Общие базовые знания теплообменников

1. Как классифицировать теплообменное оборудование?

Ответ: Согласно «Классификационному каталогу оборудования нефтехимической корпорации» его можно разделить на:

(1) Кожухотрубный теплообменник

(2) Корпус теплообменника

(3) Водяной теплообменник

(4) Распылительный теплообменник

(5) Роторный теплообменник (змеевидная трубка)

(6) Пластинчатый теплообменник

(7) Пластинчато-ребристый теплообменник

(8) Трубчато-ребристый теплообменник

(9) Котел-утилизатор

(10) Другие

2. Как теплообменник передает тепло?

Ответ: В наиболее распространенных теплообменниках с разделительной перегородкой существует два основных метода теплопередачи: кондуктивность и конвекция.Горячая жидкость сначала передает тепло на одну сторону стенки трубки за счет конвекции, а затем передает тепло с одной стороны стенки трубки на другую сторону за счет проводимости.Наконец, другая сторона стенки трубки передает тепло посредством конвекции.Тепло передается холодной жидкости, тем самым завершая процесс теплопередачи теплообменника.

3．Какое влияние оказывает скорость потока среды на эффект теплопередачи?

Ответ: Чем больше скорость потока среды в теплообменнике, тем больше ее коэффициент теплоотдачи.Следовательно, увеличение скорости потока среды в теплообменнике может значительно улучшить эффект теплообмена, но негативное влияние увеличения скорости потока заключается в увеличении перепада давления через теплообменник и увеличении энергопотребления насоса, поэтому должна быть определенная соответствующая сфера применения.

4. Какое влияние оказывает структура поверхности теплообменной трубки на эффект теплопередачи?

Ответ: Использование специально разработанных поверхностных структур теплообменных трубок, таких как ребристые трубки, трубки с головками гвоздей, трубки с резьбой и т. д., с одной стороны увеличивает площадь теплопередачи, а с другой - турбулентность специальной поверхности. значительно увеличивает поток жидкости за пределы трубки.Степень турбулентности в обоих аспектах может улучшить общий эффект теплопередачи теплообменника, поэтому эти поверхностные структуры имеют лучшие характеристики, чем поверхность легкой трубы.

5. Какие обычно методы удаления накипи с поверхности теплообменных трубок?

Ответ: К распространенным методам удаления накипи с поверхности теплообменных трубок относятся:

Механическое удаление накипи: ручное удаление накипи с помощью стальной дрели, удаление накипи водой под давлением.

химическое удаление накипи

6．Каковы методы предотвращения образования накипи на поверхности теплообменных трубок?

Ответ: (1) Никель-фосфорное покрытие.

(2) Химическое покрытие, покрытие 847

7. Каковы распространенные методы улучшения теплопередачи в теплообменном оборудовании?

Ответ: Основные методы усиления теплоотдачи в теплообменном оборудовании.

Один из них — принять структуру, которая увеличивает поверхность теплопередачи, например

1. Используйте ребристые трубки, трубки с головками гвоздей, трубки с резьбой, сильфоны и т. д.

2. Механическая обработка поверхности трубы: труба со спиральным кольцом, труба со спиральной канавкой, труба с резьбой и т. д.

3. Использование труб малого диаметра позволяет увеличить количество труб на одной площади трубной доски и увеличить площадь теплопередачи.

Во-вторых, увеличить скорость потока жидкости в теплообменнике, что может значительно улучшить его коэффициент теплопередачи, например:

1 Добавьте спойлеры, такие как вставка спиральных полосок в трубку, установка перегородок снаружи трубки, ложных трубок и т. д.

2. Увеличьте количество проходов трубы или оболочки.

Кроме того, использование материалов с хорошей теплопроводностью для изготовления теплообменников, принятие антикоррозионных и противонакипных мер для теплообменников, своевременная очистка – все это способы улучшить эффект теплопередачи.

8. При капитальном ремонте трубчатого теплообменника какие требования предъявляются к числу засоренных трубок?

Ответ: Коррозионные отверстия в отдельных трубках пучка труб допускается блокировать обработанными металлическими плунжерами с конусом от 3 до 5°.Как правило, в одном и том же процессе количество заблокированных труб не превышает 10% от общего количества труб, но его можно соответствующим образом увеличить в соответствии с требованиями процесса.

9. Почему прокладки с обеих сторон трубной решетки должны быть изготовлены из одного и того же материала?

Ответ: Поскольку болты крепления фланцев с обеих сторон трубной доски являются одинаковыми, удельное давление, прикладываемое к прокладкам с обеих сторон трубной доски, одинаково.

Если для прокладок с обеих сторон выбраны разные материалы, удельное давление прокладки с одной стороны будет недостаточным, что приведет к нарушению герметичности, или прокладка с другой стороны будет иметь слишком высокое удельное давление, что приведет к нарушению уплотнения.Поэтому прокладки с обеих сторон трубной решетки должны быть изготовлены из одного и того же материала.

10. Почему в теплообменнике охлаждающей воды образуется накипь?

Ответ: Накипь образуется в результате кристаллизации растворенных в воде солей и прилипания к стенкам трубок теплообменника.Он характеризуется плотностью и твердостью, сильной адгезией и трудностью удаления.

Большое количество взвешенных частиц в воде могут стать зародышами кристаллов.Ионы других примесей, бактерии, шероховатые металлические поверхности и т. д. оказывают сильное каталитическое воздействие на процесс кристаллизации, значительно снижая пересыщение, необходимое для кристаллизации.Поэтому в теплообменниках охлаждающей воды легко образуется накипь.

11. Каковы основные компоненты теплообменника с плавающей головкой?

Ответ: Основными компонентами являются: пучок труб, перегородка, пластина для предотвращения столкновений, тяга, дистанционная трубка, оболочка, трубная коробка, трубная решетка, входной фланец, выходной фланец, плавающая трубная решетка, фланец с плавающей головкой, крышка с плавающей головкой, плавающая кольцо с крючком головки, прокладка плавающей головки, фланец внешней крышки головки, боковой фланец внешней крышки головки, внешняя крышка головки, прокладка внешней крышки головки, вентиляционное отверстие, дренажное отверстие, фланец трубной коробки, боковой фланец трубной коробки, прокладка трубной коробки, боковая часть трубной коробки прокладка, фиксированное седло, подвижное седло.

12.Каковы основные компоненты теплообменника с фиксированными трубчатыми пластинами?

Ответ: Основными компонентами являются: пучок труб, перегородка, тяга, дистанционная трубка, оболочка, трубная коробка (верхняя крышка), трубная пластина, входной фланец, выходной фланец, фланец трубной коробки, прокладка трубной коробки, фиксированные седла, подвижные седла, ушные опоры, компенсаторы.

13.Каковы основные компоненты U-образного теплообменника?

Ответ: Основными компонентами являются: U-образный пучок труб, перегородка, пластина для предотвращения столкновений (внутренняя направляющая трубка), стяжка, дистанционная трубка, оболочка, трубная коробка, трубная пластина, входной фланец, выходной фланец, метод трубной коробки. Фланец, Боковой фланец трубной коробки, прокладка трубной коробки, боковая прокладка трубной коробки, фиксированное седло, подвижное седло.

14. Каковы основные компоненты кожухотрубного теплообменника?

Ответ: Основными компонентами рукавно-трубного теплообменника являются: внутренняя трубка, внешняя трубка, возвратное колено.

15.Каковы основные компоненты водяного теплообменника?

Ответ: Основными компонентами водяного теплообменника являются: впускная труба, выпускная труба, коллекторная труба, змеевиковая труба и резервуар для охлаждающей воды.

16.Каковы основные компоненты распылительного теплообменника?

Ответ: Основными компонентами распылительного теплообменника являются: пучок трубок, вентилятор, водяное сопло, дренажная труба и насос подачи воды.

17. Каковы характеристики пластинчатых теплообменников с фиксированными трубками, U-образных трубчатых теплообменников и теплообменников с плавающей головкой?

Ответ: Пластинчатый теплообменник с фиксированными трубками характеризуется компактной конструкцией, простотой, низкой стоимостью, наибольшим количеством трубок одинакового диаметра корпуса, простой заменой и обслуживанием одной трубки, а также удобной очисткой внутри трубки, но это сложно. для очистки трубки снаружи, а также трубки и корпуса. Разница температур вызывает сильное напряжение.

U-образный трубчатый теплообменник характеризуется относительно простой конструкцией, отсутствием проблем с перепадом температур, большим расходом жидкости, низким металлоемкостью и подходит для жидкостей с высокой температурой и высоким давлением.Пучок трубок можно извлечь для облегчения очистки боковой поверхности корпуса и между трубками, но колена трубок чистить нелегко.Количество трубок на трубной пластине невелико, расстояние между трубками большое, в центре пучка труб имеется зазор, а жидкость снаружи трубки легко закоротить.

Характеристики теплообменника с плавающей головкой заключаются в том, что пучок труб может свободно перемещаться без проблем, связанных с перепадом температур.Пучок трубок можно свободно извлечь, что удобно для очистки внешней части трубки и пучка трубок.Однако плавающая головка имеет сложную конструкцию и высокую стоимость.Требования к уплотнению плавающей головки строгие, а плавающая головка проста в эксплуатации во время работы.Утечку трудно обнаружить.

18. Где можно использовать теплообменники с фиксированными трубчатыми пластинами?

Ответ: Теплообменник с фиксированными трубчатыми пластинами подходит для случаев, когда среда со стороны корпуса чистая, не склонна к образованию накипи, а разница температур среды относительно невелика.

19.Где можно использовать U-образные трубчатые теплообменники?

Ответ: U-образный трубчатый теплообменник подходит для ситуаций с высокой температурой и высоким давлением, когда разница температур между стенками трубки и корпуса велика и чистая среда течет по трубке.

20. Где можно использовать теплообменники с плавающей головкой?

Ответ: Теплообменник с плавающей головкой подходит для случаев, когда разница температур между трубкой и кожухом велика, среда загрязнена и требуется частая очистка.

21. Расположение трубчатых и трубчатых теплообменников включает треугольное расположение и квадратное расположение с углом 45°.Почему?

Ответ: Треугольное расположение и квадратное расположение под углом 45° имеют свои преимущества и недостатки.Преимущества треугольного расположения – компактность и высокая эффективность теплопередачи.Он имеет наибольшее количество трубок на одной площади трубной решетки, примерно на 15% больше, чем квадратное расположение.Однако очистить внешнюю поверхность трубок непросто;при этом квадратное устройство поворачивается под углом 45° для очистки внешней поверхности трубок.Это удобнее, но количество труб значительно меньше, чем у треугольного расположения.

22. Какие материалы обычно используются для изготовления трубок трубчатых теплообменников?

Ответ: Обычно используемые материалы трубок включают: 10#, 20#, 12CrMo, 15CrMo, 0Cr13, 1Cr13, 1Cr5Mo, 0Cr18Ni9Ti, 1Cr18Ni9Ti, титановую трубку, 410, 321 и т. д.

23. Почему в трубчатом теплообменнике выбраны диаметры трубок φ32, φ25, φ19 и φ16 соответственно?

Ответ: Размер диаметра трубки напрямую влияет на производительность теплообменника.Диаметр трубы мал, коэффициент теплопередачи велик, а эффективная площадь теплопередачи также велика в том же объеме.Это позволяет сделать конструкцию компактной и сэкономить материалы.Однако если диаметр трубы слишком мал, это также будет иметь негативные последствия.Для жидкостей с одинаковым расходом, чем меньше диаметр трубы, тем больше сопротивление потоку, а также возрастут потери давления.Кроме того, слишком тонкие трубы легко забиваются грязью.Это затрудняет очистку, поэтому диаметр трубки теплообменника обычно составляет от 16 до 32 мм.

24. Почему отверстия под болты опоры теплообменника круглые или длинные?

Ответ: Отверстия для болтов на неподвижной опоре имеют круглую форму, чтобы прочно закрепить оболочку к фундаменту.Отверстия для болтов на подвижной опоре длинные и круглые.Цель состоит в том, чтобы позволить оболочке свободно расширяться и сжиматься при изменении температуры, чтобы избежать больших напряжений и защитить оборудование.

25.Какие прокладки теплообменника обычно используются?

Ответ: Обычно используемые прокладки теплообменника включают маслостойкие асбестовые прокладки, железобетонные прокладки, прокладки с гофрированными зубьями и металлические прокладки.

26. На какие вопросы следует обратить внимание при выборе болтов с малой плавающей головкой для теплообменников с плавающей головкой?

(1) Длина

(2) Мокрая H2S-коррозия под напряжением

(3)Температура

27. Какова функция перегородок (перегородок) в трубчатом теплообменнике?

Ответ: Перегородки (перегородочные стержни) в теплообменнике могут изменять направление потока жидкости со стороны корпуса, увеличивать скорость потока жидкости со стороны корпуса, увеличивать турбулентность среды, улучшать эффективность теплопередачи и поддерживайте пучок трубок.

28. Почему трубчатые и трубчатые теплообменники бывают однотрубными, двухтрубными, четырехтрубными, шеститрубными и восьмитрубными?

Ответ: При одинаковом общем количестве трубок в теплообменнике увеличение количества проходов трубок может увеличить скорость потока в каждой трубке, тем самым увеличив коэффициент теплопередачи и уменьшив необходимую площадь теплопередачи.Однако это также увеличивает перепад давления и предотвращает полный теплообмен жидкости в противотоке, а конструкция теплообменника становится более сложной.Поэтому обычно используемое количество проходов трубки составляет не менее 2 и не более 8. Конкретный выбор должен основываться на фактических требованиях процесса.

29. Каковы причины внутренних протечек в трубчатых теплообменниках?

Ответ: Внутренняя течь теплообменника может быть вызвана следующими причинами:

Теплообменная трубка корродирована, перфорирована или сломана.

Коррозия и утончение устья трубы, вызывающие утечку

Компенсатор между теплообменной трубкой и трубной пластиной ослаблен.

При сварке между теплообменной трубкой и трубной решеткой возникают трещины, поры или коррозионные перфорации.

Маленький болт с плавающей головкой ослаблен или сломан.

Маленькая прокладка плавающей головки повреждена.

Небольшая плавающая головка или уплотнение плавающей трубной решетки повреждены.

30. Зачем проверять давление воды после капитального ремонта теплообменника?

Ответ: Целью испытания давлением воды после капитального ремонта теплообменника является проверка способности теплообменника безопасно выдерживать расчетное давление (т.е. прочность на сжатие), герметичность, качество сопряжения или соединения, качество сварки. и герметичность уплотнительной конструкции.степень.Кроме того, после давления можно наблюдать остаточную деформацию основного металла сварных швов емкостей и труб, а также своевременно обнаруживать проблемы с материалами.

31. Почему некоторые трубчатые теплообменники устанавливают вертикально, а некоторые горизонтально (горизонтально)?

Ответ: Некоторые теплообменники трубчатого типа являются вертикальными, а некоторые — горизонтальными, в основном с учетом следующих аспектов:

① Требования к производственному процессу: например, для некоторых ребойлеров требуется определенный средний уровень жидкости.Если используется горизонтальный теплообменник, требования к высоте уровня жидкости не могут быть соблюдены, поэтому необходимо выбрать вертикальный теплообменник;

② Крупномасштабный: если площадь теплообмена технологического агрегата составляет тысячи квадратных метров, если вы выберете горизонтальный теплообменник с длиной тепловой трубы 6 метров, вам может потребоваться несколько теплообменников, которые займут большую площадь. площади и не способствует эффективному пространственному расположению устройства., если вы выберете вертикальный теплообменник с длиной теплообменной трубки 12 метров, один агрегат сможет решить проблему;

③ Уменьшите падение давления: некоторые производственные процессы требуют минимизации падения давления в процессе транспортировки среды.Вертикальные теплообменники выбираются и располагаются рядом с башней, чтобы укоротить соединительный трубопровод, идущий к башне, и уменьшить падение давления.

32. Почему в одних местах используются рукавно-трубные теплообменники и водопогружные теплообменники, а в других - трубчатые теплообменники?

Ответ: В настоящее время большая часть теплообменного оборудования, выбираемого для установок нефтепереработки и химических производств, представляет собой трубчатые теплообменники.Однако на некоторых производствах все еще имеется небольшое количество теплообменников рукавного типа и водопогружных теплообменников.Хотя трубчатый теплообменник имеет компактную конструкцию и высокую эффективность теплообмена, из-за небольших теплообменных трубок легко вызвать засорение при использовании в средах, содержащих твердые частицы.Поэтому в местах, где среда содержит твердые частицы, обычно применяют теплообменники рукавного типа или теплообменники погружные.