查故障现象:首先需要对换热器进行全面的检查,确定故障现象和位置,包括是否存在漏水、渗漏、堵塞等情况。
2. 清洁换热器:如果发现换热器表面有污垢或结垢,可采用化学清洗或机械清洗的方法清洁换热器,恢复换热效率。
3. 检修密封件:检查换热器的密封件,如密封圈、密封垫等,确保其完好无损,如有损坏需及时更换,以防止漏水。
4. 检查管道连接:检查换热器的管道连接处是否存在松动或漏水情况,必要时重新紧固连接件或更换密封件。
5. 检修管束:检查换热器管束是否存在堵塞或腐蚀情况,如有需要进行清洗或更换受损的管束。
6. 测试压力:在完成维修后,进行压力测试,确保换热器的密封性和安全性,避免发生漏水或其他安全隐患。
7. 调试运行:在确认换热器维修完毕后,进行调试运行,观察换热
效果和运行情况,确保故障已经排除。
8. 预防维护:定期对管壳式换热器进行预防性维护,包括清洁、检查密封件、检查管束等,延长设备的使用寿命和保证换热效率。
需要注意的是,在维修过程中,应严格遵守相关操作规程和安全操作规范,确保维修人员和设备的安全。
如遇到复杂故障或需要专业技术支持时,可以寻求厂家或专业维修机构的帮助。
管壳式换热器设计中易出现的问题

Do n g P e n g Ko n g Qi a o l i Ya n g Ya h u i
( Xi ’a n Ya j i a n P e t r o c h e mi c a l E q u i p me n t CO. , Lt d )
Abs t r a c t : Thi s p a p e r s u mma r i z e s t h e d e s i gn o f t h e t u b ul a r he a t e x c h a ng e r s , s ome c o mmo n pr o bl e ms Th r o ug h t o t h e s e q ue s t i o ns f ur t he r i n t e r pr e t a t i o n, c a n pa y a t t e nt i on t o r e mi n d e v e r yb od y i n t h e l a t e wo r k
进行 设计 时 ,设 计者 虽 以本标 准作 为设 计依 据 , 但 常 常会 因 设计 人 员 知识 匮乏 ,对 标 准法规 的 理解 不到 位 ,导致 设计 不合 理 、取值 有 误等 问题 发生 。以下 是我 平常 在换 热器 设 汁中积 累到 的 问题 ,通过 对 这些 问题 的进 一步阐述解 释 ,希望在 以后 的工作 中能 够对 大家有所 帮助 。 二 、 问 题 概 况 1 . 管 板材 料 由板 材 代 替锻 件 ,或 者是 由锻 件代 替 板材 后 没有 重新 进行 强度校核 管 板 一般情 况 用锻 件优 于用 钢板 ,但 用锻 件 的成 本要 高很 多 ,故 在条件 不苛 刻时 ,管板用 板材 。一般规 定如下 : 1 . 1 厚 度很大 而不能 确保质 量要 求时 , 宜 采 用锻件 。 因厚钢板 会有 分层 、夹杂 等缺陷 及性能 指标波 动大 等问题 。 1 . 2 管板 以 凸肩形式 与圆筒 相对 接时 ,必须 采用锻 件 。为避免 凸 肩 处可 能 产生 的 夹渣 、分层 及 改善 凸肩处 纤 维受 力 状况 ,减 小加 工 量 , 节省材 料 ,采用 凸肩与管 板直接 锻造 出来的整体 锻件 来制造 管板 。 1 3厚 度大于 6 0 mm 的管板 宜采用 锻件 。 由于 各种 原因 ,制 造厂临 时用板 材代 替锻件 ,或 者是 由锻件 代替 板材 , 这种 做 法是 万不 能取 的 。一定 注 意 同一 材料 ,同一厚 度 ,同一 设 汁温 度 下板材 与锻 件 的许 用应 力是 不 同的 。一般 来说 ,厚 度相 同时 ,板 材
浅析管壳式换热器设计、制造中几个常见问题

简 要的 探讨 。
一
、
一
设 计 标 准 的 选 用
些 换 热器 的设 计人 员对 设计 、制 造标 准 不熟 悉 ,对 新 老标 准 的
替换不 了解 ,使 得 在换 热器 设计 时对 标准 选用 不正 确 。例如 :高压管 壳 式换 热器 用换 热管 应选 用 G B 6 4 7 9 — 2 0 0 0 标 准 , 而 不 选 用 GB 9 9 4 8 — 2 0 0 6 标 准 。当设 备水 压 试验 压 力大 于 2 0 MP a 时 ,技术 要求 中应提 出 “ 换 热管应 能承受 设备 水压试 验压力值 的压 力” ,以免换 热管 按照 G B 6 4 7 9 — 2 0 0 0 标 准 采 购时 ,因无特 殊 说 明 ,使 得 采 购 的换 热 管
代 ,换热 器 的强 度 计算 ,施工 图 的绘 制均 实现 了 电脑化 ,且产 品的生 产 制造 实现 了机 械化 ,从 而使 得设 计 、制 造人 员忽 视 了操 作 过程 中 的 些 问题 ,本文 针对 管壳 式换 热器 设 计 ,制造 中的 几个 常见 问题 进行
一
设 备用 钢级 别 的提 高 ,其 对应 力腐 蚀开 裂 的敏感 度就越 高 ,此 时若将
性 来说 ,则 需要 增 加钢 中的含 碳 量 。因此 ,这类 “ 以优 代 劣 ”需要特 别注意 设备 的设计温度 ,必要 时需重新 计算 。 综 上所 述 ,材料 代用所 带 来的 利弊 问题是 比较 复杂 的 ,在进 行 代 符 合该 标 准 ( 最 大试 验压 力位 2 0 MP a ) 而实 际却不 能满 足 设备 水压 试 用 时 ,必 须 取得 原 设计 单位 的 许可文 件 ,并 对 改动 部位 作 详 细记 载 , 验 要 求 的 问 题 产 生 。 同 时在 设 备 法 兰 标 准 选 用 上 ,仍 选 用 同时 ,由原 设计 单位 对材 料 代用 的可行 性和 影 响进行 综合 考虑 ,之 后 J B / T 4 7 0 0 — 2 0 0 0 ,而 不 选 用最 新 的 标 准 N B / T 4 7 0 2 0 — 2 0 1 2 , 按 照 方 可 决定 其 代用 是 否可 行 ,并对 可 实施 材料 代 用 的设 备 的焊 接工 艺 、 检 测方 法 等作相 应 的调 整 ,尽 可能 的消 除和 减 少 由材 料代 用所 产生 的 J B / T 4 7 0 0 — 2 0 0 0 ,材 料 Q 2 3 5 A和 1 5 Mn V R仍 可 以用于 制作 设备 法兰 , 而在 新标 准 N B / T 4 7 0 2 0 — 2 0 1 2中已经取 消 了这 两种 材 料用 于制 作设 备 不 利影 响。 法 兰。正 是因 为设 计人 员 的这种 对新 老标 准 替换 的不 了解 ,造 成制造 三 、管板 与换 热管 的连接形式 换 热管 构成 换热器 的传热 面 ,换热 管的规 格和 形状 对 传热 有很 大 厂家不 必要 的损失 。 的影 响 。根 据操 作 温度 、压 力 、介 质 等因素 ,选 用不 同规 格和 形状 的 二 、 材 料 的 代 用 尽管 《 固 定式 压力 容器 安全 技术 监督 规程》 和 《 压力容 器》 对材 料代 用做 出了 相关 规定 ,但 是在 换热 器 的设 计 、制 造 中常 常会 因为材 料采 购 困难等 因素 而 出现材 料代 用 的现 象 ,而 在实 际操 作 中 由材料代 用所 引发 的一些 问题却容 易被人 们忽视 。
管壳式换热器出现的问题及解决措施

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l j l 王 _ 强’ l 贾文 静 ≯ ≯ ≥ ( 南车玉 柴; 四 川 发动 机股份 有 限公 司 。 , 四 川 资阳 6 4 1 3 0
摘要 :阐述了各种管壳 式换 热器所共 有的热补偿 、振动及蚀损 问题 ,并介 绍 了防止 、减小或补救等解决措施 。 关键词 :管壳式 ;换热器 ;问题 ;解 决措 施
中 图 分 类 号 :T K 4 0 3 文 献 标 识 码 :B 文章 编 号 :1 0 0 0—6 4 9 4( 2 0 1 4) 叭 一 0 0 1 4—0 5
S h e l l a nd Tu b e He a t Ex c ha ng e r ’ S Pr o b l e ms a n d S o l v e Me a s u r e s
Ke y wo r d s : S h e l l a n d t u b e ; He a t e x c h a n g e r ;P r o b l e ms ;S o l v e me a s u r e s
0 前 言
许 多 年 来 ,我 公 司 的 发 动 机 在 机 车 、船 舶 、
WA N G Q i a n g ,J I A We n j i n g
( Y C S R S i c h u a n E n g i n e C o . , L t d . , Z i y a n g 6 4 1 3 0 1 , C h i n a )
Ab s t r a c t : Th i s a r t i c l e e x p a t i a t e s t h e p r o b l e ms o f h e a t c o mp e n s a t i o n , s h a k e a n t i c a u t e r y o f a l l t h e s t y l e s o f s h e l l a n d t u b e h e a t e x c h a n g e r , a n d i n t r o d u c e s t h e me a s u r e s t o p r e v e n t , r e d u c e a n d r e me d y t h e s e p r o b l e ms .
浅述管壳式换热器设计中的常见问题

设计压
力/ a MP
0 . .~ . 腐 蚀 裕 度 . 01 7 01 5 0
工 作 温 进 E 7 . 口 3 设 备 内直 径 1 0 l 1 2进 4 50 度/ ℃ / mm 出E 4 出 口4 l2 2 程数 1
设 计 温 度/ ℃ 介 质
番 Q5Q 0 3 4 2 4 R
2 2
10 50 4
/ mm
1 管、 壳程试 验压 力的选取
11 当壳 程试 验压 力大 于管 程 时 ,可 遵循 G 1 1 . B 5~ 19 ( 9 管壳式 换 热器》 9 ( 中规定 的试 验顺序 先后试 压 。 1 当壳 程 试验压 力 小 于管程 时 , 以通过 提高 壳 . 2 可 程试 验 压 力 至 大 于 等 于 管 程试 验 压 力 的方 式 来 检
置 中换热 器 的 9 %左 右 。 0
Hale Waihona Puke 本 文 以某 项 目中 一 台 固定 管 板 式 换 热 器 的设
计为例 , 分析讨论在管壳式换热器设计 中可能会遇 到 的一些 常见 问题 。 换 热器设计 条 件见表 1 。
表 1
豳 1
圈 2
在 本 台换 热器 的设 计 中 , 了一 些 常规 问题 应 除
收 稿 日期 .0 2 0 — 2 2 1— 1 0
天
津
化
工
21 0 2年 7月
应 按 G 10 19 < 制 压 力 容 器 》 382条要 求 B5—98钢 < 中 . . 进 行 应 力 校 核 , 满 足 规定 条 件 , 应 校 核 壳程 侧 并 还 接 管及 管法 兰是否 满足 提高后 的试 验压力 指标 。安 装 在 设备 上 的 管法 兰 , 水 压试 验 压力 一般 应 不 大 其 于该 管 法 兰 在 2 时最 高 无 冲击 工 作 压 力 的 1 0 . 5 倍 。 同时还 应 对壳 程侧 膨胀 节 、 板等 进行 耐 压 能 管
管壳式热交换器设计常见问题全面浅析

一、不同结构型式换热器特点
●U形管式换热器
U形管式换热器的型式见下图:
它是在换热器中是唯一适用于高温、高压和高温差的换热器,特点如下: a)以U形换热管尾端的自由浮动解决温差应力,可用于高温差; b)只有一块管板,加之法兰的数量也少,故结构简单而且泄漏点少; c)可以进行抽芯清洗(管程走清洁流体),便于清洗换热管外壁; d)由于弯管Rmim的限制,分程间距宽,故比固定管板换热器排管略少。 e)管程流速太高时,将会对U形弯管段产生严重的冲蚀,影响寿命。 f)换热管泄漏时,除外圈U形管外,不能更换,只能堵管。
参照GB/T151-2014附录B中B3.4 结构参数(P115)
二、管壳式换热器设计参数确定
注意:
固定管板式换热器的计算,在SW6程序中需要输入沿筒体长度 平均温差和换热管沿长度平均温差,这两项为金属壁温。
设计院做工艺计算时会有很详细的计算过程,这两个数据并不难 得到,但对于一般的制造厂,并不具备工艺计算的能力,所以,我 们常采用GB/T151附录B中给出的金属壁温计算方法。
但采用该方法时,需要管壳程两侧流体相关的物性参数,如对流 传热系数,污垢系数等数据,但往往因用户提供的数据有限,用公 式计算会遇到很大的麻烦。
管壳式热交换器 设计常见问题全面浅析
主要内容
管壳式热交换器是工业中应用最为广泛的一种换热器 ,而设计是其质量保证的首要环节,故提高换热器的设 计质量,对于行业发展来说至关重要。
针对管壳式热交换器设计过程中,以下五个方面的常 见问题及注意事项,在此与在座各位同仁进行交流和探 讨。
一、不同结构型式换热器特点
GB/T151-2014给出了管壳式热交换器数据表(表B.1)P116。 设计条件应由委托方以正式书面形式提出,并应有条件提出方的签署。
浅谈管壳式换热器的泄露与预防措施

浅谈管壳式换热器的泄露与预防措施摘要:管壳式换热器是换热设备中最常见的一种,它具有可用材料广泛,适用范围广,产出能力强,能承受高温高压等特点。
本文对管壳式换热器发生的的常见故障的原因进行分析,同时给出常见故障的纠正方法。
总结管壳式换热器常见的泄露原因及预防措施,总结换热器的日常维护程序,研究成果可为管壳式换热器日常防漏和维护提供理论依据。
关键词:管壳式换热器;泄露原因;预防措施1.管壳式换热器的结构阐述管壳式换热器的类型分为固定管板型、浮头型和U形管型几种。
其中最为常见的是固定管板型。
管壳式换热器主要由一个管箱、筒体、管板、隔板、钢管、定距管以及其他配件组成。
1.1管板结构分析管板是有密集的管孔板或锻件,由管束组成的弹性基础支撑,板的两边承受的载荷均匀分布,管子的末端通过胀接、焊接或两者结合形式固定在管板上的,当管板在承受外界介质压力时会造成弯曲变形,导致管束中的每根管也会发生轴向变形,也使管板被每根管子的弹性反转。
管板、管束是刚性连接,管束因发热而引起的变形力矩会作用到管板。
1.2折流板结构分析折流板,也称挡板,它的主要作用是增加管间的流量,改善传热效果。
折流板最常用是弓形的形状,其他形状的也可以用。
挡板布置要求:靠近管板的第一块挡板应尽可能靠近壳体侧喷嘴,挡板的间隙应接近管对管或者管对通道的中心线。
如果没有特殊要求,在换热管的有效长度上以相等的距离布置就可以了。
挡板与支撑板通常由拉杆、定距离管、管道板等零部件固定。
主要采用焊接或螺纹与焊接相结合的方法来进行固定。
2.管壳式换热器泄露的常见原因2.1设计原因热交换器密封的结构、密封表面的形状、密封垫的类型和尺寸、螺纹尺寸和材料的选择,这些因素都会引起管壳式换热器的泄露。
下面通过分析一台已经发生过泄漏的换热器,来寻找是由哪些原因引起的泄漏,然后在此基础上,给出如何使与之相类似的换热器设备保证其密封性的方法。
液压系统水箱中的液体被乳化,或者一个将油与稳定水分开的警报器发出警报,这表明液压系统中的热交换器正在泄露,可能会影响生产效果或使系统停止运转。
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管壳式换热器标准的一些常见问题换热器-1 GB151-1999管壳式换热器的适用范围是什么?答:1.适用于固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式换热器。
2.适用的参数为:公称直径DN ≤2600mm;公称压力PN ≤35MPa;且公称直径(mm)和公称压力(MPa)的乘积不大于1.75×104。
换热器-2 对于管、壳程设计压力均为内压的管壳式换热器,其受压元件在什么情况下可按压差设计?还应考虑什么问题?答:对于同时受管、壳程内压作用的元件,仅在能保证管、壳程同时升、降压时,才可以按压差设计。
压差的取值还应考虑在压力试验过程中可能出现的最大压差值,同时设计者应提出压力试验的步进程序。
换热器-3 试述管壳式换热器中管、壳程设计温度与管壁、壳壁温度的差异及作用。
答:管、壳程设计温度分别为管程管箱和壳程壳体的设计温度,是对应于管、壳程设计压力分别设定的管、壳程受压元件金属温度(沿元件金属横截面的温度平均值)的最高值或最低值。
用于确定元件材料的许用应力。
管壁、壳壁温度分别为沿长度平均的换热管、壳程圆筒金属温度,分别是传热过程中形成的换热管、壳程圆筒金属温度沿长度方向的平均值。
用于计算壳程圆筒与换热管的热膨胀差在管板、换热管和壳程圆筒中引起的应力。
这两组温度不仅定义、性质和作用不同,而且数值上也会有较大差异,因此,在计算时一定要注意,不可混用。
换热器-4 管壳式换热器中同时受管、壳程温度作用的元件的设计温度如何确定?答:管壳式换热器中同时受管、壳程温度作用的元件的设计温度可按金属温度确定,也可取较高侧的设计温度。
换热器-5 管壳式换热器主要元件腐蚀裕量的考虑原则是什么?答:管壳式换热器主要元件腐蚀裕量的考虑原则:a)管板、浮头法兰、球冠形封头和钩圈两面均应考虑腐蚀裕量;b)平盖、凸形封头、管箱和圆筒的内表面应考虑腐蚀裕量;c)管板和平盖上开槽时,可把高出隔板槽底面的金属作为腐蚀裕量,但当腐蚀裕量大于槽深时,还应加上两者的差值;d)压力容器法兰和管法兰的内直径面上应考虑腐蚀裕量;e)换热管不考虑腐蚀裕量;f)拉杆、定距管、折流板和支持板等非受压元件,一般不考虑腐蚀裕量。
换热器-6 对于无法进行无损检测的钢制固定管板式换热器壳程圆筒的环向焊接接头,其焊接接头系数如何选取?答:对于无法进行无损检测的钢制固定管板式换热器壳程圆筒的环向焊接接头,当采用氩弧焊打底或沿焊接接头根部全长有紧贴基本金属的垫板时,其焊接接头系数φ=0.6。
换热器-7 用于制造管板、平盖、法兰的钢锻件,其级别应不低于几级?答:用于制造管板、平盖、法兰的钢锻件,其级别不得低于JB4726和JB4728规定的Ⅱ级。
换热器-8 在管板选材中,何时采用锻件?答:a)管板本身具有凸肩并与圆筒(或封头)对接连接时,应采用锻件[如GB151-1999附录G中图G1(d)、(e)和图G2(b)、(c)、(d)、(f)]。
b)厚度大于60mm的管板,宜采用锻件。
换热器-9 符合GB151-1999附录C的奥氏体不锈钢焊接钢管用作换热管时,其适用范围如何?答:其适用范围为:a)不得用于极度危害介质的工况;b)设计压力不大于6.4MPa;c)使用温度与相应钢号的无缝管相同。
换热器-10 管壳式换热器的接管(或接口)设计与一般容器相比有什么特殊要求?答:a)接管宜与壳体内表面平齐;b)接管应尽量沿换热器的径向或轴向设置;c)设计温度高于或等于300℃时,应采用对焊法兰;d)必要时应设置温度计接口、压力计接口及液面计接口;e)对于不能利用接管(或接口)进行放气和排液的换热器,应在管程和壳程的最高点设置放气口,最低点设置排液口,其最小公称直径为20mm;f)立式换热器可设置溢流口。
换热器-11 管壳式换热器整体管板的有效厚度如何确定?答:整体管板的有效厚度等于管程分程隔板槽底部的管板厚度减去下列二者厚度之和:a)管程腐蚀裕量超出管程隔板槽深度的部分;b)壳程腐蚀裕量与管板在壳程侧的结构开槽深度二者中的较大值。
换热器-12 管壳式换热器复合管板的有效厚度如何确定?答:复层与基层的结合要求符合GB151-1999中4.3.2.3条规定的复合管板,其复层厚度可计入复合管板的有效厚度中。
当复层材料的强度低于基层材料时,应以复层当量厚度计入复合管板的有效厚度中,复层当量厚度按下式计算:式中:──复层当量厚度,mm;──设计温度下基层材料的许用应力,MPa;──设计温度下复层材料的许用应力,MPa;──复层最薄处的厚度,mm。
换热器-13 GB151-1999中对管板最小厚度是如何规定的?答:1.管板与换热管采用胀接连接时,管板的最小厚度(不包括腐蚀裕量)按如下规定:a)用于易燃、易爆及有毒介质等严格场合时,管板的最小厚度应不小于换热管的外径(d o);b)用于一般场合时,管板的最小厚度应符合如下要求:d o≤25时≥0.75d o25<d o<50时≥0.70d od o≥50时≥0.65d o2.管板与换热管采用焊接连接时,管板的最小厚度应满足结构设计和制造的要求,且不小于12mm。
3.复合管板复层最小厚度及相应要求:a)管板与换热管焊接连接的复合管板,其复层的厚度应不小于3mm。
对有耐腐蚀要求的复层,还应保证距复层表面深度不小于2mm的复层化学成分和金相组织符合复层材料标准的要求;b)采用账接连接的复合管板,其复层最小厚度应不小于10mm,并应保证距复层表面深度不小于8mm的复层化学成分和金相组织符合复层材料标准的要求。
换热器-14 对多管程管壳式换热器,分程设计时应考虑什么?答:分程设计时应考虑:a)应尽可能使各管程的换热管数大致相等。
b)分层隔板槽形状简单,密封面长度较短。
换热器-15 管壳式换热器管箱的最小内侧深度如何确定?答:管壳式换热器管箱的最小内侧深度按下列要求确定:a)轴向开口的单管程管箱,开口中心处的最小深度应不小于接管内直径的1/3;b)多程管箱的内侧深度应保证两程之间的最小流通面积不小于每程换热管流通面积的1.3倍;当操作允许时,也可等于每程换热管的流通面积。
换热器-16 管壳式换热器管板与换热管的连接型式主要有哪几种?答:管壳式换热器管板与换热管的连接主要有焊接、胀接、胀焊并用等型式。
换热器-17 管壳式换热器换热管与管板之间采用强度胀接的适用范围和要求如何?答:1.适用范围:a)设计压力小于等于4MPa;b)设计温度小于等于300℃;c)操作中无剧烈的振动,无过大的温度变化及无明显的应力腐蚀。
2.一般要求:a)换热管材料的硬度值一般须低于管板材料的硬度值;b)有应力腐蚀时,不应采用管端局部退火的方式来降低换热管的硬度。
换热器-18 管壳式换热器在什么情况下管板与换热管之间的连接应胀焊并用?答:在下列情况下管板与换热管之间的连接应胀焊并用:1.密封性能要求较高的场合;2.承受振动或疲劳载荷的场合。
3.有间隙腐蚀的场合;4.采用复合管板的场合。
换热器-19 管板与壳程圆筒、管箱圆筒之间的连接方式有几种?答:有a、b、c、d、e、f型六种。
如下图:a型:管板通过垫片与壳体法兰和管箱法兰连接;b型:管板直接与壳程圆筒和管箱圆筒形成整体结构;c型:管板与壳程圆筒连为整体,其延长部分形成凸缘被夹持在活套环与管箱法兰之间;d型:管板与管箱圆筒连为整体,其延长部分形成凸缘被夹持在活套环与壳体法兰之间;e型:管板与壳程圆筒连为整体,其延长部分兼作法兰,与管箱法兰用螺柱、垫片连接;f型:管板与管箱圆筒连为整体,其延长部分兼作法兰,与壳体法兰用螺柱、垫片连接。
换热器-20 在什么情况下固定管板式换热器的壳程圆筒需设置膨胀节?答:在固定式管板的计算中按有温差的各种工况计算出壳体轴向应力、换热管的轴向应力、换热管与管板之间的拉脱力q中,有一个不能满足强度(或稳定)条件时,就需要设置膨胀节。
在固定式管板强度校核计算中,当管板厚度确定之后,不设膨胀节时,有时管板强度不够,设膨胀节后,管板厚度可能就满足要求。
此时,也可设置膨胀节以减薄管板,但要从材料消耗、制造难易、安全及经济效果等综合评估而定。
换热器-21 管壳式换热器管板的延长部分兼作法兰时,法兰部分对管板有什么影响?答:当管板兼作法兰时,法兰力矩不仅作用于法兰上,还会延伸作用于管板上,对管板来说,增加了一个附加力矩。
因此计算管板时,除考虑壳程、管程设计压力的“当量压力”及管子与壳体不同热膨胀引起的“当量压力”外,还需要计入由于法兰力距引起的管板应力。
由于法兰力矩在管板中引起的附加力矩,使管板计算趋于复杂化,管板厚度取决于其危险组合。
对延长部分兼作法兰的管板,法兰和管板应分别设计,且法兰厚度可以和管板厚度不同。
换热器-22 管壳式换热器中常用的折流板和支持板的形式有几种?答:在管壳式换热器中,常用的折流板和支持板的形式有弓形和圆盘-圆环形两种。
弓形折流板有单弓形、双弓形和三弓形三种。
换热器-23 管壳式换热器中折流板的布置应遵循什么原则?答:在管壳式换热器中,折流板的布置原则为:1.折流板的布置必须符合工艺设计条件的要求。
特别是对折流板的形式、折流板的间距、靠近壳程物料进出口的折流板位置等必须尽可能满足工艺设计条件。
2.在工艺设计条件没有特别要求的情况下,折流板一般应按等间距布置,管束两端的折流板尽可能靠近壳程进、出口接管。
3.卧式换热器的壳程为单相清洁流体时,折流板缺口应水平上下布置,若气体中含有少量液体时,则应在缺口朝上的折流板的最低处开通液口;若液体中含有少量气体时,则应在缺口朝下的折流板的最高处开通气口。
4.卧式换热器、冷凝器和重沸器的壳程介质为气、液相共存或液体中含有固体物料时,折流板缺口应垂直左右布置,并在折流板最低处开通液口。
换热器-24 管壳式换热器中折流板的最小间距为多少?答:在管壳式换热器中,折流板最小间距一般不小于圆筒内直径的五分之一,且不小于50mm;特殊情况下也可取较小的间距。
换热器-25 在什么情况下,管壳式换热器应设置支持板?答:当换热器不需设置折流板,但换热管无支撑跨距超过GB151规定的最大无支撑跨距时,则应设置支持板,用来支撑换热管,以防止换热管产生过大的挠度。
浮头式换热器浮头端宜设置加厚环板的支持板。
换热器-26 在什么情况下,管壳式换热器管程及壳程的介质进口处应设置防冲板?答:1.管程设置防冲板的条件:当管程采用轴向入口接管或换热管内流体流速超过3m/s时,应设置防冲板,以减少流体的不均匀分布和对换热管端的冲蚀2.壳程设置防冲板的条件:①当壳程进口管流体的值(ρ—流体密度,kg/m3;υ—流体流速,m/s)为下列数值时,应在壳程进口处设置防冲板:a)非腐蚀、非磨蚀性的单相流体:>2230kg/(m•s2)者;b)其它液体,包括沸点下的液体:>740kg/(m•s2)者。