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針對(duì)換熱器中的兩種流體到底誰走管程、誰走殼程,有很多因素需要考慮,總的來說,無論選擇哪種走法,根本要求是要利于傳熱,有利于減少壓降,并且對(duì)材料的消耗要小,使用安全,維修方便等,一般要滿足以下原則:
1、對(duì)于粘度很大的流體,應(yīng)該選擇殼程,因?yàn)闅こ塘鞯澜孛婧头轿欢荚诓粩嘧兓?,而且從減小壓降的要求看,選擇殼程更為合適。
2、當(dāng)換熱器流體溫差很大,由于壁面的溫度和換熱系數(shù)大的介質(zhì)溫度接近,換熱系數(shù)大的流體選擇殼程能減小管束和殼體間的差脹;如果流體溫差小,換熱系數(shù)值又相差很大時(shí),讓換熱系數(shù)大的流體走管程比較方便。
3、和外部溫差大的流體走管程可以減小熱損失,減小殼體的變形;流體容許壓降小的走殼程較好。
4. 飽和蒸汽宜走殼程,以便于及時(shí)排出冷凝液,且蒸汽較潔凈,不易污染殼程;
5. 被冷卻的流體宜走殼程,可利用殼體散熱,增強(qiáng)冷卻效果;
6. 有毒流體宜走管程,以減少流體泄漏;
換熱器效率的物理意義可以理解為以換熱器冷、熱兩側(cè)zui大理論換熱熱流量max為基礎(chǔ)(如工藝氣進(jìn)口和循環(huán)水進(jìn)口焓差)計(jì)算實(shí)際換熱熱流量,并在此基礎(chǔ)上的變化率。在一定系統(tǒng)負(fù)荷范圍內(nèi),換熱器冷、熱兩側(cè)進(jìn)口的工藝條件一般是固定的,即max固定。因此,一旦換熱器出現(xiàn)諸如結(jié)垢、內(nèi)漏、管子堵塞等異常情況,即實(shí)際換熱熱流量發(fā)生了變化,則值將反映出相應(yīng)的變化;反之,如果對(duì)出現(xiàn)問題的換熱器進(jìn)行化學(xué)清洗、堵漏或疏通后,值則將呈現(xiàn)相反的變化。管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同,因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。
?。?)結(jié)垢垢層增加了換熱器熱阻,降低了總傳熱速率,換熱量下降,值下降;在對(duì)該換熱設(shè)備更換或者進(jìn)行化學(xué)清洗之后,垢層熱阻顯著降低,值有明顯提高,如101-C更換新管束及化學(xué)清洗后、102-C更換新管束及化學(xué)清洗后。
(2)內(nèi)漏若換熱器管殼兩側(cè)分別為液態(tài)和氣態(tài),則傳熱速率主要取決于氣側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù),若換熱器產(chǎn)生內(nèi)漏,液態(tài)側(cè)工藝介質(zhì)漏入氣態(tài)側(cè)工藝介質(zhì)內(nèi)時(shí),將會(huì)提高氣態(tài)側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù),同時(shí)提高實(shí)際換熱熱流量,此時(shí)值呈現(xiàn)出增大的趨勢,氣側(cè)進(jìn)口加鍋爐給水或提高水碳比操作的情況亦為此類情況。換熱器傳熱表面積垢,使傳熱條件大大惡化,使氣體的流動(dòng)阻力也大大增大,這就降低了余熱回收設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)也降低了爐子設(shè)備的操作指標(biāo),比如當(dāng)換熱器傳熱表面積積垢達(dá)到3毫米時(shí),傳熱系數(shù)就降低了30%。
影響管殼式換熱器腐蝕的主要因素有:(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(shí),腐蝕反而急劇下降;(2)雜質(zhì):有害雜質(zhì)包括氯離子、硫離子、氨離子等,這些雜質(zhì)在某些情況下會(huì)引起嚴(yán)重腐蝕;(4)換熱器的傳熱效率低,有的工廠設(shè)備安放不合理,如換熱器安裝在遠(yuǎn)離爐子的地方,導(dǎo)致?lián)Q熱器溫度太低,一直處于低溫區(qū),時(shí)間長了使得換熱器傳熱效率大大降低。(3)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;(4)ph值:一般ph值越小,金屬的腐蝕越大;(5)流速:多數(shù)情況下流速越大,腐蝕也越大。