換熱器又稱熱交換器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，使流體溫度達(dá)到工藝流程規(guī)定的指標(biāo)的熱量交換設(shè)備。廣泛用于化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)部門。下面小編就帶大家了解一下它的原理和安裝方法。
換熱器工作原理：
1、表面式換熱器
表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開(kāi)的空間里流動(dòng)，通過(guò)壁面的導(dǎo)熱和流體在壁表面對(duì)流，兩種流體之間進(jìn)行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的換熱器。
2、蓄熱式換熱器
蓄熱式換熱器通過(guò)固體物質(zhì)構(gòu)成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質(zhì)先通過(guò)加熱固體物質(zhì)達(dá)到一定溫度后，冷介質(zhì)再通過(guò)固體物質(zhì)被加熱，使之達(dá)到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉(zhuǎn)式、閥門切換式等。
3、流體連接間接式換熱器
流體連接間接式換熱器，是把兩個(gè)表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來(lái)的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。
4、直接接觸式換熱器
直接接觸式換熱器是兩種流體直接接觸進(jìn)行換熱的設(shè)備，例如，冷水塔、氣體冷凝器等。
換熱器的安裝方法：
安裝換熱器的基礎(chǔ)必須滿足以使換熱器不發(fā)生下沉，或使管道把過(guò)大的變形傳到傳熱器的接管上?；A(chǔ)一般分為兩種：一種為磚砌的鞍形基礎(chǔ)，換熱器上沒(méi)有鞍式支座而直接放在鞍形基礎(chǔ)上，換熱器與基礎(chǔ)不加固定，可以隨著熱膨脹的需要自由移動(dòng)。另一種為混凝土基礎(chǔ)，換熱器通過(guò)鞍式支座由地腳螺栓將其與基礎(chǔ)牢固的連接起來(lái)。
在安裝換熱器之前應(yīng)嚴(yán)格的進(jìn)行基礎(chǔ)質(zhì)量的檢查和驗(yàn)收工作，主要項(xiàng)目如下：基礎(chǔ)表面概況；基礎(chǔ)標(biāo)高，平面位置，形狀和主要尺寸以及預(yù)留孔是否符合實(shí)際要求；地腳螺栓的位置是否正確，螺紋情況是否良好，螺帽和墊圈是否齊全；放置墊鐵的基礎(chǔ)表面是否平整等。
基礎(chǔ)驗(yàn)收完畢后，在安裝換熱器之前在基礎(chǔ)上放墊鐵，安放墊鐵處的基礎(chǔ)表面必須鏟平，使兩者能很好的接觸。墊鐵厚度可以調(diào)整，使換熱器能達(dá)到設(shè)計(jì)的水平高度。墊鐵放置后可增加換熱器在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性，并將其重量通過(guò)墊鐵均勻地傳遞到基礎(chǔ)上去。墊鐵可分為平墊鐵、斜墊鐵和開(kāi)口墊鐵。其中，斜墊鐵必須成對(duì)使用。地腳螺栓兩側(cè)均應(yīng)有墊鐵，墊鐵的安裝不應(yīng)妨礙換熱器的熱膨脹。
換熱器就位后需用水平儀對(duì)換熱器找平，這樣可使各接管都能在不受力的情況下連接管道。找平后，斜墊鐵可與支座焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。當(dāng)兩個(gè)以上重疊式換熱器安裝時(shí)，應(yīng)在下部換熱器找正完畢，并且地腳螺栓充分固定后，再安裝上部換熱器?？沙楣苁鴵Q熱器安裝前應(yīng)抽芯檢查，清掃，抽管束時(shí)應(yīng)注意保護(hù)密封面和折流板。移動(dòng)和起吊管束時(shí)應(yīng)將管束放置在專用的支承結(jié)構(gòu)上，以避免損傷換熱管。
根據(jù)換熱器的形式，應(yīng)在換熱器的兩端留有足夠的空間來(lái)滿足條件(操作)清洗、維修的需要。浮頭式換熱器的固定頭蓋端應(yīng)留有足夠的空間以便能從殼體內(nèi)抽出管束，外頭蓋端必須也留出一米以上的位置以便裝拆外頭蓋和浮頭蓋。
固定管板式換熱器的兩端應(yīng)留出足夠的空間以便能抽出和更換管子。并且，用機(jī)械法清洗管內(nèi)時(shí)。兩端都可以對(duì)管子進(jìn)行刷洗操作。U形管式換熱器的固定頭蓋應(yīng)留出足夠的空間以便抽出管束，也可在其相對(duì)的一端留出足夠的空間以便能拆卸殼體。
換熱器不得在超過(guò)銘牌規(guī)定的條件下運(yùn)行。應(yīng)經(jīng)常對(duì)管，殼程介質(zhì)的溫度及壓降進(jìn)行監(jiān)督，分析換熱管的泄漏和結(jié)垢情況。管殼式換熱器就是利用管子使其內(nèi)外的物料進(jìn)行熱交換、冷卻、冷凝、加熱及蒸發(fā)等過(guò)程，與其他設(shè)備相比較，其余腐蝕介質(zhì)接觸的表面積就顯得非常大，發(fā)生腐蝕穿孔結(jié)合處松弛泄漏的危險(xiǎn)性很高，因此對(duì)換熱器的防腐蝕和防泄漏的方法也比其他設(shè)備要多加考慮，當(dāng)換熱器用蒸汽來(lái)加熱或用水來(lái)冷卻時(shí)，水中的溶解物在加熱后，大部分溶解度都會(huì)有所提高，而硫酸鈣類型的物質(zhì)則幾乎沒(méi)有變化。冷卻水經(jīng)常循環(huán)使用，由于水的蒸發(fā)，使鹽類濃縮，產(chǎn)生沉積或污垢。又因水中含有腐蝕性溶解氣體及氯離子等引起設(shè)備腐蝕，腐蝕與結(jié)垢交替進(jìn)行，激化了鋼材的腐蝕。因此必須經(jīng)過(guò)清洗來(lái)改善換熱器的性能。由于清洗的困難程度是隨著垢層厚度或沉積的增加而迅速增大的，所以清洗間隔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)，換熱介質(zhì)的性質(zhì)，腐蝕速度及運(yùn)行周期等情況定期進(jìn)行檢查，修理及清洗。
在工業(yè)生產(chǎn)中，為了工業(yè)流程的需要，往往需要進(jìn)行各種不同方式的熱量變換；
如：加熱、冷卻、蒸發(fā)和冷凝等，換熱器就是用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述熱量交換與傳遞的設(shè)備。
通過(guò)各種設(shè)備，一邊使熱量從溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，以滿足生產(chǎn)工藝的需要。
一般換熱器都用金屬材料制成；
其中碳素鋼和低合金鋼大多用于制造中、低壓換熱器；
不銹鋼除主要用于不同的耐腐蝕條件外，奧氏體不銹鋼還可作為耐高、低溫的材料；
銅、鋁及其合金多用于制造低溫?fù)Q熱器；鎳合金則用于高溫條件下；
非金屬材料除制作墊片零件外，有些已開(kāi)始用于制作非金屬材料的耐蝕換熱器，如石墨換熱器、氟塑料換熱器和玻璃換熱器等。
換熱器分類
（1）按傳熱方式
換熱器按傳熱方式的不同可分為混合式、蓄熱式和間壁式三類。
混合式換熱器是通過(guò)冷、熱流體的直接接觸、混合進(jìn)行熱量交換的換熱器，又稱接觸式換熱器。
由于兩流體混合換熱后必須及時(shí)分離，這類換熱器適合于氣、液兩流體之間的換熱。
例如，化工廠和發(fā)電廠所用的涼水塔中，熱水由上往下噴淋，而冷空氣自下而上吸入；
在填充物的水膜表面或飛沫及水滴表面，熱水和冷空氣相互接觸進(jìn)行換熱；
熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然后依靠?jī)闪黧w本身的密度差得以及時(shí)分離。
蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經(jīng)蓄熱室中的蓄熱體(填料)表面，從而進(jìn)行熱量交換的換熱器，如煉焦?fàn)t下方預(yù)熱空氣的蓄熱室。
這類換熱器主要用于回收和利用高溫廢氣的熱量。
以回收冷量為目的的同類設(shè)備稱蓄冷器，多用于空氣分離裝置中。
間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁隔開(kāi)，并通過(guò)間壁進(jìn)行熱量交換的換熱器，因此又稱表面式換熱器，這類換熱器應(yīng)用較為廣泛。
（2）按換熱器的結(jié)構(gòu)分類可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等。
金屬包覆墊片優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度大、不易碎、牢固結(jié)實(shí)，但回彈力有限，需要求法蘭表面平坦及緊固力很高才能達(dá)到良好效果(可改進(jìn)、外敷石墨板)。根據(jù)不同材料可以組合成201、304、316不銹鋼包石墨(耐溫650度)包覆墊、包石棉包覆墊，包陶瓷纖維(1400度)包覆墊片等多種形式。包覆墊片材質(zhì):A3、不銹鋼(201、304、316)、銅、鋁等。
包覆墊片填充料:柔性石墨(80%)、石棉(10%)、無(wú)石棉、陶瓷纖維(10%)等。
包覆墊片主要用途:適用于直徑較大的壓力容器(如換熱器、反應(yīng)器、鑄鐵法蘭、汽缸頭、鍋爐等)法蘭的密封。又便于安裝,拆卸,不易損壞,同時(shí)也可防止介質(zhì)對(duì)墊片的侵蝕,提高了耐壓.是大直徑壓力容器法蘭密封面連接處的密封制品。
注意事項(xiàng)
1、墊片的纏繞部分必須介于之間，不要隨意加寬纏繞部分的寬度，這樣子勢(shì)必影響螺栓的壓緊力，從而影響墊片的密封性能上，這是緣于通常型墊片在軸向壓緊力作用下，內(nèi)圈焊點(diǎn)容易開(kāi)焊，從而導(dǎo)致墊片失效。
4、一定不能用低材質(zhì)墊片取代高材質(zhì)墊片。避免材料腐蝕或其余原因造成墊片失效。
適用范圍：各種腐蝕性化學(xué)藥品流體強(qiáng)堿、鹽酸、硫酸等強(qiáng)腐蝕性液體、有機(jī)溶劑、液氮等，廣泛應(yīng)用于石油、化工、化纖、采煤、發(fā)電、冶金等工業(yè)設(shè)備的管道、閥門、泵、換熱器、塔、人孔、手控等法蘭接觸的靜密封元件。
特點(diǎn)：金屬石墨纏繞墊片具有壓縮回彈性，使用于溫度 壓力交變劇烈的密封部位，具有不滲透性能好，使用壽命長(zhǎng)、免維護(hù)等特點(diǎn)。
管殼式換熱器墊片一般分為管箱墊片，浮頭墊片，管箱側(cè)墊片，外頭蓋墊片和頭蓋墊片等幾種，根據(jù)不同管程有不同的墊片形式，多管程的一般需要在墊片內(nèi)圈上帶不同形式的筋條（附圖）。常用的管殼式換熱器墊片有耐油石棉橡膠墊片，無(wú)石棉墊片，石墨復(fù)合墊片，金屬纏繞墊片，金屬包覆墊片，金屬齒形墊片，金屬波齒復(fù)合墊片等幾種。
換熱器墊片性能特點(diǎn)：
1.具有與包覆金屬相同的耐腐蝕性能和相近的耐熱性，
2.非金屬柔性填充材料使墊片能在較低的壓緊力下達(dá)到較好的密封效果。
3.可以根據(jù)不同的要求變換筋條的結(jié)構(gòu)和形式.保證在不同工況下密封效果佳.滿足各種熱交換器管箱和非圓形壓力容器密封的需要。
4.在溫度和壓力交變的工況下.使用效果突出,
換熱器墊片應(yīng)用范圍：管殼式換熱器管箱墊片，浮頭墊片，管箱側(cè)墊片外頭蓋墊片和頭蓋墊片等
不同形式的換熱器墊片有不同的使用性能特點(diǎn)，其耐溫，耐介質(zhì)以及承載壓力性能都大不相同，所以換熱器墊片的選用應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求，不得隨意改動(dòng)，包括墊片型式、材質(zhì)。
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