（1）钛在化工工业中的应用
钛及钛合金，不但其比强度大又有较好的韧性和可焊性，更为重要的是它具有优良的耐腐蚀性能。在氧化性、中性及有氯离子的介质中其耐腐蚀性能有的场合超过SUS304不锈钢的十倍乃至几十倍以上。因而在国内从20世纪80年代就广泛的应用于氯碱、制盐、尿素、农药、合成纤维、有机合成、制药、湿法冶金等化工过程工业。
（2）钛管换热器在炼油化工中的应用
钛具有优异的耐腐蚀性，高的比强度以及良好的加工性能，因而在炼油化工行业得到了较早的应用，在美国、欧洲、日本等钛的应用已有40余年，在中国也近20年。钛主要用于冷却器、冷凝器和换热器中，不仅适用海水冷却器，也适用于油气换热器；不仅可用于新制的钛管换热器，也可作为技术改造用于钛管更换铜管（仍用铜管板）的冷却器。日本从1955年就开始用钛材解决常减压低温H 2S-HCl-H 2O 环境腐蚀问题。欧美也早在1960年将钛制换
热器应用于炼油厂，最初主要为解决海水、半咸水与污染水的腐蚀，尔后用于防止低质量原油与腐蚀性油气对设备的腐蚀。由于国内近几年多从中东进口原油，且原油含硫量较高，这就带来了炼油设备提高材质的技术改造，以适应炼制中东高硫原油防腐要求。国产原油随着开采量的增加，其含硫含酸含盐量也在增加，油源的多元化和劣质化，使设备腐蚀问题更为突出，提高选材标准，选用钛材制造某些关键部门腐蚀严重的换热或冷凝冷却设备，是炼油化工厂节能、增效的主要措施之一。
（3）钛管换热器在炼油化工中的应用范围与环境
JB/T4745-2002《钛制焊接容器》中规定，变形钛及钛合金的许用温度上限为300οC ，钛复合板的许用温度上限为350οC ，钛衬里结构许用温度上限一般为250οC 。因此对炼化企业来说，适合用于钛材的为以下低温轻油腐蚀环境：
● H 2S-HCl-H 2O （常减压塔顶冷凝冷却
系统）；
● H 2S-HCN-H 2O （催化裂化吸收解吸系
统）；
● H 2S-CO 2-H 2O （脱硫再生塔顶冷凝系
统）；
● H 2S-CO 2-RNH 2-H 2O （脱硫溶剂再生塔
底系统）；
● H 2S-NH 3-H 2O （酸性水汽提冷却系统）；
钛管换热器
工业冷却系统（包括海水、半咸水、污水）。
ＰＴＡ装置钛制换热器的结构及设计 原作者：贾起亮 出处：中国石化集团洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市471003) 【关键词】换热器 【论文摘要】ＰＴＡ装置钛制换热器的结构及设计 中国石油化工股份有限公司洛阳分公司化纤工程225ｋｔ/ａ精对苯二甲酸(ＰＴＡ)装置于1998年开工建设,2000年全面建成并投产,引进国外技术和设备,其中钛材换热器从国外引进。该装置于2003年进行了一次扩能改造,由洛阳石油化工工程公司设计,其中增加的一台钛设备氧化反应器二级冷凝器立足于国内设计,国内制造,一方面,节省了投资,另一方面,通过设计加深了对化纤工程ＰＴＡ装置钛材换热器的设计、制造、检验、使用等各个环节的认识。1 钛材换热器的基本情况 名称:氧化反应器二级冷凝器(ＢＥ 113Ａ) 规格:ＢＥＭ1200 2.1/0.42 680 9.7/19 Ｉ 设计条件(见表1) 设备采用直立悬挂式结构,换热器采用固定管板结构,考虑钛管与钢壳体不同的操作温度及膨胀系数,在壳程设置膨胀节以吸收不同的膨胀差。 2 钛材换热器的选材及依据 2.1 选用钛材的原则及必要性 在某种腐蚀条件下,不锈钢与铜等常用耐蚀金属无法满足设备防腐蚀使用的要求,这时钛制设备将是一个合理的选择。在某种腐蚀条件下,不锈钢和其它常用金属材料虽可以使用,但腐蚀率较高,使用寿命较短,如用钛材,则耐腐蚀性好,使用可靠性高,寿命长,此时需对两种材料进行技术经济全面比较,只有在技术经济方面有明显优势时才能采用钛设备。 2.2 钛材换热器的工作条件及选材 该装置采用以对苯二甲酸为原料的液相空气氧化法,反应温度为160～230℃,氧化产物为对苯二甲酸。反应以空气为氧化剂,醋酸为溶剂,在液相中进行。溶剂在反应器中沸腾蒸发,从塔顶
（1）钛在化工工业中的应用 钛及钛合金，不但其比强度大又有较好的韧性和可焊性，更为重要的是它具有优良的耐腐蚀性能。在氧化性、中性及有氯离子的介质中其耐腐蚀性能有的场合超过SUS304不锈钢的十倍乃至几十倍以上。因而在国内从20世纪80年代就广泛的应用于氯碱、制盐、尿素、农药、合成纤维、有机合成、制药、湿法冶金等化工过程工业。 （2）钛管换热器在炼油化工中的应用 钛具有优异的耐腐蚀性，高的比强度以及良好的加工性能，因而在炼油化工行业得到了较早的应用，在美国、欧洲、日本等钛的应用已有40余年，在中国也近20年。钛主要用于冷却器、冷凝器和换热器中，不仅适用海水冷却器，也适用于油气换热器；不仅可用于新制的钛管换热器，也可作为技术改造用于钛管更换铜管（仍用铜管板）的冷却器。日本从1955年就开始用钛材解决常减压低温H 2S-HCl-H 2O 环境腐蚀问题。欧美也早在1960年将钛制换 热器应用于炼油厂，最初主要为解决海水、半咸水与污染水的腐蚀，尔后用于防止低质量原油与腐蚀性油气对设备的腐蚀。由于国内近几年多从中东进口原油，且原油含硫量较高，这就带来了炼油设备提高材质的技术改造，以适应炼制中东高硫原油防腐要求。国产原油随着开采量的增加，其含硫含酸含盐量也在增加，油源的多元化和劣质化，使设备腐蚀问题更为突出，提高选材标准，选用钛材制造某些关键部门腐蚀严重的换热或冷凝冷却设备，是炼油化工厂节能、增效的主要措施之一。 （3）钛管换热器在炼油化工中的应用范围与环境 JB/T4745-2002《钛制焊接容器》中规定，变形钛及钛合金的许用温度上限为300οC ，钛复合板的许用温度上限为350οC ，钛衬里结构许用温度上限一般为250οC 。因此对炼化企业来说，适合用于钛材的为以下低温轻油腐蚀环境： ● H 2S-HCl-H 2O （常减压塔顶冷凝冷却 系统）； ● H 2S-HCN-H 2O （催化裂化吸收解吸系 统）； ● H 2S-CO 2-H 2O （脱硫再生塔顶冷凝系 统）； ● H 2S-CO 2-RNH 2-H 2O （脱硫溶剂再生塔 底系统）； ● H 2S-NH 3-H 2O （酸性水汽提冷却系统）； 钛管换热器
管壳式换热器的制造检验 要求 The final revision was on November 23, 2020
管壳式换热器的制造、检验要求 作为压力容器管壳式换热器制造、检验及验收应符合GB150的要求，但同时也要符合换热器本身的特殊要求。 一、焊接接头分类 与一般压力容器类似，管壳式换热器也将主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类，如图7-1所示（教材P192）。 A类接头为筒体、前后管箱或膨胀节的轴向焊缝； Ｂ类接头为筒体、前后管箱或膨胀节的周向焊缝或带径发兰与接管的对接环向焊缝； Ｃ类接头为筒体或前后管箱与无径发兰或无径发兰与接管的平焊环向焊缝； Ｄ类接头为接管与筒体或前后管箱的环向焊缝。 二、零部件制造要求 1．管箱与壳体 壳体内径允许偏差： 对于用板材卷制的壳体，起内径允许偏差可通过控制外圆周长的方式加以控制，外圆周长的允许上偏差为10mm，下偏差为零。 2．圆度： 壳体同一断面上的最大直径和最小直径之差e应符合以下要求： 对于公称直径DN（以mm为单位）不大于1200mm的壳体：e≤min（%DN，5）mm；对于公称直径DN（以mm为单位）大于1200mm的壳体：e≤min（%DN，7）mm。 3．直线度：
壳体沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位（即通过中心线的水平面和垂直面处）测量的壳体直线度允许偏差应满足以下要求： 当壳体总长L≤6000mm时，直线度允许偏差≤min (L/1000， mm； 当壳体总长L＞6000mm时，直线度允许偏差≤min (L/1000，8) mm。 热处理要求`：碳钢、低合金钢制的焊有分程隔板的管箱和浮头平盖、侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，焊后需作清除应力处理，有关密封面在热处理后加工。 4．其它要求： 壳体在制造中应防止出现影响管束顺利安装的变形。有碍管束装配的焊缝应磨至与母材表面平齐。接管、管接头等不应伸出管箱、壳体的内表面。 （解释圆度、直线度） 5．换热管 （1）换热管的拼接： 当换热管需拼接时其对接接头应作焊接工艺评定。对于直管，同一根换热管的对接焊缝不得超过一条；对于U形管，对接不得超过两条，拼接管段的长度不得小于300mm，U形管段及其相邻的至少50mm直管段范围内不得有拼接焊缝。 换热管拼接接头的对接错边量不超过管壁厚度的15%，且小于，拼接后的直线度以不影响穿管为准。 对接后的换热管按表7-7选取钢球直径进行通球检查，以钢球通过为合格 换热管拼接接头应进行射线抽样检测，抽样数量应不少于接头数量的10%且不少于一条，满足JB4730中的Ⅱ级为合格，如有一条焊缝不合格，则应加倍抽样，仍出现不合格焊缝时，则应100%检查。。对接后的换热管应以2倍的设计压力为试验压力进行液压试验。
二级换热器（E102a,b）壳程筒体施工方案 一、技术说明 1.1 设备名称 名称：二级换热器（E102a,b） 型号：DN700X20+4 1.2设备技术性能及要求 1.2.1换热器技术参数
1.2.2 设备设计、制造及相关标准 严格按照国家及相关行业部门的标准进行设备设计，同时根据本设备所处工况条件从设备安全性、设备使用寿命及设备使用效果等方面综合考虑。具体设备制造按照的以下相关标准： a. JB/T4745---2002《钛制焊接容器》； b. NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》； c. TSG 21-2016《压力容器安全技术监察规程》； d. GB/T3621—2007《钛及钛合金板材》 e.GB/T3624—2010《钛及钛合金无缝管》 f.NB/T47008—2017《承压设备用碳素钢和低合金钢锻件》 g.GB/T3623—2007《钛及钛合金丝》 h.NB/T47002.3-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》 1.2.3 制造技术检验及验收要求 1.2.3.1乙方根据甲方提供的图纸，负责设备的设计、材料的选择、设计的计算以及制作、加工和检测等全过程，向甲方提供完全符合工况的产品。 1.2.3.2乙方选择的设备材料应向甲方提供检验报告与合格证。 1.2.3.3乙方设备制作完成后，向甲方提供无损检测及水压试验等报告。 1.2.3.4乙方在交货前，应对货物的质量、规格、性能、数量和重量等进行详细
而全面的检验。货物运抵规定的地点后，双方人员共同对其进行检查，并做好记录。 1.2.3.4设备检验合格出厂交货后一个月内，乙方需向甲方提供下列资料：焊缝RT报告、表面探伤报告、压力容器监督技术检验部门的监检报告、产品质量证明书、压力容器强度计算书证明及竣工图、主材质量证明书。 1.3技术准备 施工前组织现场施工人员熟悉图纸,做好安全技术交底和图纸会审;按照施工图纸要求把每个构件的尺寸、工程量等数据详细列出,便于现场施工操作。做好各种资源准备,包括劳动力、材料以及机械设备的配置。应依照《固定式压力容器安全技术监察规程》的需求，焊工应经过钛容器焊工考试。焊接技能鉴定完成后，焊接技能鉴定陈述和焊接技能规程经焊接职责工程师审阅，技能责任人同意，并经监检人员签字承认。合格后依照图纸焊缝构造编制相应的焊接作业指导书。钛钢复合板原料具有出厂质量证明书，钛复合钢板应在消除应力状态下供货。 二、设备包装、运输要求 1.乙方应根据设备的特点和运输的要求，以清晰字样注明“严防碰撞”等适当的标志，以便装卸和搬运。 2.装运通知：乙方应在设备装车完后及时以传真的形式通知甲方设备运输工具名称及启运日期。 3.设备全部水平放置并固定好，保证专车安全运输到甲方指定的现场。 4.货到现场，由甲、乙双方共同验收，核实正确后在验收单（装箱清单）上签字，验收单（装箱清单）返回乙方。 5.所到的设备应满足：包装的要求；外观良好，运输途中未受损伤；编号、数量和名称与合同条款要求的设备清单一致。 6.所进行的检查满足合同条款的要求时即办理交接手续，同时出具到货交接单。交接单应由双方代表签字。 三、质量保证 1.乙方所提供设备应该是全新的、先进的、可靠的、性能优秀的合格产品，同时要保证设备的外观质量符合甲方要求。 2.设备质保期为设备安装调试合格后12个月。 3. 乙方保证在设备质保期内，如果设备达不到甲方的要求，或者设备出现设计、
板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，19世纪80年代首先作为连续低温杀菌器研制成功，到20世纪20年代开始应用于食品工业。由于板式换热器在制造和使用上都有一些独特之处，因此，目前板式换热器已经广泛应用于石油、化工、轻工、电力、冶金、机械、能源等工业领域，成为换热器家族中极具竞争力的品种。我国是从20世纪60年代开始生产板式换热器，至今板式换热器在我国很多领域都得到了广泛的应用。钛及钛合金是一种新兴的很有前途的金属材料，用钛制作换热器具有耐腐蚀性好、传热效率高、表面光洁无结垢层、比重小、强度高、设备体积和质量小等特点，广泛应用于航空、宇宙开发、海洋工程、石油、化工、冶金、电子、医药卫生、食品加工、仪器仪表等领域。 板式换热器概述 板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高 效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器、热交换器行业板片常用的材料主要有奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金等冷轧薄板。工业纯钛127用于板式换热器，工业纯钛276和Ti-0.3Mo-0.8Ni345用于管式换热器。用TA1钛板制造的板式换热器，相比列管式换热器有许多优点，在市场上有很强的竞争力，主要用于化工、石油、舰船、海水淡化等热交换系统。 板式换热器的基本结构 板式换热器主要由框架和板片2大部分组成。板片是把由各种材料制成的薄板用各种不同形式的模具压成形状各异的波纹，并在板片4个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式
管壳式换热器的设计与制造 摘要：换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备，是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备，在日常的设计和制造 中正常碰到。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右，占总投资的 30%～40%左右，近年来随着节能技术的发展，应用领域不断扩大，利用换热器进 行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。目前，在换热设备中，使用量最 大的是管壳式换热器。 关键词：管板换热管折流板与折流杆防冲板导流筒管束组装压力试验下面就管壳式换热器特有的几个主要零部件在设计和制造过程中的计算、选材中的要求作一些介绍。 1 管板 1.1 管板材料 管板是换热器的主要受压元件之一，一般情况下用锻件优于用钢板，但用锻件的成本要高很多，故在条件不苛刻时用板材作管板依然很多。一般规定如下： 1）钢板厚度δ>60mm时，宜采用锻件。 2）管板以凸肩形式与圆筒相对接时，必须采用锻件。 3）采用钢板作管板时，厚度大于50mm的Q245R、Q345R，应在正火状态下使用。 1.2 管板的计算 管板的结构复杂，影响管板的因素很多，重点考虑一下因素： 1）把实际的管板简化为受到规则的排列的管孔削弱、同时又被管子加强的等效弹性基础上的均质等效圆平板。 2）管板周边部分较窄的不布管区按其面积简化为圆环形实心板。 3）管板边缘可以有各种不同形式的连接机构，各种型式可能包含有壳程圆筒、管箱圆筒、法兰、螺栓、垫片等多种原件。 4）考虑法兰力矩对管板的作用。 5）考虑换热管与壳程圆筒的热膨胀差所引起的温差应力，还应考虑管板上各点温度差所引起的温度应力。 6）计算由带换热管的多孔板折算为等效实心板的各种等效弹性常数与强度参数。 1.3 管板的制造 1）管板可以拼接，只是对拼接接头应进行100%射线或超声检查，应按JB4730射线检测不低于Ⅱ级，或超声检测中的Ⅰ级为合格。 2）除不锈钢外，拼接后管板应作消除应力热处理。 3）对于堆焊复合管板，堆焊前应作堆焊工艺评定；基层材料的待堆焊面和复层材料加工后的表面，应按JB4730进行表面检测，检测结果不得有裂纹、成排气孔，并应符合Ⅱ级缺陷显示；不得采用换热管与管板焊接加桥间隙补焊的方法进行管板堆焊。 4）孔桥宽度偏差应符合GB151中的规定。 5）管孔表面粗糙度：①当换热管与管板焊接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于25μm。②当换热管与管板胀接连接时，管孔表面粗糙度Ra值不大于12.5μm。
列管式换热器的设计计算 1．流体流径的选择 哪一种流体流经换热器的管程，哪一种流体流经壳程，下列各点可供选择时参考(以固定管板式换 热器为例) (1) 不洁净和易结垢的流体宜走管内，以便于清洗管子。 (2) 腐蚀性的流体宜走管内，以免壳体和管子同时受腐蚀，而且管子也便于清洗和检修。 (3) 压强高的流体宜走管内，以免壳体受压。 (4) 饱和蒸气宜走管间，以便于及时排除冷凝液，且蒸气较洁净，冷凝传热系数与流速关系不大。 (5) 被冷却的流体宜走管间，可利用外壳向外的散热作用，以增强冷却效果。 (6) 需要提高流速以增大其对流传热系数的流体宜走管内，因管程流通面积常小于壳程，且可采用 多管程以增大流速。 (7) 粘度大的液体或流量较小的流体，宜走管间，因流体在有折流挡板的壳程流动时，由于流速和 流向的不断改变，在低Re(Re>100)下即可达到湍流，以提高对流传热系数。 在选择流体流径时，上述各点常不能同时兼顾，应视具体情况抓住主要矛盾，例如首先考虑流体的压强、防腐蚀及清洗等要求，然后再校核对流传热系数和压强降，以便作出较恰当的选择。 2. 流体流速的选择 增加流体在换热器中的流速，将加大对流传热系数，减少污垢在管子表面上沉积的可能性，即降低了污垢热阻，使总传热系数增大，从而可减小换热器的传热面积。但是流速增加，又使流体阻力增大，动力消耗就增多。所以适宜的流速要通过经济衡算才能定出。 此外，在选择流速时，还需考虑结构上的要求。例如，选择高的流速，使管子的数目减少，对一定的传热面积，不得不采用较长的管子或增加程数。管子太长不易清洗，且一般管长都有一定的标准； 单程变为多程使平均温度差下降。这些也是选择流速时应予考虑的问题。 3. 流体两端温度的确定 若换热器中冷、热流体的温度都由工艺条件所规定，就不存在确定流体两端温度的问题。若其中一个流体仅已知进口温度，则出口温度应由设计者来确定。例如用冷水冷却某热流体，冷水的进口温度可以根据当地的气温条件作出估计，而换热器出口的冷水温度，便需要根据经济衡算来决定。为了节省水量，可使水的出口温度提高些，但传热面积就需要加大；为了减小传热面积，则要增加水量。两者是相互矛盾的。一般来说，设计时可采取冷却水两端温差为5～10℃。缺水地区选用较大的温度 差，水源丰富地区选用较小的温度差。 4. 管子的规格和排列方法 选择管径时，应尽可能使流速高些，但一般不应超过前面介绍的流速范围。易结垢、粘度较大的液体宜采用较大的管径。我国目前试用的列管式换热器系列标准中仅有φ25×2.5mm及φ19×mm两种 规格的管子。 管长的选择是以清洗方便及合理使用管材为原则。长管不便于清洗，且易弯曲。一般出厂的标准钢管长为6m，则合理的换热器管长应为1.5、2、3或6m。系列标准中也采用这四种管长。此外，管长和壳径应相适应，一般取L/D为4～6(对直径小的换热器可大些)。 如前所述，管子在管板上的排列方法有等边三角形、正方形直列和正方形错列等，如第五节中图4－25所示。等边三角形排列的优点有:管板的强度高；流体走短路的机会少，且管外流体扰动较大，因而对流传热系数较高；相同的壳径内可排列更多的管子。正方形直列排列的优点是便于清洗列管的外壁，适用于壳程流体易产生污垢的场合；但其对流传热系数较正三角排列时为低。正方形错列排列则介于上述两者之间，即对流传热系数(较直列排列的)可以适当地提高。 管子在管板上排列的间距(指相邻两根管子的中心距)，随管子与管板的连接方法不同而异。通常，胀管法取t=(1.3～1.5)do，且相邻两管外壁间距不应小于6mm，即t≥(d+6)。焊接法取t=1.25do。 5. 管程和壳程数的确定当流体的流量较小或传热面积较大而需管数很多时，有时会使管内流速较低，因而对流传热系数较小。为了提高管内流速，可采用多管程。但是程数过多，导致管程流体
钛制换热器项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/125024844.html, 高级工程师：高建
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目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国钛制换热器产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5钛制换热器项目发展概况 (12)
常见换热器优缺点及适用范围 浮头换热器 结构：两端管板中只有一端与壳体固定，另一端可相对壳体自由移动，称为浮头。浮头由浮头管板，钩圈和浮头盖组成，是可拆连接，管束可从壳体中抽出。 管束与壳体的热变形互不约束，不会产生热应力。 优点：可抽式管束，当换热管为正方形或转角正方形排列时，管束可抽出进行机械清洗，适用于易结垢及堵塞的工况。一端可自由浮动，无需考虑温差应力，可用于大温差场合。 缺点：结构复杂，造价高，设备笨重，材料消耗大。浮头端结构复杂影响排管数。浮头密封面在操作时，易产生内漏。 适用范围：适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。 浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多，由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。 固定管板换热器 结构：管束连接在管板上，管板与壳体相焊。 优点：结构简单紧促，能承受较高压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时方便堵管或更换。排管数比U 形管换热器多。 缺点：管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时，壳体和管束中将产生较
大热应力，为此应需要设置柔性元件（如膨胀节）。不能抽芯无法进行机械清洗。不能更换管束，维修成本较高。 适用范围：壳程侧介质清洁不易结垢，不能进行清洗，管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。 管壳式换热器的管子是换热器的基本构件，它为在管内流过一种流体和穿越管外的另一种流体之间提供传热面。根据两侧流体的性质决定管子材料，将具有腐蚀性，水质差的海水放在管内流动，水质较好的除盐水放在管子外壳侧，这样管子只需采用耐海水腐蚀的钛管，同时清洗污垢较为方便，管径从传热流体力学角度考虑，在给定壳体内使用小直径管子，可以得到更大的表面密度 但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层，尤其管内冷却水水质较差，泥沙和污物及海生物的存在，都可能会在管壁上形成沉积物，将传热恶化并使定期的清洗工作成为必要，管子清洗限制管径最小约为20 mm，钛管一般采Φ25 mm，对给定的流体，污垢形成主要受管壁温度和流速的影响，为得到合理的维修周期，管内侧水的流速应在2 m／s左右（视允许压降的要求）。由于一般冷却水选用海水、河水等，较易引起结垢，对管壳式换热器，应根据水质含沙量情况需设置胶球清洗装置进行定期清洗。 管壳式换热器的结垢 换热器操作一段时间后,如果管壁结垢严重,则传热能力下降,换热介质出口温度达不到设计工艺参数要求;污垢将管内径变小;流速相应增大;压力损失增加。这时,可通过检查流量、压力和温度等操作记录来判定结垢情况。 管壳式换热器的腐蚀和磨损 换热介质、污垢等作用都会使换热器壳体和管子内、外表面产生腐蚀磨损。对壳体通常使用测厚仪,从外部测定和估计会产生腐蚀、减薄的壳体部位。
列管式换热器计算 水蒸气温度150℃，换热器面积32m 2，重油流量3.5T/h （0.97kg/s ），重油进口温度为20℃，初选20#无缝钢管规格为15×1，2管程，每管程94根管，在垂直列上管子数平均为n =16根。 1. 蒸汽侧冷凝换热表面换热系数1h （1）定性温度21w s m t t t +=，假定壁面温度5.149=w t ℃，则2 1w s m t t t +==148.8℃ 由1m t 查水的物性参数，得 1λ=0.685W/(m· K)，=1μ 2.01×10-4N·s/m 2，1ρ=920kg/m 3，r =2113.1×103J/kg 。 （2）定型尺寸：水平管束取nd ，n = 16，d =0.017m （3）表面换热系数1h 计算式 =-????????=-=-41 433241131211]) 5.149150(1001.2017.016101.211381.9685.0920[725.0])([725.0w s t t μnd gr λρh 15451 W/(m 2·K) 2. 重油侧表面换热系数2h （1）由重油的定性温度查重油的物性参数，得 2λ=0.175W/(m· K)，=2ν 2.0×10-6m 2/s ，2ρ=900kg/m 3，2c =1.88×10-3 J/(kg·K)，Pr =19.34。 （2）流速u 065.094015.04 14.390097.0222=???==f ρM u m/s （3）雷诺数和努谢尔特数分别为 5.487100.2015.0065.0622=??==-νud R e =-=-=--22)64.15.487ln 82.1()64.1Re ln 82.1(d f 0.011 52.9) 134.19()8/011.0(27.107.134.195.487)8/011.0()1(Pr )8/(27.107.1Pr Re )8/(667.05.0667.05.0=-+??=-+=f f N d ud （4）表面换热系数2h 为 1.111015 .0175.052.9222=?==d λN h ud W/(m 2·K) 3. 传热系数K
管壳式换热器制造工艺规程 1、主题内容与适用范围： 本规程规定了本公司管壳式换热器组装制造中的具体工艺要求 2、引用标准 《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB151-2014《管壳式换热器》和GB150-2011《固定式压力容器》。 3、基本要求 管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类，按下图所示。 a) 壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。 b) 壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头， 均属B类焊接接头，但已规定为A类的焊接接头除外。 c) 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。
d) 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，但已规定为A、 B类的焊接接头除外。 e）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。 3.1 对不同板厚对接的规定： a) 下列不同板厚必须削薄厚板： 当δ2≤10mm，且δ1-δ2＞3mm及δ2＞10mm且δ1-δ2≥0.3δn或＞5mm时,必须削薄厚板：削薄形式分单面削薄和双向削薄。见图2。 b) 下列不同板厚对接无须削薄： 当δ≤10mm且δ1-δ2≤3mm及δ2＞10mm且δ1-δ2≤0.3δ2或≤5mm时,无须削薄板厚,且对口错边量b以较薄板厚度为基准确定。 在测量对口错边量时，不应计入两板厚度的差值。 3.2 筒节长度应不小于300mm。组装时，不应采用十字焊缝，相邻圆筒的A类焊缝的距离，或封头A类焊缝，焊缝的端点与相邻圆筒A类焊缝的距离应大于名义厚度δn 的三倍，且不 小于100mm，（当板厚不同时，δn按较厚板计算）。 4. 壳体园筒 4.1 园筒厚度 园筒厚度应按GB150的规定进行计算，但碳素钢和低合金钢及高合金钢园筒的最小厚度不应小于下表的规定。
穿片式钛板钛管空气冷却器简介 大型电动机和发电机是国家电网的主要装备之一，是电能的直接生产者，同时也是现代工业最基本的动力设备。大型电机的发展是与整个国民经济，特别是电力行业的发展紧密联系在一起 本公司生产的穿片式空气冷却器是电机主要的换热部件，是维持电机运行的重要产品，直接影响电机的温升、效率、和使用寿命。主要工作原理：通过电机内部通风系统将电机转子、定子产生的热量带到与电机相连的冷却器中，在冷却器完成热量相互交换，最终由冷却器中的冷却介质将热量带出。从而达到控制电机内部温升在许可得范围内，有效减少线棒铜损，降低线圈温度，避免绝缘老化加剧，保证电机的安全、可靠运行。 随着国民经济的飞速发展，工业企业蓬勃成长，越来越对电力的依赖。同时工业的发展导致中国一些区域水质污染严重，水中溶解固形物和氯化物偏高，以及微生物含量严重超标对铜管腐蚀较为严重。这就要求冷却器的冷却管必须采用抗腐蚀、抗盐腐、抗磨损的材料。为此我公司开发了能抗腐蚀抗盐腐的钛管钛板空气冷却器。 钛板钛管高效冷却器的开发是冷却器发展史上又一次重大发展，不仅推动着行业向更高的技术水平迈进，而且也为我国大电机整套技术水平的提高做出贡献。我国的电力事业正以前所未有的速度迅猛发展，我国今后的若干年中，每年新增的装机容量将平均达到2500-3000万千瓦。而电厂的结构重点在向增加核电、水电的份额发展，今后十几年到廿年，水电所占比重要从目前1亿千瓦增加到2亿千瓦，核电
的增涨倍率更高，这都为钛板钛管高效冷却器描绘了广阔前景。一般火电的单机容量正逐步向60-100万千瓦大型化过渡，这些大容量发电机也迫切要求有更高质量的冷却器配套，这些都是钛板钛管高效冷却器的巨大潜在市场。可以说开发钛板钛管高效冷却器具有重大的现实意义，是电机冷却器发展史上的又一里程碑。
浅谈管壳式换热器的制造工艺 在换热器的制造中，筒体、封头等零件的制造工艺与一般容器制造无异，只是要求不同，其中重点把握材料的检验，管板、折流板管孔的配钻，筒体的焊接，法兰的加工等。纵观其制造工艺，大部分用的是传统工艺，其中焊接占的比例较高，因而必须严格按照焊接工艺施焊，并且对焊缝探伤。 1 检验材料 换热器用的材料中，钢材(钢板、钢管、型材、锻件)的质量及规格应符合下列现行国家标准、行业标准或有关技术条件，钢材应符合GB GB713-2008的要求，钢材的选用应接受国家质量技术监视局颁发《压力容器安全技术监察规程》的监察。其中，受压元件以及直接与受压元件焊接的非受压元件用钢材，必须附有钢厂的钢材质量证实书(或复制件，复制件上应加盖供给部分的印章)。常见的有碳素钢和低合金钢（如Q235-B、Q235-C、Q245R、Q345R等）。根据设备的使用条件，需留意材料的供货状态，如正火状态；必要时复验材料的化学成分和检验其机械性能；进行超声波检验等。 标准规定，压力容器用碳素钢和低合金钢，当壳体厚度大于30mm的Q245R和Q345R，其他受压元件（法兰、管板、平盖等）厚度大于50mm的Q245R和 Q345R，以及厚度大于16mm的15MnVR，应在正火状态下使用；调质状态下和用于多层包扎容器内筒的碳素钢和低合金钢要逐张进行拉力试验和夏比(V型）常温或低温冲击试验。 凡符合下列条件之一的，应逐张进行超声波检测：①艳服介质毒性程度为极度、高度危害的压力容器②艳服介质为液化石油气且硫化氢含量大于100mg/l的压力容器③最高工作压力大于即是10MPa的压力容器④GB150第二章和附录C、 GB151《管壳式换热器》、GB2337《钢制球形储罐》及其他国家标准和行业标准中规定应逐张进行超声波检测的钢板（详见各标准）⑤移动式压力容器。 选材时，经常要对材料焊接试板进行力学性能检验，主要有拉伸试验，弯曲试验和冲击试验。其中弯曲试样按规定要求冷弯到规定角度后，受拉面上不得有沿任何方向单条长度大于3mm的裂纹或缺陷。 常温冲击试验的合格指标：常温冲击功规定按图样或有关技术文件的规定，当不得小于27J（三个标准试样冲击功）。低温冲击功规定值按附录（标准的附录）的有关规定；试验温度下三个试样冲击功均匀值不得低于上述规定值，其中一个试验的冲击功可小于规定值，但不得小于规定值的70%。 2 焊接方式 制造过程中，常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊（氩弧焊、CO2保护焊）等。根据不同的材料，不同的厚度，开不同的坡口，采用不同的焊接工艺。手工电弧焊是应用最广泛的焊接方法，其操纵灵活，设备简单，可
管壳式换热器的设计和选用的计算步骤 设有流量为m h的热流体，需从温度T1冷却至T2，可用的冷却介质入口温度t1，出口温度选定为t2。由此已知条件可算出换热器的热流量Q和逆流操作的平均推动力 。根据传热速率基本方程： 当Q和已知时，要求取传热面积A必须知K和则是由传热面积A的大小和换热器 结构决定的。可见，在冷、热流体的流量及进、出口温度皆已知的条件下，选用或设计换热器必须通过试差计算，按以下步骤进行。 初选换热器的规格尺寸 初步选定换热器的流动方式，保证温差修正系数大于0.8，否则应改变流动方式，重 新计算。计算热流量Q及平均传热温差△t m，根据经验估计总传热系数K估，初估传热面积A 选取管程适宜流速，估算管程数，并根据A估的数值，确定换热管直径、长度及排列。 计算管、壳程阻力在选择管程流体与壳程流体以及初步确定了换热器主要尺寸的基础上，就可以计算管、壳程流速和阻力，看是否合理。或者先选定流速以确定管程数N P和折流板间距B再计算压力降是否合理。这时N P与B是可以调整的参数，如仍不能满足要求，可另选壳径再进行计算，直到合理为止。 核算总传热系数 分别计算管、壳程表面传热系数，确定污垢热阻，求出总传系数K计，并与估算时所取用的传热系数K估进行比较。如果相差较多，应重新估算。 计算传热面积并求裕度 根据计算的K计值、热流量Q及平均温度差△t m，由总传热速率方程计算传热面积A0，一般应使所选用或设计的实际传热面积A P大于A020%左右为宜。即裕度为20%左右，裕度的计算式为： 某有机合成厂的乙醇车间在节能改造中，为回收系统内第一萃取塔釜液的热量，用其釜液将原料液从95℃预热至128℃，原料液及釜液均为乙醇，水溶液，其操作条件列表如下： 表4-18设计条件数据
钛制板式换热器产品系列 钛制板式换热器主要有汽-液型钛板冷凝器和液-液型钛板换热器2类。其型号规格主要有：板式换热器BR系列，BR02、BR035、BR046、BR080、BR10等；不等截面板式换热器BBR系列，BBR06、BBR08、BBR10等。传热板片有0.2、0.35、0.46、0.60、0.80、1.0、1.28、1.3m2（单片换热面积）等多种规格。各种型号换热器有相应的产品规格系数，依其技术性能可供选择。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。 ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必
克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修 及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。 以BR035型号板式换热器为例，其主要技术参数为：单片换热面积为 0.35m2；板间距为3.2mm；板片厚度为0.8mm；角孔直径为120mm；单流道截面积为0.001136m2：最大处理量为120m3/h；传热系数为2500~5000W/（m2·℃），工作压力为1.6MPa；工作温度为丁腈垫片<120℃，乙丙胶垫片 <180℃，氟胶垫片<250℃；单台设备最大装机面积70m2。可以看出，板式换热器热效率很高。综上所述，在型号规格方面，我国已制造出大型单片换热面积1.28m2、1.3m2等液-液型换热器，这种大型板式换热器的板式外型尺寸为2.2m ×0.81m，板厚为0.6mm，每台最大组合面积为350m2。这标志着我国已拥有较强的钛制板式换热器设备的设计、制造能力。
管壳式换热器课程设计 一、管壳式换热器的介绍 管壳式换热器是目前应用最为广泛的换热设备，它的特点是结构坚固、可靠高、适应性广、易于制造、处理能力大、生产成本低、选用的材料范 围广、换热面的清洗比较方便、高温和高压下亦能应用。但从传热效率、结构的紧凑性以及位换热面积所需金属的消耗量等方面均不如一些新型 高效率紧凑式换热器。管壳式换热器结构组成：管子、封头、壳体、接管、 管板、折流板；如图1－1所示。根据它的结构特点，可分为固定管板式、 浮头式、U形管式、填料函和釜式重沸器五类。 二、换热器的设计 2.1设计参数 参数名称壳程管程 设计压力（MPa） 2.6 1.7 操作压力（MPa） 2.2 1.0/0.9（进口/出口） 设计温度（℃） 250 75
操作温度（℃） 220/175(进口、出口) 25/45(进口/出口) 流量（Kg/h） 40000 选定 物料（-）石脑油冷却水 程数（个） 1 2 腐蚀余度（mm） 3 - 2.2设计任务 1. 根据传热参数进行换热器的选型和校核 2.对换热器主要受压原件进行结构设计和强度校核，包括筒体、前端封头管箱、外头盖、封头、法兰、管板、支座等。 3.设计装配图和重要的零件图。 2.3热工设计 2.3.1基本参数计算 2.3.1.1估算传热面积 -=220-45=175 -=175-25=150 因为,所以采用对数平均温度差 算术平均温度差：= P= R= 查温差修正系数表得 因此平均有效温差为0.82 放热量 考虑换热器对外界环境的散热损失,则热流体放出的热量将大于冷流体吸收的热量，即：
取热损失系数,则冷流体吸收的热量： 由可的水流量： ==31372.8 这里初估K=340W/(),由稳态传热基本方程得传热面积： =16.55 2.3.1.2由及换热器系列标准，初选型号及主要结构参数 选取管径卧式固定管板式换热器，其参数见上表。从而查《换热器设计手 册》表1-2-7，即下表 公称直径管程数管子根数中心排管管程流通换热面积换热管长 换热管排列规格及排列形式： 换热管外径壁厚：d=50mm 排列形式：正三角形 管间距： =32mm 折流板间距： 2.1.1.3实际换热面积计算 实际换热面积按下式计算 2.2计算总传热系数，校核传热面积 总传热系数的计算 式中：——管外流体传热膜系数，W/(m2·K)； ——管内流体传热膜系数，W/(m2·K)；
管壳式换热器传热设计说明书 设计一列管试换热器，主要完成冷却水——过冷水的热量交换设计压力为管程（表压），壳程压力为（表压），壳程冷却水进,出口温度分别为20℃和50℃，管程过冷水进，出口温度分别为90℃和65℃管程冷水的流量为80t/h。 2、设计计算过程： （1）热力计算 1)原始数据： 过冷却水进口温度t1′=145℃； 过冷却水出口温度t1〞=45℃； 过冷却水工作压力P1=（表压） 冷水流量G1=80000kg/h； 冷却水进口温度t2′=20℃； 冷却水出口温度t2〞=50℃； 冷却水工作压力P2= Mp a（表压）。改为冷却水工作压力P2= Mp 2)定性温度及物性参数： 冷却水的定性温度t2=( t1′+ t1〞)/2=(20+50)/2=35℃； 冷却水的密度查物性表得ρ2= kg/m3； 冷却水的比热查物性表得C p2= kJ/kg.℃ 冷却水的导热系数查物性表得λ2= W/m.℃ 冷却水的粘度μ2=×10－6 Pa·s； 冷却水的普朗特数查物性表得P r2=； 过冷水的定性温度℃； 过冷水的密度查物性表得ρ1=976 kg/m3； 过冷水的比热查物性表得C p1=kg.℃； 过冷水的导热系数查物性表得λ1=m.℃； 过冷水的普朗特数查物性表得P r2； 过冷水的粘度μ1=×10－6 Pa·s。 过冷水的工作压力P1= Mp a（表压） 3)传热量与水热流量 取定换热器热效率为η=； 设计传热量： 过冷却水流量： ； 4)有效平均温差 逆流平均温差：
根据式（3-20）计算参数p、R: 参数P： 参数R： 换热器按单壳程2管程设计，查图3—8得温差校正系数Ψ=； 有效平均温差： 5)管程换热系数计算： 附录10，初定传热系数K0=400 W/m.℃； 初选传热面积： m2； 选用φ25×无缝钢管作换热管； 管子外径d0=m； 管子内径d i=×=0.02 m； 管子长度取为l=3 m； 管子总数： 取720根管程流通截面积： m2 管程流速： m/s 管程雷诺数： 湍流管程传热系数：（式3-33c） 6)结构初步设计： 布管方式见图所示: 管间距s=0.032m（按GB151,取）； 管束中心排管的管数按所给的公式确定： 取20根；
什么是列管式换热器 作者：佚名来源：网络点击数: 2071 日期：2008-7-15 列管式换热器是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另-种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。 在列管式换热器中，管束的表面积即为该换热器所具有的传热面积。当传热面积较大，管子数目较多时，为了提高管内流体的流速，增大管内一侧流体的传热膜系数，常将全部管子平均分成若干组，流体每次只流经一组管子，即采用多管程结构。其方法是在封头内装设隔板，在一端的封头内装设一块隔板，便成二管程；在进口端装两块挡板，另一端装一块隔板，便成四管程；如此，还可以设置其他多管程，但过多使流体阻力增大，隔板占有分布管面积，而使传热面积减小。 列管换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管换热器，不锈钢列管换热器和碳钢与不锈钢混合列管换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。 ■列管式换热器型式的选择： 列管式换热器种类很多，目前广泛使用的按其温差补偿结构来分，主要有以下几种： 1．固定管板式换热器： 这类换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。 为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于