管殼式換熱器的優(yōu)化設(shè)計

 管殼式換熱器是廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的工業(yè)設(shè)備,在國民經(jīng)濟中具有非常重要的作用,管殼式換熱器的效率問題是設(shè)計工作的核心。本文利用優(yōu)化設(shè)計原理,建立了以管殼式換熱器優(yōu)化設(shè)計模型。分析了影響年總費用的因素,編制了管殼式換熱器優(yōu)化設(shè)計計算機程序。后給出了一個計算實例說明優(yōu)化設(shè)計程序的使用。有兩種傳熱流體，一種是管內(nèi)流體，另一種是管側(cè)流體，另一種是管外流體，稱為殼側(cè)流體。

　　　　熱交換器是進行熱交換操作的通用工藝設(shè)備,被廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門,尤其在石油、化工生產(chǎn)中應(yīng)用更為廣泛。換熱器分類方式多樣,按照其工作原理可分為:直接接觸式換熱器、蓄能式換熱器和間壁式換熱器三大類,其中間壁式換熱器用量,據(jù)統(tǒng)計,這類換熱器占總用量的99%。間壁式換熱器又可分為管殼式和板殼式換熱器兩類,其中管殼式換熱器以其高度的可靠性和廣泛的適應(yīng)性,在長期的操作過程中積累了豐富的經(jīng)驗,其設(shè)計資料比較齊全,在許多國家都有了系列化標(biāo)準(zhǔn)。近年來盡管管殼式換熱器也受到了新型換熱器的挑戰(zhàn),但由于管殼式熱交換器具有結(jié)構(gòu)簡單、牢固、操作彈性大、應(yīng)用材料廣等優(yōu)點,管殼式換熱器目前仍是化工、石油和石化行業(yè)中使用的主要類型換熱器,尤其在高溫、高壓和大型換熱設(shè)備中仍占有優(yōu)勢。如果兩種流體溫差較大，傳熱系數(shù)大的流體應(yīng)進入殼程，以降低熱應(yīng)力。

化工設(shè)備換熱器之列管式換熱器

種類

　　1) 固定管板式換熱器

　　2) 浮頭式換熱器

　　3) 填料函式換熱器

　　4) U型管式換熱器

　　5) 渦流熱膜換熱器

　　影響換熱器管板腐蝕的主要因素

　　1）介質(zhì)成分和濃度：濃度的影響不一，例如在鹽酸中，一般濃度越大腐蝕越嚴(yán)重。碳鋼和不銹鋼在濃度為50%左右的硫酸中腐蝕嚴(yán)重，而當(dāng)濃度增加到60%以上時，腐蝕反而急劇下降；

　?。?）雜質(zhì)：有害雜質(zhì)包括氯離子、硫離子、離子、氨離子等，這些雜質(zhì)在某些情況下會引起嚴(yán)重腐蝕

　?。?）溫度：腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，溫度每提升 10℃，腐蝕速度約增加1~3倍，但也有例外；

　?。?）ph值：一般ph值越小，金屬的腐蝕越大；

　?。?）流速：多數(shù)情況下流速越大，腐蝕也越大。

    換熱器在熱水供應(yīng)系統(tǒng)安裝調(diào)試完成后,在外表面作保溫層。

    為延長換熱器的使用壽命, 減少維修工作量及節(jié)約能源,保持換熱,當(dāng)被加水的總硬度大于等于300mg/L (以CaCO3計)時,宜采取適宜的水質(zhì)軟化或水質(zhì)穩(wěn)定防垢措施。

   為確保供水質(zhì)量,及時排除殼體內(nèi)下部沉積的污物,換熱器每周應(yīng)開排污閥1~2次,進行排污。需要各種各樣的材料，其中大部分可以用普通的碳鋼、銅或不銹鋼制成。每年定期采用步驟對換熱管進行除垢,①放凈殼體內(nèi)的水;②關(guān)閉進出水口;③打開進汽閥和冷凝水閥門排凈管內(nèi)存水，然后關(guān)閉冷凝水閥門,大約5 -6分鐘突然關(guān)閉進汽閥門,打開冷水閥1 ]和底部排污閥門,使換熱盤管突然冷

卻,同時排掉脫落水垢,連續(xù)3 ~4次即可全部排凈，設(shè)備繼續(xù)投入運行。

      為延緩結(jié)垢,減少維修工作量,被加熱水終溫宜控制在50-60C之間。

    換熱器使用中應(yīng)定期檢驗,每年至少進行- -次外觀檢查,每三年至少進行一次內(nèi)外部檢驗,每六年至少進行- -次檢驗。