管式热交换器阅读：34

　　一、优点

　　1.结构坚固，承压能力强，适用于高温高压工况。

　　2.换热面积大，可通过增加管数灵活调节。

　　3.适应性强，可处理多种介质（液体、气体、蒸汽）和复杂工况。

　　4.便于维护（尤其浮头式和U形管式），管束可抽出清洗或更换。

　　5.技术成熟，设计规范完善，易于标准化和规模化生产。

　　二、缺点

　　1.体积较大，重量重，占用空间多。

　　2.壳程流动复杂，易产生死区，传热效率相对板式换热器较低。

　　3.密封点较多，存在泄漏风险。

　　4.投资和维护成本较高，尤其对于大型设备。

　　1.固定管板式：结构简单、成本低，但壳体与管束间温差应力较大，适用于温差较小、壳程不易结垢的场合。

　　2.浮头式：一端管板可自由伸缩，消除热应力，便于拆卸清洗，适用于温差大、壳程易结垢的工况。

　　3.U形管式：管束为U形，仅用一块管板，允许自由膨胀，结构紧凑，但管内清洗困难。

　　4.填料函式：通过填料密封实现管束伸缩，适用于高温高压但密封要求不极端的场合。

　　管式热交换器主要由以下几个核心部件构成：

　　1.壳体：外部圆筒形压力容器，容纳壳程流体和管束，通常配备进出口接管。

　　2.管束：由多根直管或U形管组成，是管程流体的通道。管子通常采用高导热材料如不锈钢、铜、钛或合金制成。

　　3.管板：位于壳体两端，用于固定管束并分隔管程与壳程流体。

　　4.折流板：安装在壳体内，用于支撑管束、防止振动，并引导壳程流体以横向或螺旋方式流过管束，增强传热效率。

　　5.封头与管箱：连接在管板外侧，用于分配和收集管程流体。根据结构不同，可分为固定管板式、浮头式、U形管式和填料函式等类型。

　　管式热交换器的核心原理是基于间壁式换热——即两种温度不同的流体（通常称为“壳程流体”和“管程流体”）被金属管壁分隔，不直接接触，却能通过管壁实现热量的传递：温度较高的流体释放热量，通过管壁传导至温度较低的流体，最终实现冷热流体的温度调节，满足化工工艺对流体温度的特定要求。

　　1.使用前检查

　　在启动前，必须对设备进行全面检查：

　　外观检查：确认壳体、封头、接管、法兰等无裂纹、变形或泄漏痕迹。

　　连接检查：确保所有螺栓紧固，管路连接正确，支撑结构稳固。

　　阀门状态：检查进出口阀门、排气阀、排污阀处于关闭状态。

　　清洁确认：确认管程和壳程内部无施工残留物、焊渣或杂质，必要时进行冲洗或吹扫。

　　仪表检查：确认温度计、压力表、流量计等监控仪表安装到位且工作正常。

　　2.启动操作

　　开启排气阀：

　　打开壳程和管程的排气阀，排除内部空气，防止气阻影响传热或造成水锤。

　　缓慢通入低温流体：

　　先开启低温侧（通常是冷却水或冷媒）的进口阀门，缓慢升压，待系统充满并从排气阀排出连续液体后，关闭排气阀。此过程应平稳进行，避免热冲击。

　　预热或预冷：

　　让低温流体循环一段时间，使设备整体温度趋于稳定，减少热应力。

　　通入高温流体：

　　缓慢开启高温流体（如蒸汽、热油或工艺热流）的进口阀门，逐步提高流量，直至达到设定工况。严禁突然通入高温介质，防止因温差过大导致管板变形或焊缝开裂。

　　调节流量与压力：

　　根据工艺要求，通过调节阀门控制两侧流体的流量、压力和温度，使出口温度达到设定值。通常高温流体走管程，低温流体走壳程，但也可根据介质特性（如腐蚀性、结垢倾向、压力）反向布置。

　　3.运行监控

　　设备运行期间需持续监控：

　　温度：记录进出口温度，计算实际换热效率。

　　压力：监测两侧压力是否在设计范围内，压降是否异常增大（可能预示结垢或堵塞）。

　　泄漏：定期检查法兰、密封面、焊缝等部位有无泄漏。

　　振动与噪音：异常振动可能表明流体流速过高或折流板松动。

　　4.停机操作

　　先停高温流体：

　　缓慢关闭高温流体进口阀门，停止热源供应。

　　继续循环冷却：

　　保持低温流体继续运行一段时间，使设备缓慢降温，避免局部过热或热应力集中。

　　关闭低温流体：

　　待设备温度接近环境温度后，关闭低温流体进出口阀门。

　　排空与泄压：

　　打开排污阀和排气阀，排净设备内残留液体，释放压力。在寒冷环境中，必须彻底排空，防止冻裂。

　　5.清洗与维护

　　定期清洗：根据介质清洁度和运行周期，定期进行化学清洗或机械清洗，清除管内结垢或壳程积灰。

　　检查密封件：更换老化或损坏的垫片、密封圈。

　　检查管束：对于可抽式结构（如浮头式、U形管式），可抽出管束进行内部检查和清理。

　　1.严禁超温超压运行，必须在设计参数范围内操作。

　　2.避免热冲击：温度变化速率应控制在合理范围（通常≤50℃/小时）。

　　3.流体流向：确保介质流向与设备标识一致。

　　4.冬季防冻：停机时务必排净积水，或采取保温/伴热措施。

　　5.安全防护：高温部位应设置防护罩，防止人员烫伤。

　　1.发电厂：用于凝汽器、回热器、锅炉给水加热器。

　　2.石油化工：反应器进出料换热、塔底再沸器、冷凝器。

　　3.制冷系统：作为冷凝器或蒸发器。

　　4.船舶：海水冷却、润滑油冷却。

　　5.制药与食品：工艺流体加热/冷却，需满足卫生级要求。