换热器的操作

化工设备与机械相关知识

换热设备的形式多种多样，每种结构形式都有各自的特点和适用范围，选用时要根这些持点和生产的具体情况，选择合理的类型。选择换热设备时主要考虑以下几占

要符合工艺条件的要求从压力、温度、物理化学性质、腐蚀性等工艺条件虑确定换热器的材质和结构类型。

0考虑流体的化学性质，如流体的腐蚀性、热敏性等物料，要特别注意换热器材的选择。如氯气，具有强腐蚀性，要选用聚四氟乙烯等耐腐蚀材料；如冷却烟酸的换热器，要选择耐高温、腐蚀的石英玻璃喷淋换热器（或石墨冷却器）。

0考虑介质的工艺条件，如工作压力、进出口温度和流量等参数。如超低温场合下应考虑选用在低温和超低温场合使用的板翅式换热器；高温下可考虑选用特殊结构的管壳式换热器。

0考虑流体的物理性质，如流体的种类、热导率、黏度等。若冷热流体均为液体，

般采用两侧都是光滑表面的间壁作为换热面较合适。螺旋板式和板式换热器的传热壁为两侧光滑的板，且两侧流道基本相同，适用于两侧流体性质、流量接近的情况，但由于结构上的原因，仅适用于工作压力和压差较小的场合。管壳式和套管式换热器大多也是以光壁作传热壁面，更适宜于高温、高压场合。小流量宜用套管式，大流量宜用管壳式。

（2）传热效率要高一台理想的换热设备应该满足传热效果好、传热面积大、流体阻力小、合理实现所规定工艺条件的要求。

增大传热面积或平均温度差、增大传热系数都可以达到强化传热的目的。采用小直径的换热管和扩展表面换热面可增大换热面积。管径越小，耐压越高，在同样金属质量下，表面积越大。增大换热表面即改变设备的结构如新型的螺旋板式和板翅式等换热器都是利用扩展换热面来强化传热的，因此它们都具有传热效率高的优占

增大冷热流体的平均温度差，可以增大传热速率，如冷热流体在进出口温度一定的情况下，采用逆流操作等。

对于管壳式换热器而言，为了提高壳程的传热系数，除了可以改变管子形状或在管子外增加翅片（如采用螺纹管和外翅片管）外，还可以适当设置壳程挡板或管束支撑结构，以减少或消除壳程流动与传热的死区，使换热面积得到充分利用。

对于间壁两侧的传热系数相差较大的场合，在给热系数较小的一侧增加翅片，不仅增大了传热面积，又强化了气体流动的湍流强度，提高了传热系数，从而使传热速率显著提高对于气一气换热器，大多采用两侧都有翅片的换热面，以扩大传热面，缩小换热器的体积。常用的这类换热器有管式换热器和板翅式换热器等。对于气一液换热器，由于气体侧的给热系数大大低于液体侧，因此，气体侧常用带翅片的换热面，液体侧则多为光壁。

另外，在满足工艺要求的情况下，尽量采用较紧凑的换热器。

如果换热器中工作的流体较脏、易结垢，要考虑结垢的影响以及清洗的可能性。

在选用换热器时，还应考虑材料的价格、制造成本、动力消耗费、维修费用和使用寿命等因素，力求使换热器在整个使用寿命期内经济地运行。

换热器操作

1·开车前准备

开车前对换热器进行检查：空气是否放净；板片是否装错；通道是否堵；用电是否安全。

2，开车步骤

．开启电源送电；0开启管程冷流体进口阀门，记录流体流量；．徐徐开启壳程蒸汽进口阀门，维持蒸汽压力不变；@换热过程中，会有不凝气和冷凝水不断产生，排除换热器内产生的不凝气及冷凝水；．冷流体温度会慢慢升高，记录进出口温度；@检查：两种介质是否串，温度、压力是否突变，运行中不得紧固螺栓。

3·停车

遇到下列情形时，需要停车：两种介质互串；生产能力突然下降；介质大量泄漏；阻力降超过允许值，反冲洗又无效果。

停车顺序：先关蒸汽人口；关冷流体介质人口；关冷流体介质出口；关冷凝水出口。

冬季放净换热器内全部介质，防止冻坏。设备温度降至室温后，方可拆卸夹紧螺栓，否则密封垫片易松动。拆卸时要对称，交叉进行。要停用几个月时，应放松螺栓，防止垫片变形。

二、管壳式换热器的常见故障及排除方法

管壳式换热器流体对管束冲刷、腐蚀，最易导致换热管损坏。在日常的维护中应经常对换热器进行检查，以便及时发现故障，并采取相应的措施进行修理。管壳式换热器的常见故障有管子振动、管壁积垢、腐蚀与磨损、介质泄漏等。

1.管子振动

管子振动是管壳式换热器的一种常见故障。引起振动的原因有：管束与泵、压缩机产生的共振；流体横向穿过管束时产生的冲击；由于其他综合因素影响而引起的振动等。振动对换热器的影响有：管子撞击折流板而被切断；管端与管板连接处松动而发生泄漏；管子发生疲劳破坏；增大壳程流体的流动阻力等。

对管子振动采取的措施有：在流体人口处前设置缓冲措施防止脉冲；折流板上的孔径与管子外径间隙尽量地小；减小折流板间隔，使管子振幅变小；加大管壁厚度和折流板厚度，增加管子刚性等。

2·管壁积垢

由于换热器操作中所处理的悬浮液或黏度大的流体，在换热管的内外表面上会产生积垢。积垢产生的后果有：总传热系数下降，传热效率降低，使换热管的管径，因积垢而减小，使得流体通过管内的流速增加，造成压力损失增大；积垢导致管壁腐蚀，腐蚀严重时，造成管壁穿孔，两种流体混合而破坏正常操作

对积垢采取的措施有：掌握物料性质，了解积垢的程度；对某些可净化的流体，在进人换热器前进行净化（如水处理）；对于易结垢的流体，应采用容易检查、拆卸和清洗的结构；定期进行污垢的清除等。

3·管子泄漏

管子发生泄漏的现象较多，主要原因有介质的冲刷引起的磨损，导致管壁破裂；介质或积垢腐蚀穿孔；管子振动引起管子与管板连接处泄漏

对管子泄漏采取的措施：如果管束中仅有一根或数根管子泄漏，可采用堵塞的方法进行修理。即用做成锥形的金属材料塞在管子两端打紧焊牢，将损坏的管子堵死不用。采用堵管的方法解决管子泄漏现象简单易行，但堵管总数不得超过10‰，否则将对传热效果产生较大影响。