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、概述 在炼油、化工出产中，绝除夜除夜都的工艺过程都有加热、冷却和冷凝的过程，这些过程总称为换热过程。传热过程的进行需要必定的设备来完成，这些使传热过程得以实现的设备就称之为换热设备。据统计，在炼油厂中换热设备的占全数工艺设备总的％～％,因为绝除夜部门的化学反映或传质传热过程都与热量的改变慎密慎密亲密相关，如反映过程中，有的要放热，有的要吸热，要连结反映的延续进行，就必需消弭多余的热量或填补所需的热量；工艺过程中某些废热或余热也需要加以收受领受操作，以下降成本。此外，出产所得的油品或化工产物，需要将其冷却或冷凝，以便储存和运输。以上这些与热量有关的过程都需要操作换热设备。操作换热设备是为了达到加热或冷却的方针，假定将那些需要加热的流体与需要冷却的流体，经由换热设备彼此换热，既可收受领受热量，又可下降冷却水的破耗。综上所述，换热设备是炼油、化工出产中不成贫窭的首要设备。换热设备在动力、原子能、冶金及食物等其他工业部门也有着普遍的操作。 、换热设备的指标要求、效力要高。效力高就要求其传热系数除夜，传热系数是指在单元时刻内、单元面积上温度每改变一度所传递的热量。、结构紧凑。要使换热设备的结构紧凑就要求其比概况积除夜，比概况积是指单元体积的换热设备所具有的传热面积，即传热面积与换热设备体积之比。、俭仆材料。要做到此点要求其比重量要小，所谓比重量是指单元传热面积所耗用的金属量，即换热设备总金属用量与传热面积之比。、压力降要小。流体在设备中勾当阻力小、压力损失踪踪就小，俭仆动力、操作成本下降。、要求结构靠得住、制造成本低，便于安装、磨练、操作周期长。因为要周全知足上述要求长短常坚苦的，是以发生了各类各样的换热器，以顺应各类特定的工艺前提。、换热器的分类 换热设备的分类编制良多，现将几种常见的分类编制介绍以下：、按用处分类：分为热交流器、冷凝器、蒸发器、加热器及冷却器等五类。）热交流器：两种不合温度的介质进行热量交流，使一种介质降温而此外一种介质升温，以知足各自的需要。）冷凝器：两种不合温度的介质进行热量交流，其中一种介质由汽态被冷凝成液态。）蒸发器：与冷凝器的操作刚好相反，两种 介质中的一种介质由液体被蒸发成汽体。）加热器：只纯挚的完成一种介质的加热升温的操作。）冷却器：假定热量不收受领受操作，完成用冷却剂（如水、空气）来冷却此外一种介质的操作的换热器称为冷却器。如用空气作为冷却剂的换热器称为空气冷却器，简称空冷器。、按材料分类：分为金属材料和非金属材料换热器。、按结构分类：分为管壳式换热器和板式换热器。）管壳式换热器：特点是圆形的外壳中装有管制。一种介质流经换热管内的通道及其相贯通部门（称为壳程）。它可分为:浮头式换热器、U型管式换热器、套管式换热器、固定管板式换热器等。）板式换热器：它是由压成各类外形的薄板组成传热面的，冷、热两种介质分袂在相邻两板之间勾当。常见的板式换热器有平板式换热器、伞板式换热器、螺旋板式换热器及板壳式换热器。板式换热器的传热效力当然较高，但因为其强度低，密封机能差，故其操作遭到了限制。是以，在石油、化工工业中操作较多的是管壳式换热器，它已被算作传统的换热设备来加以操作。、管壳式换热器的整体结构、管壳式换热器的整体结构和特点）浮头式换热器浮头式换热器的一端管板是固定的。与壳体刚性毗连，此外一端管板是勾当的，与壳体之间其实不相连。勾当管板一侧总称为浮头，浮头式换热器的管制可从壳体中抽出，故管外壁清洗便当，管制可在壳体中自由伸缩，所以无温差应力；但结构复杂、造价高，且浮头处若密封不严会造成两种流体同化。浮头式换热器合用于冷热流体温差较除夜（一般冷流进口与热流进口温差可达℃），介质易结垢需要清洗的场所。在炼油厂中操作的各类管壳式换热器中浮头式最多。浮头式换热器）固定管板式换热器这类换热器的结构简单，重量轻，造价较低，在不异的壳层气象下，可较其他型式的列管换热器多排一些传热管子。可是壳体与管层之间的流体的温差不能太除夜，因温差太除夜时，会发生较除夜的热应力，使管子与管板连络处松脱而发生泄露。此外这类换热器因管板是固定的，所以在磨练，改换管子或清洗壳层时，都斗劲坚苦。此换热器合用于壳程介质不等闲结垢，或是有结垢但可进行化学清洗的场所；壳壁与管壁因温度差而激发的膨胀量之差不除夜，或膨胀差虽除夜但壳程压力不高的气象。固定管板式换热器）U型管式换热器这类换热器不合于固定管板式和浮头式，只有一块管板，换热管作为U字形、两头都固定在统一块管板上；管板和壳体之间经由过程螺栓固定在一路。这类换热器结构简单、造价低，管制可在壳体内自由伸缩，无温差应力，也可将管制抽出清洗且还省了一块管板；但U形管管内清洗坚苦且管子改换也未便当，因为U形弯管半径不能太小，故与其他管壳式换热器对比布管较少，结构不够紧凑。它合用于冷热流体温差较除夜、管内走清洁不等闲结垢的高温、高压、侵蚀性较除夜的流体的场所。U型管换热器）釜式换热器这类换热器的壳体直径凡是是管制直径的.～.倍，管制偏置于壳体的下方，液面沉没管制，使管制上部组成必定的汽液分手空间。此换热器多用来做蒸发器、精馏塔的重沸器或简单的废热汽锅。遵循需要，管制可所以固定管板型、浮头型或U型管型。、管壳式换热器的首要组合部件管壳式换热器的首要组合部件有前端管箱，壳体和后端结构（搜罗管制）三部门，具体分类和代号（英文字母）以下所示：换热器结构代号换热器结构代号、换热器型号的暗示编制换热器型号暗示编制现举例声名：）浮头式换热器平盖管箱，公称直径mm，管程和壳程设计压力均为.MPa，公称换热面积㎡，较冷拔换热管外径mm，管长m，管程单壳程的浮头式换热器。其型号为：AES-.-Ⅰ）固定管板式换热器封头管箱，公称直径mm，管程设计压力.MPa，壳程设计压力.MPa，公称换热面积 ㎡，较冷拔换热管外径mm,管长m，管程单壳程的固定管板式换热器。其型号为：BEM-..-Ⅰ）U型管式换热器封头管箱，公称直径mm，管程设计压力.MPa，壳程设计压力.MPa，公称换热面积 ㎡，较冷拔换热管外径mm,管长m，管程单壳程的U型管式换热器。其型号为：BIU-..-Ⅰ）釜式重沸器平盖管箱，管箱内直径mm，圆筒内直径mm，管程设计压力.MPa，壳程设计压力.MPa，公称换热面积㎡，通俗级冷拔换热管外径mm,管长m，管程釜式重沸器。其型号为：AKT..-Ⅱ）浮头式冷凝器封头管箱，公称直径mm，管程设计压力.MPa，壳程设计压力.MPa，公称换热面积㎡，通俗级冷拔换热管外径mm,管长m，管程单壳程的浮头式冷凝器。其型号为：BJS-..-Ⅱ、管壳式换热器的首要零部件（一）换热管及在管板上的列举编制换热管是管壳式换热器的传热元件，它直接与两种介质接触，所以换热管的外形和尺寸对传热有很除夜的影响。小管径利于承受压力，是以管壁较薄且在不异的壳径内可以列举较多的管子，使换热器单元体积的传热面积增除夜、结垢紧凑，单元传热面积金属耗量少，传热效力也稍高一些，但制造麻烦，且小直径管子易结垢，不等闲清洗。所以一般对清洁流体用小直径管子，粘性较除夜的或污染的流体采纳除夜直径管子。我国管壳式换热器经常操作换热管为：碳钢、低合金钢管有Φ×、 Φ×.、 Φ×、 Φ×.；不锈钢管有Φ×、 Φ×.。在不异的传热面积的气象下，换热管越长则壳体、封头的直径和壁厚就越小，经济性越好；但换热管太长，经济下场不再显著且清洗、运输、安装都不太便当。换热管的长度规格有.、.、.、.、.、.、.、.m，在炼油厂所用的换热器中最经常操作的是m管长。换热管一般都用光管，为了强化传热，也可用罗纹管、带钉管及翅片管。换热管在管板上的列举形式有正三角形、转角正三角形、正方形和转角正方形等。如图所示。三角形排管多，结构紧凑，但管外清洗未便当；正方形排管少，结构不够紧凑，但管外清洗较便当。一般在固定管板式换热器中多用三角形列举，浮头式换热器多用正方形列举。换热管列举编制（二）管板及换热管的毗连管板一般采纳圆形平板，在板上开孔并装设换热管，在多管程换热器中管板上还设置分程隔板。管板还起分隔管程和壳程空间，避免冷热流体同化的浸染。管板与换热管间可采纳胀接、焊接或二者并用的毗连编制。管板与换热管的胀接毗连是操作管子与管板材料的硬度差（选材时管板材料硬度要高于管子材料硬度），使管子在管孔中在胀管器的浸染下直径扩除夜并发生塑性变形，而管板只发生弹性变形，在胀管后管板在弹性恢复力的浸染下与管子外概况紧紧贴合在一路，达到密封和紧固毗连的方针，如图所示。胀接毗连结构简单、便于管子改换与修补，但不宜在高温、高压下工作。跟着温度和压力增高，胀接的密封性和平稳性将慢慢下降。换热管与管板胀接焊接毗连是将换热管的端部与管板焊在一路，这类毗连形式工艺简单、不受管子与管板材料硬度的限制，而且在高温、高压下仍能连结精采的毗连密封性和平稳性，所以在高温、高压下甚至某些压力其实不太高的场所都操作焊接毗连，如图所示。焊接毗连的短处错误是只在管子端部与管板焊死，而沿管板厚度标的方针的除夜部门担段其外壁与管板之间存在环行间隙，在这些间隙中流体不勾当，及易造成“间隙侵蚀”，为消弭间隙可采纳胀接和焊接并用的毗连编制。换热管与管板焊接（三）壳体及管板的毗连管壳式换热器的壳体都是圆筒形的，直径较小时用无缝钢管建造，直径较除夜时用钢板卷制焊接而成；壳体所用材料及要求与一般的压力容器不异。不合类型的管壳式换热器其壳体与管板的毗连编制不合，在固定管板式换热器中，两头管板均与壳体采纳焊接毗连，这类毗连称为管板与壳体的不成拆毗连；遵据守板是不是兼作法兰其结构不合，如图所示，除夜都气象下采纳管板兼作法兰的结构。在浮头式、U形管式换热器中固定端的管板与壳体采纳可拆毗连，将管板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间，这样便于管制从壳体中抽出进行清洗和维修，如图所示。管板兼做管箱法兰管板与管箱焊领受板夹持在壳体法兰与管箱法兰之间（四）管箱管箱的浸染是将进入管程的流体平均分布到各换热管，把管内流体聚积在一路送出换热器。在多管程换热器中，管箱还可经由过程设置隔板起分隔浸染。管箱结构如图所示，其中图（a）合用较清洁的介质，因搜检管子及清洗时只能将管箱整体拆下，故不太便当；图（b）在管箱上装有平盖，只要将平盖拆下便可进行清洗和搜检，所以工程操作较多，但材料破耗多；图（c）是将管箱与管板焊成一体，这类结构密封性好，但管箱不能孤立拆下，磨练、清洗都未便当，现实操作较少。管箱结构（五）折流板折流板是设置在壳体内与管制垂直的弓形或圆盘－圆环形平板，如图所示。安装折流板迫使壳程流体遵循划定的路径多次横向穿过管制，既提高了流速又增添了湍流速度，改良了传热下场，在卧式换热器中折流板还可起到撑持管制的浸染。但在冷凝器中，因为冷凝传热系数与蒸汽在设备中的勾当状况无关，是以不需要设置折流板。折流板、管壳式换热器流体经由过程管程或壳程的选择、流体经由换热器时应走管程仍是走壳程，需要考虑多方面成分，不能提出必定的轨则。但总的原则是有益传热、避免侵蚀、削减阻力、不等闲结垢、便于扫除。、侵蚀性介质走管程，以避免使管程和壳程材质都遭到侵蚀。、有毒介质走管程，这样泄露的机缘就少一些。、流量小的流体走管程，以便选择理想的流速，流量除夜的流体宜走壳程。、高温、高压流体走管程，因管子直径较小可承受较高的压力。、等闲结垢的流体在固定管板式和浮头式换热器中走管程，在U形管式换热器中走壳程，这样便于清洗和除垢；若是在冷却器中，凡是为冷却水走管程、被冷却流体走壳程。、流体的流向对传热也有较除夜的影响，为充实操作统一介质冷热对流的事理，以提高传热效力和削减动力破耗，不管管程仍是壳程，当流体被加热或蒸发时，流向应由下向上；当流体被冷却或冷凝时应由上向下。、换热设备的操作 不管是冷凝、冷却器仍是加热器，换热器的操作必需抓住两个首要问题，即避免漏油与切确开停。、避免漏油： 为避免换热器因安装欠好而漏油，在开工前必需试压（用热水或水蒸汽）。尝试压力一般应是公称压力的.倍，但遵循现有的设备制造水平仿佛太高，可以适当降为操作压的.～.倍。试压时重点搜检法兰接合面和胀口是不是漏，搜检内漏的编制是重点不美观不美观不雅察看压力降的改变。、切确开停： 为了延迟换热器寿命和保证平稳操作，必需切确地开停和切换换热器，操作和切换时应先通冷流（油、水）后通热流（油、水蒸汽）同时打开放空阀消弭器内气体后封锁放空阀。某些重油换热器为避免初通入时，重油凝死，故要先通入水蒸汽预热和扫通，再进行正常切换启用。停换热器时，先关热流，后关冷流，同时进行扫线放油排空。总之，开时先开冷后开热；关时先关热后关冷，其方针都是为了使换热器慢慢升温（或降温），避免因为倏忽升温（或降温）而使换热器热胀冷缩，激发漏油或遭到破损。