管壳式换热器的选型计算

    管壳式换热器的选型计算。管壳式换热器已经成为换热设备中不可缺少的一种设备了，但是很多人还是不知道怎么去选型，今天小编就跟大家一起来学习一些跟它有关的选型计算。

    一、换热器的分类

    管壳式换热器分为固定管板式换热器，浮头式换热器和U型管式换热器。这三种换热器结构各有优缺点，适用于不同的场合。

   

    二、工艺选型原则

    1、换热器型式的选择

    ①固定管板式换热器

    固定管板式换热器的换热管两端紧密连接在管板上形成管束，并与前端管箱和后端管箱构成管程。壳体焊在两块管板之间。这类换热器结构简单、价格低廉，但换热管外侧清洗困难，宜处理壳程流体较清洁及不易结垢的物料。当管束和壳体之间的温度差太大而产生不同的热膨胀时，常会使管子与管板的接口脱开，从而发生介质的泄漏。因此，固定管板式换热器使用时，两流体的温差应不大于110℃。

    ②浮头式换热器

    浮头式换热器的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。浮头由浮动管板，钩圈和浮头盖组成，是可拆连接，管束可从壳体抽出 ，便于清洗和检修，适用于两流体温差较大，易腐蚀和易结垢的流体。但这类换热器结构复杂、笨重、造价高，在制造和安装时要特别注意浮头前端盖密封，以免发生内漏。

    ③U型管式换热器

    U型管式换热器由管箱、壳体及管束等主要部件组成，仅有一个管板，每根换热管都弯成U形，两端固定在同一块管板上。这种形式换热器结构简单、质量轻，但管内清洗困难，管板利用率低，适用于高温高压的场合，但管内必须为清洁的流体。由于最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，易使壳程流体短路而影响壳程传热。总之，确定换热器的形式，除依据两流体的温差外，尚需考虑流体的性质及检修和清洗的要求等因素。

    2、流动空间的选择

    何种流体走管程，何种流体走壳程，这需遵循以下一般原则。

    ①应尽量提高两侧传热系数较小的一个，使传热面两侧的传热系数接近。

    ②在运行温度较高的换热器中，应尽量减少热量损失，而对于一些制冷装置，应尽量减少其冷量损失。

    ③管程、壳程的决定应做到便于清洗除垢和修理，以保证运行的可靠性。

    ④应减小管子和壳体因受热不同而产生的热应力。

    ⑤对于有毒的介质和气相介质，应使其不泄漏，应特别注意其密封性，密封不仅要可靠，而且还应方便及简单。

    ⑥应尽量避免采用贵金属，以降低成本。

    综上所述，宜走管程的流体有：

    ①易结垢的流体

    ②流量小的流体

    ③有压力高的流体

    ④腐蚀性强的流体

    ⑤与外界温差大的流体

    ⑥有毒的流体

    3、流体流速的选择

    当提高流体在换热器中的流速时，可以提高传热效果，降低设备费用，但也会增加操作费用，所以适宜的流速应通过经济衡算来确定。此外，还要考虑在合适的流速下，使换热器应有适当的管长和管程数。管子太长，不易清洗，管程数增加，将导致管程流体阻力加大，增加动力费用。同时平均温差较单管程时减小，降低传热效果。

    4、热载体的选择

    换热过程中，加热介质的选用需根据实际情况而定。除应满足工艺要求的温度外，还应考虑来源方便、价格低廉、使用安全。

    常用的加热介质有过热蒸汽、导热油、熔盐、烟道气等。

    常用的冷却剂有循环冷却水、空气、冷冻盐水、液氨等。

    5、流体出口温度的确定

    换热器设计中，被处理物料的进出口温度为工艺要求所规定，加热剂或冷却剂的进口温度一般由来源而定，但它的出口温度应由设计者根据经济衡算来确定。设计时所采取的冷却水两端温度差不应低于5℃。当冷却水采用河水时，出口温度一般不宜超过50℃，以防止管壁结垢增多。

    6、管程数和壳程数的确定

    当管内流体流量较小时，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。

    固定管板式换热器的系列标准中管程数有1、2、4和6程。换热器管长可选1.5m、2m、3m、4.5m、6m、9m和12m。

    浮头式换热器的系列标准中管程数有2、4和6管程。换热器管长可选3m、4.5m、6m和9m。

    U型式换热器的系列标准中管程数有2和4管程。换热器管长可选3m和6m。

    以上换热器的基本参数可查标准GB/T 28712-2012。

    小编觉得这篇文章已经说得很详细了，希望大家以后在选择的时候一定要按照正确全面的标准去选择。