間壁式換熱器

換熱器是化工、石油、動力、食品及其它許多工業部門的通用設備，在生產中占有重要地位。在化工生產中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等，套用更加廣泛。換熱器種類很多，但根據冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中，間壁式換熱器套用最多。

特點

間壁式換熱器的特點是冷，熱兩流體被一層固體壁面（管或板）隔開，不相混合，通過間壁進行熱交換。

類型

板式換熱器

板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過半片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占 地面積小、安裝清洗方便、套用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱係數比管式換 熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達90%以上。

夾套式換熱器

這種換熱器是在容器外壁安裝夾套製成,結構簡單;但其加熱面受容器壁面限制,傳熱係數也不高.為提高傳熱係數且使釜內液體受熱均勻,可在釜內安裝攪拌器.當夾套中通入冷卻水或無相變的加熱劑時,亦可在夾套中設定螺旋隔板或其它增加湍動的措施,以提高夾套一側的給熱係數.為補充傳熱面的不足,也可在釜內部安裝蛇管. 夾套式換熱器廣泛用於反應過程的加熱和冷卻。

沉浸式蛇管型

這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應的形狀,並沉浸在容器內的液體中.蛇管換熱器的優點是結構簡單,能承受高壓,可用耐腐蝕材料製造;其缺點是容器內液體湍動程度低,管外給熱係數小.為提高傳熱係數,容器內可安裝攪拌器。

噴淋式換熱器

這種換熱器是將換熱管成排地固定在鋼架上，熱流體在管內流動,冷卻水 從上方噴淋裝置均勻淋下,故也稱噴淋式冷卻器.噴淋式換熱器的管外是一層湍動程度較高的液膜,管外給熱係數較沉浸式增大很多.另外,這種換熱器大多放置在空氣流通之處,冷卻水的蒸發亦帶走一部分熱量,可起到降低冷卻水溫度,增大傳熱推動力的作用.因此,和沉浸式相比,噴淋式換熱器的傳熱效果大有改善。

套管式換熱器

套管式換熱器是由直徑不同的直管制成的同心套管,並由U形彎頭連線而成.在這種換熱器中,一種流體走管內,另一種流體走環隙,兩者皆可得到較高的流速,故傳熱係數較大.另外,在套管換熱器中,兩種流體可為純逆流,對數平均推動力較大。套管換熱器結構簡單,能承受高壓,套用亦方便(可根據需要增減管段數目). 特別是由於套管換熱器同時具備傳熱係數大,傳熱推動力大及能夠承受高壓強的優點,在超高壓生產過程(例如操作壓力為3000大氣壓的高壓聚乙烯生產過程)中所用的換熱器幾乎全部是套管式。

管殼式換熱器

管殼式(又稱列管式) 換熱器是最典型的間壁式換熱器,它在工業上的套用有著悠久的歷史,而且至今仍在所有換熱器中占據主導地位。

管殼式換熱器圖解

管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成,殼體多呈圓形,內部裝有平行管束,管束兩端固定於管板上。在管殼換熱器內進行換熱的兩種流體,一種在管內流動,其行程稱為管程；一種在管外流動,其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。為提高管外流體給熱係數,通常在殼體內安裝一定數量的橫向折流檔板。折流檔板不僅可防止流體短路,增加流體速度,還迫使流體按規定路徑多次錯流通過管束,使湍動程度大為增加。常用的檔板有圓缺形和圓盤形兩種,前者套用更為廣泛.。流體在管內每通過管束一次稱為一個管程,每通過殼體一次稱為一個殼程。

為提高管內流體的速度,可在兩端封頭內設定適當隔板,將全部管子平均分隔成若干組。這樣,流體可每次只通過部分管子而往返管束多次,稱為多管程。同樣,為提高管外流速,可在殼體內安裝縱向檔板使流體多次通過殼體空間,稱多殼程。在管殼式換熱器內,由於管內外流體溫度不同,殼體和管束的溫度也不同。如兩者溫差很大, 換熱器內部將出現很大的熱應力,可能使管子彎曲,斷裂或從管板上鬆脫。因此,當管束和殼體溫度差超過50℃時,應採取適當的溫差補償措施,消除或減小熱應力。

清洗工藝

1． 隔離設備系統，並將換熱器裡面的水排放乾淨。

2． 採用高壓水清洗管道記憶體留的淤泥、藻類等雜質後，封閉系統。

3． 在隔離閥和交換器間裝上球閥（不小於1英寸=2.54厘米），進水和回水口都應安裝。

4． 接上輸送泵和連線導管，使清洗劑從換熱器的底部泵入，從頂部流出。

5． 開始向凝汽器里泵入所需要的清洗劑（比例可根據具體情況調整）。

6． 反覆循環清洗到推薦的清洗時間。隨著循環的進展和沉積物的溶解，反應時產生的氣體也會增多，應隨時通過放氣閥將多餘的空氣排出。隨著空氣的排出，換熱器內的空間會增大，可加入適當的水，不要一開始就注入大量的水，可能會造成水的溢出。

7． 循環中要定時檢查清洗劑的有效性，可以使用PH 試紙測定。如果溶液保持在PH值2‐3時，那么清洗劑仍然有效。如果清洗劑的PH 值達到5‐6時，

8． 達到清洗時間後，回收清洗溶液。並用清水反覆沖洗交換器，直到沖洗乾淨至中性，用PH試紙測定PH值6~7。

9． 完成清洗後既可開機運行。也可以打壓試驗，看是否有泄漏現象。如果有泄漏，可以採用美嘉華高分子複合材料進行修復保護，並且可以大大延長設備的使用壽命。

10. 設備穩定後，記下當前的介質過流量、工作壓力、換熱效率等數據。

11. 比較清洗前和清洗後數值的變化，就可以計算出該企業每個小時所節省的電費、煤費等生產費用及提高的工作效率

12．同樣的操作方法也可用於板式、框架式的熱交換器清洗。

13. 如企業需要設備進行鈍化預膜處理，可按以下流程進行操作：將鈍化預膜劑按推薦稀釋比泵入設備中（同時在循環槽內懸掛試片）；按推薦時間循環、浸泡；檢測預膜效果（紅點法或藍點法）；排放；水沖洗乾淨至中性（用PH試紙測定PH值6~7）。

14. 鈍化預膜結束後，最好採用風機等通風設備將系統吹乾，可確保並提升鈍化預膜效果。