列管式换热器小结

列管式换热器小结（精选6篇）

篇1：列管式换热器小结

列管式换热器简介

列管式换热器

[1]

列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程列管式换热器。

列管式换热器的种类 固定管板式换热器

这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。

为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。浮头式换热器

换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。填料函式换热器

这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。U型管式换热器

U形管式换热器，每根管子都弯成U形，两端固定在同一块管板上，每根管子皆可自由伸缩，从而解决热补偿问题。管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。优点是结构简单，质量轻，适用于高温高压条件。

列管式换热器的折流挡板

为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。常用的折流挡板有圆缺形和圆盘形两种，前者更为常用。列管式换热器的多壳程换热器

列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响，采取各种补偿的办法，消除或减小热应力，根据所采取的温差补偿措施。列管式换热器主要技术参数 列管式换热器渗漏解析

换热器渗漏是换热器使用中最为常见的设备管理问题，渗漏主要是腐蚀造成的，少部分是由于换热器选型和换热器本身的制造工艺缺陷，列管式换热器的腐蚀形式基本有两种：电化学腐蚀和化学腐蚀。列管式换热器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。使用时管板部分一般与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。这就是我们常说的电化学腐蚀。研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。因此，管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。从外观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等的凹坑。以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀。化学腐蚀就是介质的腐蚀，换热器管板接触各种各样的化学介质，就会受到化学介质的腐蚀。另外，换热器管板还会与换热管之间产生一定的双金属腐蚀。一些管板还长期处于腐蚀介质的冲蚀中。尤其是固定管板换热器, 还有温差应力, 管板与换热管联接处极易泄漏,导致换热器失效。

综上所述，影响换热器管板腐蚀的主要因素有：

（1）介质成分和浓度：浓度的影响不一，例如在盐酸中，一般浓度越大腐蚀越严重。碳钢和不锈钢在浓度为50%左右的硫酸中腐蚀最严重，而当浓度增加到60%以上时，腐蚀反而急剧下降；

（2）杂质：有害杂质包括氯离子、硫离子、氰离子、氨离子等，这些杂质在某些情况下会引起严重腐蚀

（3）温度：腐蚀是一种化学反应，温度每提升 10℃，腐蚀速度约增加1~3倍，但也有例外；

（4）ph值：一般ph值越小，金属的腐蚀越大；

（5）流速：多数情况下流速越大，腐蚀也越大。列管式换热器渗漏解决

通常大多数企业的做法就是尽量采购质量高的换热器，经过细心维护，让换热器寿命尽可能的延长，不可避免的出现渗漏以后，就会被迫停机堆焊，2～4人需要几天时间才能修复完成，如果企业高薪聘请的高级焊工，还能保证换热器继续使用一段时间，如果焊工的技术一般，那么就会造成更多的漏点甚至报废，企业不得不更换新的换热器，这是由于此种传统方法造成的种种弊端，完全不能保证企业的安全连续性生产，因此，众多企业积极寻求新技术解决换热器渗漏问题，通过引入福世蓝高分子复合材料的耐腐蚀性和抗冲刷性，通过提前对新换热器的保护，这样不仅有效治理了新换热器存在的焊缝和砂眼问题，更避免了使用后化学物质腐蚀换热器金属表面和焊接点，在以后的定期维修时，也可以涂抹福世蓝高分子复合材料来保护裸露的金属；即使使用后出现了渗漏现象，也可以通过福世蓝技术及时修复，避免了长时间的堆焊维修影响生产。正是由于此种精细化的管理，才使得换热器渗漏问题出现的概率大大降低，不仅降低了换热器的设备采购成本，更保证了产品质量、生产时间，提高了产品竞争力。

篇2：列管式换热器小结

设计题目：列管式换热器的设计

班级：

设计者：

学号：

设计时间：2013 年 5 月 12 日~19 日

指导老师： 食品工程原理课程设计

目录

1.1 概述.............................................................................................................................................3

1.2 换热器的结构与类型..................................................................................................................3

1.2.1 列管式换热器的基本构型与流体行程.....................................................................................4

1.2.2 列管式换热器的类型.................................................................................................................5

1.3 列管式换热器的主要部件...........................................................................................................7

1.3.1 换热管.........................................................................................................................................7

1.3.2 管板.............................................................................................................................................9

1.3.3 封头、管箱、分程隔板.............................................................................................................9

1.3.4 折流挡板的选用.......................................................................................................................10

1.3.5 其他主要部件...........................................................................................................................10

1.4 固定管板式换热器的优点.........................................................................................................11

1.5 确定设计方案............................................................................................................................12

1.5.1 选择换热器的类型...................................................................................................................12

1.5.2 流体流动途径的选择...............................................................................................................12

1.6 传热过程工艺计算....................................................................................................................13

1.6.1 冷热流体的物理性质...............................................................................................................13

...............................................................................................................14 1.6.2 传热面积的初步计算

1.7 核算...........................................................................................................................................16

.......................................................................................................................16 1.7.1 传热系数的计算 1.7.2 核算传热面积 A0......................................................................................................................19 1.7.3 核算压力降...............................................................................................................................20 1.6.3 结构设计及计算........................................................14

1.8 主要附属件的选定....................................................................................................................23

1.8.1 接管直径...................................................................................................................................23

1.8.2 封头的选用...............................................................................................................................24

1.8.3 管板的选择...............................................................................................................................24

1.8.4 管板与管子连接.......................................................................................................................25

1.8.5 管箱的选择...............................................................................................................................25

1.8.6 定距管.......................................................................................................................................26

1.8.7 拉杆的选择及数量...................................................................................................................26

1.8.8 各零件的选用...........................................................................................................................27

1.9 主题装置图的绘制（见 A1 图纸）...........................................................................................27

2.0 附表...........................................................................................................................................27

2.1 收获及感想.........................................................................................................错误!未定义书签。

2.2 主要参考文献............................................................................................................................30 / 32

食品工程原理课程设计

《食品工程原理及单元操作》课程设计任务

班级：

姓名：

设计一台用饱和水蒸气（表压 400～500kPa）加热水的列管式固 定管板换热器，水流量为 80（t/h），水温由20℃ 加热到 60℃。

1、设计项目：

①热负荷

②传热面积 ④外壳直径及长度 ⑤接管直径

2.设备图主视图、左视图（部分剖）。0 号、1 号或 A4 纸（4 号）画图 3.设备管口表零部件明细表，标题栏表。

管子排列 外壳及管板厚度 ③⑥2 / 32

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1.1 概述

在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量；另一种流体则温度较低，吸收热量。35％～40％。随着我国工业的不断发展，对能源利用、开发和节约的要求不断提高，因而对换热器的要求也日益加强。换热器的设计、制造、结构改进及传热机理的研究十分活跃，一些新型高效换热器相继问世。

随着换热器在工业生产中的地位和作用不同，换热器的类型也多种多样，不同类型的换热器各有优缺点，性能各异。在换热器设计中，首先应根据工艺要求选择适用的类型，然后计算换热所需传热面积，并确定换热器的结构尺寸。按用途不同可分为：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器、深冷器、过热器等。按传热方式的不同可分为：混合式、蓄热式和间壁式，列管式换热器是间壁式换热器的主要类型，也是应用最普遍的一种换热设备。按其结构类型分，有列管式、板面式、版壳式、螺旋板式、板翅式、管翅式等。

列管式换热器发展 较早，设计资料和技术数据较完整，目前在许多国家都已有系列化标准产品。虽然在换热效率、紧凑性材料消耗等方面还不及一些新型换热器，但它具有结构简单、牢固、耐用，适应性强，操作弹性大，成本较低等优点，因此仍是化工、石化、石油炼制等工业中应用最广泛的换热设备。

1.2 换热器的结构与类型 / 32

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1.2.1 列管式换热器的基本构型与流体行程

列管式换热器主要由壳体、换热管束、管板、封头等部件组成，图 2-1 为它的基本构型，此式为卧式换热器，此外还有立式的。在圆

筒形的壳体内装有换热管束，管束安装固定在壳体内两端的管板上。

封头用螺丝钉与壳体两端的法兰连接，如需检修或清洗，课将封头盖

拆除。

图 2-1 列管式换热器的基本构型

冷热流体在列管式换热器内进行热交换时，一种流体在管束与壳

体间的环隙内流动，其行程称为壳程；另一种流体在换热管内流动，其行程成为管程。如需换热器较大传热面积时，则应排列较多的换热

管束。为提高管程流体流速，强化传热，可将换热管分为若干组，称

为多管程。同样，为提高壳程流体的涡流程度，以提高对流传热系数，强化传热，可在壳体内安装横向式或纵向式的折流挡板。这样，壳程

流体的流速和流向可不断发生改变，使雷诺数在较低时

篇3：列管式换热器小结

一、常见堵漏方法利弊分析

对于AES或BES封头式换热器, 常用移位抽芯堵漏和在位不抽芯堵漏两种方法。移位抽芯堵漏是把换热器管束拆下, 装入专用的打压筒体内, 注水加压检漏。该方法的缺点是打压筒体制作费用高、工作量大、耗费工时, 不便于及时恢复装置生产作业, 在实际设备检修中一般不采纳。常用在位不抽芯检漏方法。

1. 注胶堵漏法

该方法是通过拆下列管式换热器的管箱盲板, 找到泄漏的管束, 然后用长度比换热器管束到浮头长30~40 mm, 直径小2~3 mm的金属杆从管箱端插入到管束的浮头端, 再用注胶枪向泄漏管束逐步倒退注胶, 直至管束的漏点完全密封, 最后用堵头将泄漏管束两端密封固定, 这种方法缺点是漏点查找慢, 封堵材料成本较高。

2. 假帽试压圈堵漏法

该方法是将浮头管板与壳体法兰之间加以密封, 只露出浮头管板的换热管口侧, 就可以对壳程注水加压、查找管束漏点。这种方法需制作密封筒体结构, 筒体包括打压法兰、短筒、填料函和填料压盖。该方法缺点是密封筒体制作费用高、制作周期长、闲置率高, 还需现场组对焊接, 不能满足低成本和快速恢复生产的需要。

二、新检漏堵漏法

介绍一种能够快速查找漏点的新方法, 该方法能够快速查找泄漏的管束, 具有成本低廉、查找快捷、施工周期短等特点, 在生产现场获得广泛运用。

1. 施工步骤

(1) 拆卸与清洗。拆卸管箱盲板和内外浮头, 用高压水枪对管束和管板表面进行冲洗, 确保管束和管板表面清洁无污物。根据管束内径提前加工堵头, 用于泄漏管束的封堵, 可以为整个作业节省时间。为保证焊接质量, 要求堵头的材料与管束一致。

(2) 干燥管束。用带压干燥的工厂风或仪表风对每根管束的内表面进行吹扫风干, 直到管束内无水渍并达到干燥为止。否则管束中的余水会造成泄漏管束的错误判断。

(3) 管束封堵。内浮头侧的管束用胶泥或合适的橡胶塞进行封堵, 封堵情况如图1所示。管束封堵后, 安装内浮头和外浮头, 对壳程进行试压。值得注意的是, 在塞胶泥的时候, 要让胶泥深入管内50 mm左右, 然后用力让胶泥与管板紧密贴合, 防止胶泥脱落。

(4) 试压检漏。确认胶泥封堵完成后, 安装内外浮头, 从设备低点处往壳程注水, 在壳程高点排气, 注水过程不能太快, 否则不利于排气。确认壳程灌满水后, 用试压泵加压。压力为设备工作压力的1.5倍, 同时观察管箱侧的管束和管板情况, 确认是否有水流出。在有水流出的管子做好标记。为一次性试出所有裂纹穿孔的缺陷管束, 稳压时间可适当延长。升压过程如图2所示。

2. 堵管作业

泄漏管束确认后, 将壳程里的水排出。拆除浮头端的内外浮头, 查看内浮头端的胶泥是否有被冲掉或出现松动的现象。如果有这种情况, 则标记为泄漏管束。将标记的管束两端用堵头焊接封堵。

(1) 焊接前准备。将管束内余水用干燥空气吹干以免影响焊接质量, 对焊接部位进行除锈并用砂纸打磨出金属光泽。如果介质含硫, 则用丙酮对焊接部位周围进行清洗。加工如图3所示堵头, 堵头材料与管束材料应一致。为保证可焊性, D1尺寸应比管束内径小0~0.1 mm, 保证堵头能放入管束内并且与管板平齐, D2尺寸比管束内径小1~1.5 mm即可, 长15~20 mm。

(2) 将堵头放入管束内, 保证堵头与管板平齐或略微凸出, 以方便焊接。

(3) 焊接控制。以20#钢为例, 为避免焊接过程中在热影响区出现裂纹, 采用控制焊接参数、焊后缓冷等方法。焊缝冷却后用磁粉探伤废热方法进行检测, 观察是否出现焊接热裂纹。焊材选择和焊接参数如表1所示。图4为堵头焊接过程, 焊后效果如图5所示。堵管作业完成, 待焊缝冷却后按试压程序再次升压检漏, 直到将泄漏管束全部找出并封堵为止。

三、效果及成本

此种查漏堵漏方法不需要其他特殊机具和设备, 胶泥采用小学生教学用材料, 成本低廉, 易于获得。该方法已经非常成熟, 可快速找出泄漏管束进而封堵并使换热器投入正常生产使用, 能够成功解决了列管式换热器管束泄漏问题, 从而保障装置短时间内恢复生产。通过多年的实践, 经过该方法处理后, 设备没有出现过复漏现象。

四、结语

篇4：列管式换热器小结

【关键词】列管式换热器结垢原因；解决方案

在化工企业生产中，列管式换热器作为最为典型的间壁式换热器，其由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等部分组成。列管式换热器制造过程中可以利用多种材料，由于其传热面积大，传热效果好，而且结构较为简单，所以利用非常广泛。列管式换热器在使用过程中，由于其传热面积大，所以也极易在传热表面形成沉积物堆积而发生结垢现象，使表面的热阻升高，影响了热量的传递速度。而且一旦出现结垢的情况，则会导致流通面积减小，介质在流动过程中受到较大的阻力，从而增加其运行过程中的能耗。目前很多化工生产企业都是由于列管式换热器在使用中存在结垢问题，而影响了使用效果，从而造成经济上的损失。列管式换热器在运行过程中为了有效的避免和减少结垢问题所带来的影响，则需要从设计及清理方法上来进行预防和解决，及时进行维护和保养，有效的提高列管式换热器的传热能力，增加企业的收益。

1、列管式换热器结垢的原因

列管式换热器最易结垢的部位为管束的内外壁，当该位置形成污垢层后，则会导致换热器热传递能力下降，甚至会导致介质的流道受到阻塞。流体的性质、流速、速度、状态及换热器的参数等都会导致污垢的发生。

1.1流体的性质。列管换热器其主要是以水为其载热体，水作为换热器的流体，其性质不仅指水本身的性质，也包括水中夹带着的各种物质。所以当水在加温过程中，其内所含有的离子或是某些盐类会随着温度的升高而发生结晶，这些结晶会附着在换热管的表面，形成水垢，在水垢刚形成阶段，其还会较为松软，但随着时间的推移、传热效果的恶化，则会使水垢中的结晶开始失去，垢层开始变硬，并在换热管表面形成一层牢固的硬壳。

1.2流体的流速。在列管换热器运行中，流体的流速并不是越快越好，因为当流速增加时，可能会导致结垢的增加，但也会引起沉积物脱卸的速率增加，所以当流速增加时，可能总结垢的速率反而会降低。当处于运行中的列管换热器，其流速增加时，不仅换热器的系数会变大，而且所带来的磨损也会增大，使能耗增大，所以对于列管换热器流体的流速的控制，需要从能耗和污垢两个方面进行综合考虑。

1.3换热器的表面材料对于污垢的形成具有较大的影响。如果表面材料选择不当，则会在污垢形成过程中起到助推的作用。目前换热器表面材料可以选择的种类较多，如铜合金、碳钢、不锈钢、石墨、陶瓷等、这些材料有的对结垢具有抑制作用，同时非金属材料则不易发生结垢，但其导热性能相比于金属材料则要差一些。所以在进行换热器表面材料选择时，则需要综合多方面因素进行考虑。另外，换热器表面构造上存在着一些微小的凸起，这会导致对吸收能力和化学活性增加，极易导致污垢发生沉积。

2、列管式换热器结垢的具体解决方案

2.1设计阶段 列管式换热器结垢的防治措施，需要在设计阶段就进行充分的考虑，以减少运行阶段污垢的形成。设计时需要从以下几个方面进行综合考虑，需要能够在现场进行清洗，减少清洗进对设备的折卸，减少死区和低流速区，确保内流速的均匀、温度分布的均匀性，在保证合理压力及不会产生腐蚀的情况下，利用提高流速来减少污垢的形成，设计时还需要对换热器表面温度进行考虑，以减少污垢的形成。

2.2运行阶段

2.2.1维持设计条件 在运行时，为满足工艺需要，需调节流速和温度，从而与设计条件不同，然而应通过旁路系统尽量维持设计条件（流速和温度）以延长运行时间，推迟污垢的发生。

2.2.2运行参数控制 在换热器运行时，要定期测试流体中结垢物质的含量、颗粒大小和液体的pH值。

2.2.3维修措施良好 换热设备维修过程中产生的焊点、划痕等可能加速结垢过程形成。

2.2.4使用添加剂 针对不同类型结垢机理，可用不同的添加剂来减少或消除结垢形成。

2.2.5减少流体中结垢物质浓度 通常，结垢随着流体中结垢物质浓度的增加而增强，对于颗粒污垢可通过过滤、凝聚与沉淀来去除；对于结疤类物质，可通过离子交换或化学处理来去除；紫外线、超声、磁场、电场和辐射处理紫外线对杀死细菌非常有效。

2.3污垢的清理

2.3.1机械清理

机械清理对于管内污垢的清除还是具有较好效果的，对于管束发生轻微堵塞时，则需要利用不锈钢筋和低碳钢的圆盘从一头捅入，另一头拉的方法来清除污垢，而专用清管刷则可以用来清除轻薄的积垢。而对于管内结垢严重的情况，则需要利用软金属桶管来进行清理，对于管口发生堵塞的情况，则需要利用手工进行铲、削、刮和刷等方法来进行处理。机械清理能够很好的清除污垢，但其处理效率低，工作量大，而且容易对换热管造成伤害。

2.3.2高压水冲洗清理

高压水冲洗清理一是一种强力清洗法，通常用于清洗列管式換热器的管内垢层。它利用高压清洗泵打出的高压水，通过专用清洗枪直接将高压水射在需清洗部位，这种方法比人工清理和机械清理效果好，效率高但，对于设备存在结垢严重、垢层紧硬的换热器，此方法并不可取。

2.3.3化学清理

化学除垢是使用化学药品在列管换热器内进行循环，以溶解并消除污垢。喷淋法、浸泡法、强制循环法是在实际清洗中最基本的化学除垢法。实际应用中通常是两种方法混合使用，可以在不伤及金属和镀层的条件下对设备进行清洗，从而清理掉其他方法不容易去除的污垢。化学除垢法清理污垢对大型的换热器十分有利，不经拆卸列管换热器就可以清理污垢。

2.3.4超声波除垢

超声波除垢就是利用超声波的空化效应、活化效应、剪切效应和抑制效应除垢，成本低廉，操作简易，是一种新型的换热器清洗技术，也是日后防垢技术的发展方向。

2.3.5混合清理

对于在一些恶劣的环境条件下工作的某些列管换热器，例如焦化厂的煤气冷却器，在污垢中由于含有煤粉、碳渣及油性物质等，如果单纯地采用某种方法除垢效果不理想的，可采用先进行化学清洗，再高压水洗的方式进行除垢。

3、结束语

换热器在运行时，导致其结垢形成的较多，为确保换热器的使用寿命及传热效率，需要分析具体结垢原因，以便采取有效措使换热器结垢的问题得到处理。

参考文献

[1]李洁.侯来灵.李多民.换热器的结垢与清洗[J].广东化工，2009，36（1）.

[2]金爱军.卫建军.延缓高压换热器结垢的措施与分析.炼油技术与工程，2010-04-15 .

篇5：列管式换热器小结

1. 列管式换热器出现泄漏的原因分析

1.1 换热管与管板连接接头泄漏原因分析

1.1.1 设计制造缺陷引起泄漏

列管式换热器在设计初期就没有选择较为合适设计制造方案, 对于原材料的选择及相关的加工工艺可能存在问题, 而在生产制造时, 又是严格按照设计方案进行生产和加工, 从而导致列管式换热器在实际的使用过程中出现泄漏问题。此外, 在列管式换热器的加工过程当中, 由于焊接质量达不到要求的质量, 使得换热管及管板处的焊接出现问题, 造成了残余应力过多、残余变形等现象, 从而导致列管式换热器与管板接近头处出现泄漏。同时由于在制造中某些管件的热处理工艺质量不达标, 使其产生延迟裂纹, 当有应力腐蚀时, 管板便出现开裂现象, 而导致泄漏。

1.1.2 管束振动引起的泄漏

由于设计方案中出现管壳程走物料不当或支撑跨距过大等问题时, 就会使管束发生振动。当列管式换热器进行正常工作状态后, 如壳程为相变物料, 而管程却为无相变物流时, 就会造成紊流抖动、形成气泡并破裂等问题, 造成换热管的振动, 使得换热管与管板连接部位发生裂纹, 并由于气孔等其它因素的影响, 就会扩大裂纹, 最终导致开裂及泄漏等。

1.1.3 由于使用操作不当造成泄漏

列管式换热器在正常的使用过程中, 由于操作人员的技术水平不高, 以及违章操作等现象的存在, 使得换热品会受到热应力的冲击, 当材料出现延性降低等问题时, 就会发生脆断。此外, 当使用的介质腐蚀性超过换热器的设计标准时, 就会造成连接处的冲刷腐蚀, 最终导致泄漏等。

1.1.4 列管式换热器换热管与管板的连接形式主要有胀接和焊接两种, 其中胀接又分为机械胀接和液压胀接。

这三种连接形式的换热器在生产中均发生过泄漏失效。焊接时, 由于高温产生热影响区的附近组织出现塑性变形, 加上焊接时未完全按工艺要求施焊, 易形成较大的残余应力和应力集中, 这是产生腐蚀的主要原因。当介质中"4%、5%含量较高时, 也会引起应力腐蚀开裂。

1.2 隔板与列管接触处列管泄漏

对于列管式换热器, 为使管束安装方便, 隔板上的孔内径比管外径大, 这就不可避免地产生管与隔板孔边缘反复碰撞的现象。通常, 管的材料为铜、低碳钢或不锈钢等, 隔板的材料一般为碳钢或不锈钢。当管材硬度低于隔板材料硬度时, 碰撞结果会使管被切割。当切割量大到一定程度时, 管壁厚不足以承受介质的压力, 就会产生泄漏现象。

2. 列管式换热器的防漏措施探究

2.1 换热管与管板连接接头泄漏防漏措施

2.1.1 在设计过程中的防泄漏措施

在进行列管式换热器结构设计时, 首先就要进行所需生产原料的选择, 在选取的过程当中, 除了要考虑其具体的使用要求外, 还要针对温差较大的场使, 选择相对膨胀系数小的材料, 同时, 如果其使用环境存在较强的腐蚀性, 还要着重考虑所选材料的耐腐蚀性能是否达标等等。在结构设计方面, 当列管式换热器的使用环境温差较大时, 固定管板式结构已经不再适用, 要选择约束较少的U型管式等类似结构。当使用工况存在应力腐蚀时, 为了降低腐蚀对缝隙连接处的影响, 尽量不要应用胀接或胀焊等连接形式, 宜使用焊接结构以减轻残余应力对结构件的影响。此外, 当列管式换热器在使用中相对较易疲劳时, 应最大限度的降低结构开状异常变化的出现, 衔接部位的管端就进行圆滑过度, 以减少局部应力对列管式换热器的影响。

在列管式换热器的使用过程当中, 受到管内流体的横流流速的影响会使管件发生严重的振动现象, 想要解决这一问题, 就要在设计方案中减小折流板间距, 换热器在满足实现需求的基础上, 选择直径较大的换热管, 并将单弓形折流板用双弓形折流板来代替等, 通过在设计中这些事项的更改, 可以有效的降低相应的管速振动。此外, 在列管式换热器的设计过程中, 还要遵照一定的行业标准及国家标准进行具体设计和制造, 对管束级别、焊接形势及要求等进行详细的设定。并明确的标出无需热处理的设备, 最终保证列管式换热器的设计达到正常的使用要求, 并降低发生泄漏的机率。

2.1.2 在制造过程中应采取的防泄漏措施

在进行实际的生产制造工作之前, 要对相关的生产用原材料进行合性性检验, 特别要指出的是要对换热管进行水压试漏试验。在焊接过程中, 要严格遵照设计技术要求进行焊接, 并制定科学的焊接工艺流程及焊接原料的使用制度等, 对焊接过程中所使用的焊条及焊接位置等加以重视, 从而保证无焊接缺陷, 提高焊接质量。在管板与管的连接处应采用液压胀接的方法, 使得管件的受力更为均匀等。在完成了相关的生产加工工艺后, 不要对制成的列管式换热器进行水压试验以及气密性试验, 可起到消除部分应力, 保证列管式换热器产品质量达标。

2.1.3 使用操作过程中的防泄漏措施

在列管式换热器进行安装时, 要预先在两端管板处进行防府处理, 降低因腐蚀而导致泄漏发生的机率。同时在设备运行过程当中, 应加强相关的设备管理工作, 提高操作工作人员的操作技能水平及对相关操作规范的认知程度, 杜绝超负荷运转, 尤其是存在腐蚀介质时, 要对列管式换热器进行及时的检查及数据结果记录, 并对整个操作过程进行监督, 一旦出现问题及时采取措施, 最大限度的降低泄漏故障的发生。

2.2 针对隔板与列管接触处列管泄漏的防漏措施

在列管式换热器的设计及生产制造过程中, 在满足相关使用要求及过多增加成本的情况下, 应选择硬度相对较高的列管材料。采用隔板移位法延长换热器列管使用寿命, 即在管壁磨损到最小壁厚前, 将隔板平移一位置, 一般为20毫米到30毫米, 使磨损在新的位置上重新开始。通常, 对于换热器的隔板, 如条件允许可移位3到4次, 相应管的密封性就提高了3到4倍, 泄漏发生的时间也延长了3到4倍, 从而延长了列管的使用寿命。

3. 结语

综上所述, 本文对列管式换热器在使用过程中易出现泄漏的原因进行了详细的分析和探讨, 并针对这些问题进行了详细的预防措施介绍, 从中可以看出, 基于列管式换热器在工业生产中的重要性, 要着重提高列管式换热器的质量及使用效率。故在列管式换热器的设计初期就要严把质量关, 选择质量较为合理的结构形式, 同时在生产及制造过程当中也要控制好相关的生产工艺及产品质量, 并做好合格性检查。在换热器投入使用后, 相关的设备操作人员要遵守操作规程要求, 不违规操作。此外, 还要对列管式换热器进行定期的检查和维护, 按阶段进行清洗工作, 及时排除设备故障, 从而提高换热器的工作效率, 为工业生产以及人们日常生活提供更加高质量的设备保障。

摘要：换热器的使用可以有效地完成不同温度物料间的热量交换, 该设备在我国的工业生产及人们的日常生活中使用十分广泛, 但是在具体的使用过程当中, 由于所用设备的结构影响, 以及各种操作工艺之间的差别等, 使得很多换热器在成年累月的使用中出现了泄漏的现象, 严重的影响了设备的正常工作, 同时泄漏的物质还会造成一定的环境污染, 如果泄漏现象没有被及时发现, 还会造成操作故障的发生, 埋下了安全隐患等, 直接的影响了经济效益。因此要对换热器的泄漏原因进行彻底的分析, 并针对泄漏影响因素采取有效的防漏措施, 从而有效的保证换热器的正常工作。本文以列管式换热器为例, 对换热器的泄漏原因及防漏措施进行了深入的研究。

关键词：列管式换热器,泄漏原因,防漏措施

参考文献

[1]张晓霞.列管式换热器结垢的原因及解决措施[J].科技信息.2011 (12) .

[2]吕新春, 孟令霄.列管式换热器制作质量控制要点[J].磷肥与复肥.2012 (06) .

篇6：列管式换热器小结

【关键词】绕管式换热器 结构形式特点 未来发展趋势

一、绕管式换热器的结构形式特点

（一）结构构成原理

缠绕管式换热器（Spiral Wounded Heat Exchanger）相对于普通的列管式换热器具有不可比拟的优势，其适用的温度范围广，适应热冲击，能够自身消除热应力，紧凑度非常高，由于自身具有特殊的构造，使得其流场充分发展，不存在流动死区，其中最特别的是，通过设置多股管程（壳程单股），能够在一台设备内满足多股流体的同时换热。绕管式换热器是在芯筒与外筒之间的空间内将传热管按螺旋线形式交替缠绕而成的，相邻两层螺旋状传热管的螺旋方向是相反的，并采用具有特殊形状的定距件，使之能够保持一定的间距。

缠绕管可以采用单根绕制而成，也可采用两根或者多根组焊后一起然后绕制而成。管内可以通过一种的称为单通道型绕管式换热器；也可分别通过几种不同的介质，而每种介质所通过的传热管最后均汇集在各自的管板上，构成的换热器称为多通道型缠绕管式换热器。区别于平常所用的直管式换热器，绕管式换热器的优势是，不仅仅换热管加长了，有足够的流程使物料在其中流通和热交换，同时保持流体在壳程内的压力平衡，平均了热能分布，这样在实际的使用中，大大地提高了换热效率与传热能力。

（二）技术特色绕管式换热器的三大技术特色

技术特色绕管式换热器的三大技术特色或者说是技术精髓为：精准的换热管间距、合理的管层数量以及层间距、全自动化的机器人焊接流程。

1、精准的换热管间距不锈钢管材因为其材质的特殊性而导致了在弯曲或者缠绕的时候很难具有塑性，为实现所有换热管的间距都是统一的这一技术要求带来了很大的困难，这就要求我们在加工时需要完备的技术和丰富的经验，而正是原装进口的高精度设备和顶尖的缠绕工艺为我们机械的生产提供了基础。

2、合理的管层数量以及层间距在换热管束缠绕时，每层相对的管径都在发生着变化，盘绕角度又要保持一致，要保证每根换热管的长度基本相同确实是很难做到的。而设计师设计出了每层换热管不同数量，以及合理的层间距就完美地攻克了这一难题，同时也解决了复杂换热条件下的流道要求。

3、全自动化的机器人焊接流程在设备生产的过程当中，采用全自动化的机器人焊接，以保证所有焊点尤其是在管板焊接都实现了标准统一，安全性能极高。

（三）绕管式换热器应用于工程的主要优点

1、结构紧凑，单位容积具有较大的传热面积。对管径8～12mm的传热管，每立方米容积的传热面积可达100～170平方米。

2、可同时进行多种介质的传热。

3、管内的操作压力高，目前国外最高操作压力可达2000多MPa。

4、传热管的热膨胀可自行进行补偿。

5、换热器容易实现大型化发展。

二、应用情况

国内主要应用领域目前，绕管式换热器在我国主要应用于化肥合成氨装置（美国德士古工艺）中甲醇洗工段，在全国共有近20套此类装置，每套装置中有6台绕管式换热器。在国内，绕管换热器主要应用在同时处理多种介质、在小温差下需要传递较大热量且管内介质操作压力较高的地方，如制氧等低温过程中使用的换热设备等。除此以外，在其他领域应用也很多，例如，蒸馏回流系统，浓缩系统，精馏系统，尾气余热回收系统，中药提取系统，高温瞬时灭菌系统，CIP清洗系统，民用暖通系统，工艺物料的加热和冷却等等。正常换热器的使用寿命大概为12年至20年左右，一般情况下企业可以根据实际情况和使用寿命期限来有计划的进行调试或者更换。如果管理不到位机器就很容易出现故障，那样会给企业带来很大的经济损失。

在国外，绕管式换热器被广泛应用于大型空气分离装置的过冷器及液化器（如，液体氧、液体氨装置）。林德公司曾在合成氨甲醇洗系统中推出的绕管式换热器系列设备就充分发挥了该种换热器的实际作用。

三、绕管式换热器的应用趋势

（一）绕管式换热器的大型化趋势

由于绕管式换热器结构的特殊性，它的封头虽然很小，但是管子可以长达数百米，目前已开发制造了一些大型的绕管式换热器。随着装置的大型化趋势不断发展，要求绕管换热器也要不断增大。但是目前普通列管式换热器由于管子的限制，是无法把换热器做大的。

（二）绕管换热器的高温化趋势

绕管式换热器必备的性能就是高效的换热性能，但其目前基本上只应用于深冷装置。从2001年开始，合肥通用所等企业开始专注研究能够应用于高温场合的绕管式换热器，并且，于2002年在镇海炼化投入使用，这种换热器所采用的是CrMo钢耐高温材料。经过几年运行，该换热器的性能能够完全达到使用要求，而且质量也很可靠。这种产品的成功应用大大拓宽了绕管式换热器的应用领域，使其可以从低温应用领域转向高温应用领域。如果介质允许，在炼油行业也是可以应用绕管式换热器的。

（三）绕管式换热器的高压化趋势

目前，绕管式换热器多应用于壳程压力高而管程压力低的地方，一般壳程压力能够达到15.0MPa，但是管程压力普遍小于5.0MPa。由于绕管式换热器的结构特点为：管板小，壳程压力大，两端入口封头较小，所以该结构能克服一般的高压换热器的缺点。普通高压换热器一般都是采用浮头式或者U形管式，当压力提高时，不仅加大了壳体厚度，而且还会大幅度提高法兰的强度等级。而绕管式换热器却可以利用其加长的长度来增大面积，而且两端的小管板也使得连接的法兰减小，这样会将制作工艺简单化。目前，国内某些单位正在研究用绕管式换热器逐步替代炼油行业中的一些高压换热器，如，加氢裂化和重整装置等。

结语：

总之，随着科技的不但发展，高新技术的应用会越来越多，越来越深入，绕管式换热器是一种新型高效换热器，它的优势是不言而喻的，在日后的生产制造过程中它一定会有更广阔的应用空间，它的发挥的作用会越来越大。

【参考文献】

[1]张贤安，陈永东，王健良 缠绕式换热器的工程应用.大氮肥，2004，27（1）：9～11

[2]陈永东.我国换热器的技术进展.第二届全国换热器学术会议论文集.2002

[3]都跃良.首台15CrMo缠绕管式换热器的制造.化工机械，2004，31（3）：165～166

[4]都跃良，陈永东，张贤安.大型多股流绕管换热器的制造.压力容器，21（6）：26～29