




多管程管壳式换热器,分程设计时应考虑的问题
尽可能使各管程换热器管数大致相等,以达到换热器各管程流速基本相等,达到良好的换热效果。各管程换热管数相对误差应控制在10%以内,不超过20%。
Ⅱ做到分程隔板槽尽量简单,密封面长度尽量短。
隔板槽面积取值的问题
在用计算软件进行管板计算时,要求输入隔板槽面积,有很多设计者直接计算出隔板槽的几何面积,这是错误的。这里要求输入的应该是GB/T151中的A,是在布管区范围内,因设置隔板槽和拉杆结构的需要,而未能被换热管支撑的面积。为了提高换热器的工作效率,保证其正常工作,需定期对换热器两种介质进出口的温度和流量进行测量,当换热器工作效率低于生产工艺的需求时,应及时对换热器进行清洗,从而提高换热器的换热效率,并防止因温度急剧变化产生温差应力。另外,多管程换热器分程隔板槽面积应取各条隔板槽面积之和。

管壳式换热器在化工、石化等行业应用非常广泛,GB/T151标准中也对其设计制造检验有详细的规定,但是在实际运行过程中,一个一直不太被重视并且认为不会出问题的部分—分程隔板,却经常出现一些损坏。分程隔板损坏压力容器强度计算一般将注意力集中在了承压部件以及非承压件的支座吊耳之类。对于分程隔板之类的非承压件,虽然有公式,但是很多时候因为并未强制或者数据不全,设计师就直接按照标准中小厚度取值。经常容易被忽略。立式固定管板换热器拉杆,应在满足组装的前提下把固定端设置在上管板上,无论壳程进口在上方还是下方,此时拉杆处于受力状态。但是在现场却经常出现分程隔板的失效。
折流板的间隔,在允许的压力损失范围内希望尽可能小。一般推荐折流板间隔小值为壳内径的1/5或者不小于50 mm,大值决定于支持管所必要的大间隔。壳程流体进出口的设计直接影响换热器的传热效率和换热管的寿命。当加热蒸汽或高速流体流入壳程时,对换热管会造成很大的冲刷,所以常将壳程接管在入口处加以扩大,即将接管做成喇叭形,以起缓冲的作用;或者在换热器进口处设置挡板。整理两种换热器在不同冷却水流量下的换热量和冷却水压降,结果如表1所示。
管壳式换热器的主要组合部件可分成前端管箱、壳体(包括管束)和后端管箱三部分,详细分类及代号。三个部分的不同组合方式,就形成结构不同的换热器。
技术难点提高换热器的换热效率有两种途径,一种是提高换热器中的对流换热系数,一种是增大换热面积,在管壳式换热器中,高温管束直径、间隙等参数、换热器中挡板的布置以及冷却水流量的变化,会引起换热性能的改变。
换热器各个参数的复杂组合影响着换热器的换热过程,需要通过三维分析获得内部换热过程及改进方向,应用三维真模拟可快速实现设计方案并提供改进方向。

