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1.換熱設(shè)備如何分類(lèi)?
答:按《石油化工總公司設(shè)備分類(lèi)目錄》可分為:
(1)管殼式換熱器
(2)套管式換熱器
(3)水浸式換熱器
(4)噴淋式換熱器
(5)回轉(zhuǎn)(蛇管)式換熱器
(6)板式換熱器
(7)板翅式換熱器
(8)管翅式換熱器
(9)廢熱鍋爐
(10)其他
2.換熱器是如何傳熱的?
答:在最普遍的間壁式換熱器中,主要是傳導(dǎo)和對(duì)流兩種傳熱方式。熱流體先用對(duì)流給熱的方式將熱量傳給管壁的一側(cè),再以傳導(dǎo)的方式將熱量從管壁一側(cè)傳過(guò)另一側(cè),最后管壁另一側(cè)又以對(duì)流給熱方式將熱量傳給了冷流體,從而完成了換熱器的傳熱過(guò)程。
3.介質(zhì)流速對(duì)換熱效果有何影響?
答:介質(zhì)在換熱器內(nèi)的流速越大,其傳熱系數(shù)也越大。因此提高介質(zhì)在換熱器內(nèi)的流速可以大大提高換熱效果,但增加流速帶來(lái)的負(fù)面影響是增大了通過(guò)換熱器的壓力降,增加了泵的能量消耗,所以要有一定的適宜范圍。
4.換熱管表面結(jié)構(gòu)對(duì)換熱效果有何影響?
答:采用特殊設(shè)計(jì)的換熱管表面結(jié)構(gòu),如翅片管,釘頭管,螺紋管等,一方面增大了傳熱面積,另一方面特殊表面的擾流作用大大增加了管外流體的湍流程度,兩方面都能提高換熱器的整體換熱效果,所以這些表面結(jié)構(gòu)要比光管表面的性能優(yōu)異。
5.換熱管表面除垢目前常用有那些方法?
答:換熱管表面除垢常用方法有:
機(jī)械除垢:鋼釬人工清垢、壓力水清垢
6.換熱管表面防垢有那些方法?
答:(1)鎳磷鍍
(2)化學(xué)涂層,847涂料
7.換熱設(shè)備強(qiáng)化傳熱有那些常用方法?
答:換熱設(shè)備強(qiáng)化傳熱的主要方法
一是采用增大傳熱表面的結(jié)構(gòu),如
1采用翅片管,釘頭管,螺紋管,波紋管等
2管表面進(jìn)行機(jī)械加工:螺環(huán)管、螺旋槽管、螺紋管等
3采用小管徑管子,可增加相同管板面積上的布管數(shù),增大傳熱面積
二是增加流體在換熱器內(nèi)的流速,可以大大提高其傳熱系數(shù),如:
1增設(shè)擾流子,如在管中插入螺旋帶,管外設(shè)置折流板,假管等。
2增加管程或殼程數(shù)目。
另外,采用導(dǎo)熱性能良好的材料來(lái)制造換熱器,做好換熱器防腐防垢措施,及時(shí)清垢等都是提高傳熱效果的手段。
8.列管式換熱器檢修時(shí),對(duì)堵管的數(shù)目有什么要求?
答:管束個(gè)別管子腐蝕穿孔允許用經(jīng)過(guò)加工的圓錐度為3~5°的金屬柱塞堵死。一般在同一管程內(nèi),堵死的管數(shù)不超過(guò)總管數(shù)的10%,但根據(jù)工藝上的要求,可以適當(dāng)增加。
9.為什么管板兩側(cè)的墊片必須選用同一種材料?
答:因?yàn)楣馨鍍蓚?cè)的法蘭緊固螺栓是同一螺栓,施加在管板兩側(cè)墊片的比壓是一樣的。如果兩側(cè)兩側(cè)墊片選擇不同材料,必然使其中一側(cè)墊片比壓不夠而造成密封失效或另一側(cè)的墊片比壓過(guò)大而造成密封失效,因此管板兩側(cè)的墊片必須選用同一種材料。
10.冷卻水換熱器為什么會(huì)產(chǎn)生水垢?
答:水垢是由水中的溶解鹽類(lèi)結(jié)晶析出,附著于換熱器管壁上而形成的,它的特點(diǎn)是密實(shí)堅(jiān)硬,附著牢固,清除困難。水中大量存在的懸浮粒子可以成為晶種,其它雜質(zhì)離子,細(xì)菌,粗糙的金屬表面等都對(duì)結(jié)晶過(guò)程有強(qiáng)烈的催化作用,大大降低了結(jié)晶析出所需的過(guò)飽和度,因此冷卻水換熱器很容易產(chǎn)生水垢。
11.浮頭式換熱器有那些主要部件?
答:主要部件有:管束,折流板,防沖板,拉桿,定距管,殼體,管箱,管板,進(jìn)口法蘭,出口法蘭,浮動(dòng)管板,浮頭法蘭,浮頭蓋,浮頭鉤圈,浮頭墊片,外頭蓋法蘭,外頭蓋側(cè)法蘭,外頭蓋,外頭蓋墊片,放氣口,排液口,管箱法蘭,管箱側(cè)法蘭,管箱墊片,管箱側(cè)墊片,固定鞍座,活動(dòng)鞍座。
12.固定管板式換熱器有哪些主要部件?
答:主要部件有:管束,折流板,拉桿,定距管,殼體,管箱(頂蓋),管板,進(jìn)口法蘭,出口法蘭,管箱法蘭,管箱墊片,固定鞍座,活動(dòng)鞍座,耳式支座,膨脹節(jié)。
13.U型管換熱器有哪些主要部件?
答:主要部件有:U型管束,折流板,防沖板(內(nèi)導(dǎo)流筒),拉桿,定距管,殼體,管箱,管板,進(jìn)口法蘭,出口法蘭,管箱法蘭,管箱側(cè)法蘭,管箱墊片,管箱側(cè)墊片,固定鞍座,活動(dòng)鞍座。
14.套管式換熱器有哪些主要部件?
答:套管式換熱器主要部件有:內(nèi)管,外管,回彎頭
15.水浸式換熱器有哪些主要部件?
答:水浸式換熱器主要部件有:進(jìn)口管,出口管,集合管,蛇管,冷卻水箱。
16.噴淋式換熱器有哪些主要部件?
答:噴淋式換熱器主要部件有:管束,風(fēng)機(jī),水噴嘴,排水管,給水泵。
17.固定管板式換熱器,U型管式換熱器,浮頭式換熱器各有什么特點(diǎn)?
答:固定管板式換熱器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,簡(jiǎn)單,造價(jià)低,在相同的殼徑內(nèi)布管數(shù)最多,單管更換維修方便,管內(nèi)清洗方便,但管外清洗較困難,管子與殼體溫差應(yīng)力大。U型管式換熱器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,無(wú)溫差應(yīng)力問(wèn)題,流體流速大,金屬耗量少,適用高溫高壓流體,管束可抽出便于清掃殼程及管間,但管內(nèi)彎頭不易清掃,管板上布管數(shù)少,管間距大,管束中心有間隙,管外流體易走短路。浮頭式換熱器的特點(diǎn)是管束可自由移動(dòng),無(wú)溫差應(yīng)力問(wèn)題,管束可自由抽出,便于清洗管外和管束,但浮頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價(jià)高,浮頭處密封要求較嚴(yán)格,運(yùn)行時(shí)浮頭處易泄漏且不易檢查發(fā)現(xiàn)。
18.固定管板式換熱器適用于哪些地方?
答:固定管板式換熱器適用于殼程介質(zhì)清潔,不易結(jié)垢,介質(zhì)溫差比較小的場(chǎng)合。
19.U型管式換熱器適用于哪些地方?
答:U型管式換熱器適用于管殼壁溫差較大,管內(nèi)走清潔介質(zhì)的高溫高壓的場(chǎng)合
20.浮頭式換熱器適用于哪些地方?
答:浮頭式換熱器適用于管殼溫差較大,介質(zhì)不清潔,需經(jīng)常清洗的場(chǎng)合。
21.列管式換熱器的排列有三角形排列和正方形轉(zhuǎn)45°角排列,為什么?
答:三角形排列和正方形轉(zhuǎn)45°角排列各有其優(yōu)缺點(diǎn)。三角形排列的優(yōu)點(diǎn)是緊湊,傳熱效率高,在同樣的管板面積上排管數(shù)最多,比正方形排列約多15%,但不易清洗管子外表面;而正方形轉(zhuǎn)45°角排列清洗管子外表面較方便,但排管數(shù)量比三角形排列少的多。
22.列管式換熱器中常用列管的材料有哪些?
答:常用列管的材料有:10# ,20#,12CrMo,15CrMo,0Cr13,1Cr13,1Cr5Mo,0Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Ti,鈦管,410,321,等等
23.列管式換熱器中,為什么管徑分別選用φ32,φ25,φ19,φ16?
答:管徑的大小會(huì)直接影響換熱器的性能。管徑小,給熱系數(shù)大,在相同容積內(nèi)有效傳熱面積也大。這樣既可使結(jié)構(gòu)緊湊,又節(jié)省材料。但管徑過(guò)小時(shí)也會(huì)帶來(lái)不利影響,對(duì)于相同流速的流體,管徑越小,流動(dòng)時(shí)受到的阻力越大,其壓力損失也隨之增加,此外過(guò)細(xì)的管子還容易被污物堵塞,使得清掃困難,因此換熱器的管徑一般為16毫米至32毫米。
24.為什么換熱器支座的螺栓孔有圓形的,也有長(zhǎng)條圓形的?
答:固定支座上的螺栓孔是圓形的,目的是為了能把殼體緊緊固定在基礎(chǔ)上?;顒?dòng)支座上的螺栓孔是長(zhǎng)條圓形的,目的是使殼體受到溫度變化時(shí)能自由的伸縮,避免產(chǎn)生較大的應(yīng)力,以保護(hù)設(shè)備。
25.常用的換熱器墊片有哪些?
答:常用的換熱器墊片有耐油石棉墊,鐵包墊,波齒墊,金屬墊。
26.浮頭式換熱器小浮頭螺栓選用要注意哪些問(wèn)題?
(1)長(zhǎng)度
(2)濕H2S應(yīng)力腐蝕
(3)溫度
27.列管式換熱器中折流板(折流桿)有什么作用?
答:換熱器中折流板(折流桿)可以起到改變殼程內(nèi)流體的流向,提高殼程內(nèi)流體的流速,增加介質(zhì)的湍流程度,提高傳熱效率以及支撐管束的作用。
28.為什么列管式換熱器有單管程,兩管程,四管程,六管程,八管程?
答:當(dāng)換熱器的總管數(shù)相同時(shí),增加管程數(shù)可以使每程管子中的流速變大,因此可以增加給熱系數(shù)和減少所需傳熱面積。但同時(shí)也增大了壓力降,并使流體不能全以逆流方式換熱,而且換熱器結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。所以一般采用的管程數(shù)不少于2,不大于8,具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際工藝要求來(lái)選擇。
29.列管式換熱器內(nèi)漏有哪些原因引起?
答:換熱器內(nèi)漏可能有以下原因:
a. 換熱管腐蝕穿孔,或斷裂
b. 管口腐蝕減薄引起泄漏
c. 換熱管與管板脹接處松動(dòng)
d. 換熱管與管板焊接處產(chǎn)生裂紋,氣孔或腐蝕穿孔
e. 小浮頭螺栓松動(dòng)或斷裂
f. 小浮頭墊片損壞
g. 小浮頭或浮動(dòng)管板密封損壞
30.換熱器檢修后為什么要試水壓?
答:換熱器檢修后試水壓的目的是檢查換熱器是否有具有安全的承受設(shè)計(jì)壓力的能力(即耐壓強(qiáng)度),嚴(yán)密性,接口或接頭的質(zhì)量,焊接質(zhì)量和密封結(jié)構(gòu)的緊密程度。此外還可以觀測(cè)受壓后容器和管道的母材焊縫的殘余變形量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)材料存在的問(wèn)題。
31.列管式換熱器安裝位置為什么有些是立置,有些是臥置(臥式)?
答:列管式換熱器有些是立置而有些是臥置,主要從下面幾個(gè)方面考慮:
①生產(chǎn)工藝要求:如某些重沸器需要一定的介質(zhì)液位高度,若采用臥置換熱器,即無(wú)法達(dá)到液位高度的要求,因此必須選擇立置換熱器;
②大型化:如果一個(gè)工藝單元換熱面積需要數(shù)千平方米,若選擇熱管長(zhǎng)度6米的臥置換熱器,可能需要數(shù)臺(tái)換熱器,占地面積較大,不利于裝置的空間有效布置,若選擇換熱管長(zhǎng)度12米的立置換熱器,1臺(tái)就可以解決問(wèn)題;
③減少壓力降:有些生產(chǎn)工藝要求盡量減少介質(zhì)輸送過(guò)程的壓力降,選擇立置換熱器并與塔器并列布置,使其縮短與塔器的連接管線,減少壓力降。
32.為什么有些地方選用套管式換熱器,水浸式換熱器,而另一些地方選用列管式換熱器?
答:目前煉油、化工生產(chǎn)裝置選擇的換熱設(shè)備,多數(shù)為列管式換熱器,但在一些生產(chǎn)裝置中,仍保留有少量的套管式換熱器、水浸式換熱器。列管式換熱器雖然結(jié)構(gòu)緊湊,換熱效率較高,但由于換熱管較小,若用于含有固體顆粒的介質(zhì),就容易造成堵塞。因此在含有固體顆粒的介質(zhì)的地方,一般選用套管式換熱器或水浸式換熱器。