资源简介

(共28张PPT)
模块二 传热
01
任务一 认识换热器的结构
02
任务二 认识换热装置的换热方式
03
任务三 认识传热的基本方式及换热流体
04
任务四 计算传热的过程速率
05
任务五 计算间壁换热器的传热速率
06
07
任务六 计算间壁换热器的壁温
任务七 管壳式换热器的设计与选型
任务八 换热器的操作与维护
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任务八 换热器的操作与维护
　　　
子任务1 换热器的操作
　　
1、换热器开车前的预备操作规程
（1）投产前应检查压力表、温度计、液位以及有关阀门是否齐全好用。
（2）输送热流体前先打开换热器排污阀，排除积水和污垢；再打开放空阀，排除空气和其他不凝性气体。
（3）换热器投产时，要先通入冷流体，缓慢或或数次通入热流体，做到先预热后加热，切忌骤冷骤热，以免换热器受到损坏，影响其使用寿命。
（4）进入换热器的冷热流体如果含有固体杂质和纤维质，一定要提前过滤和清除（特别是对板式换热器），防止堵塞通道。
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任务八 换热器的操作与维护
　　　
（5）检查两种流体的进出口温度和压力，发现温度、压力超出正常范围或有超出正常范围的趋势，要立即查出原因，采取措施，恢复正常。
（6）分析流体的成分，以确定有无内漏，以便及时处理：对列管换热器进行堵管或换管，对板式换热器修补或更换板片。
（7）检查换热器有无渗漏，外壳有无变形以及有无振动，有则及时处理。
（8）定期排放不凝性气体和冷凝液，定期进行清洗。
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2、换热器开车操作步骤（以列管换热器为例）
换热器的种类很多，操作方法大同小异，它们的共同点是利用两种物料间大量的接触面积进行热交换，以完成冷却、冷凝、加热和蒸发等化工过程。而换热器的操作条件、换热介质的性质、腐蚀速度和运行周期决定了换热器维护管理的内容。现以广泛使用的列管式换热器为例，讨论相关操作。
任务八 换热器的操作与维护
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（1）启动：
1)首先利用壳体上附设的接管，将换热器内的气体和冷凝液(如果流体为蒸汽时)彻底排净，以免产生水击作用，然后全部打开排气阀。
2)先通入低温流体，当液体充满换热器时，关闭放气阀。
3)缓缓通入高温流体，以免由于温差大，流体急速通入而产生热冲击。
4)温度上升至正常操作温度期间，对外部的连接螺栓应重新紧固，以防垫片密封不严而泄漏。
任务八 换热器的操作与维护
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（2）运行：
1)对于采用法兰连接的密封处，因螺栓随温度上升(150℃以上)而伸长，紧固部位发生松动，因此，在操作中应重新紧固螺栓。
2)对于高温、高压和危险有毒的流体，对其泄漏要严格控制，应注意以下几点。
①从设计角度出发，尽量减少法兰连接，少使用密封垫片。
②从安装角度出发，紧固操作要方便。
③采用自紧式结构螺栓，这样在升温升压时不需要重新紧固。
任务八 换热器的操作与维护
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3)换热器操作一段时间后，换热性能会降低，应注意以下几个问题。
①传热表面上结污严重，传热效果显著下降。
②污垢将使管内径变小，流速相应增大，压力损失增加。
③产生管子胀口泄漏及腐蚀。
④操作条件不符合设计要求，而使材料产生疲劳破坏。
4)为使换热器长期连续运行，必须定期进行检查与清洗。
任务八 换热器的操作与维护
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(3）停车：
1)首先切断高温流体，待装置停车前再切断冷流体。当生产需要先切断低温流体时，可采用旁路或其他方法，同时停止高温流体供给。如果较早地切断冷流体，则有可能因热膨胀而使设备遭到破坏。
2)换热器停车后，必须将换热器内残留的流体彻底排出，以防冻结、腐蚀和水锤作用。
3)排放完液体后，可吹入空气，使残留液体全部排净。
任务八 换热器的操作与维护
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子任务2 换热器的维护保养
一、换热器的常见故障与维护
1、列管换热器的维护和保养
列管换热器的维护和保养有以下几个方面：
（1）保持设备外部整洁、保温层和油漆完好。
（2）保持压力表、温度计、安全阀和液位计等仪表和附件的齐全、灵敏和准确。
（3）发现阀门和法兰连接处渗漏时，应及时处理。
任务八 换热器的操作与维护
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（4）开停换热器时，不要将阀门开得太猛，否则容易造成管子和壳体受到冲击，以及局部骤然胀缩，产生热应力，使局部焊缝开裂或管子连接口松弛。
（5） 尽可能减少换热器的开停次数。停止使用时，应将换热器内的液体清洗放净，防止冻裂和腐蚀。
（6）定期测量换热器的壳体厚度，一般两年一次。
任务八 换热器的操作与维护
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2、列管换热器的常见故障及其处理
任务八 换热器的操作与维护
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二、板式换热器的常见故障与维护
1、板式换热器的维护和保养
板式换热器的维护和保养有以下几个方面：
（1） 保持设备整洁、油漆完好，紧固螺栓的螺纹部分应涂防锈油并加外罩，防止生锈和粘结灰尘。
（2） 保持压力表、温度计灵敏、准确，阀门和法兰无渗漏。
（3） 定期清理和切换过滤器，预防换热器堵塞。
（4） 组装板式换热器时，螺栓的拧紧要对称进行，松紧适宜。。
任务八 换热器的操作与维护
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2、板式换热器的主要故障和处理方法
任务八 换热器的操作与维护
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一、操作运行中的检查和清洗
1、定期检查流量、压力和温度等操作记录
（1）如果发现压力损失增加，说明管束内外有结垢和堵塞现象发生。
（2）如果换热温度达不到设计工艺参数要求，说明管内外壁产生污垢，传热系数下降，传热速率恶化。
（3）通过低温流体出口取样，分析其颜色、密度、黏度来检查管束的破坏、泄漏情况，如果冷却水的出口黏度高，可能是因管壁结垢、腐蚀速度加快和管束胀口泄漏所致。
任务八 换热器的操作与维护
子任务3 换热器的检查清洗
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2、定期检查壳体内外表面的腐蚀和磨损情况
通常采用超声波测厚仪或其他非破坏性测厚仪器，从外部测定估计会产生腐蚀、减薄的壳体部位。
3、操作运行中的检查和清洗
操作中清洗一般是指管内侧的清洗，对于易结垢的流体，可定期暂时地增加流量或进行逆流操作，以除去管内壁的污垢；也可根据流体种类注入适宜的化学药品，将污垢溶解去除。
任务八 换热器的操作与维护
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二、停车时检查和清洗
1、检查换热器管内外表面结垢的情况、有无异物堵塞和污染的程度。
2、测定壁厚，检查管壁减薄和腐蚀情况。
3、检查焊接部位的腐蚀和裂纹情况。
检查的部位有侧面入口管的管子表面、换热管管端入口部位、折流板和换热管接触部位和流体拐弯部位。
任务八 换热器的操作与维护
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4、停车时清洗
（1）化学清洗(酸洗法)
酸洗法的具体操作方法有两种。① 为重力法，借助于重力，将酸洗溶液缓慢注入设备，直至灌满。
（2）机械清洗　
对列管换热器管内的清洗，通常用钢丝刷，具体做法是用一根圆棒或圆管，一端焊上与列管内径相同的圆形钢丝刷，清洗时，一边旋转一边推进。
（3）高压水清洗　
采用高压泵喷出高压水进行清洗，既能清洗机械清洗不能到达的地方，又避免了化学清洗带来的腐蚀。这种方法适用于清洗列管换热器的管间，也可用于清洗板式换热器。冲洗板式换热器中的板片时，注意将板片垫平，以防变形。
任务八 换热器的操作与维护
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在一单程管壳式换热器内，流量为2.8kg/s的某种液体在管内呈湍流流动，其换热过程的平均比热容为4.18kJ/(kg. ℃),由15℃加热到100℃，管内对流传热系数为600W/(m2·℃)。温度为110℃的饱和水蒸气在管外冷凝为同温度的水，其对流传热系数为12000W/(m2·℃)。列管换热器由φ25 m m ×2 m m的160根不锈钢管组成，不锈钢的导热系数为17W/(m·℃)。若忽略污垢热阻和热损失，试求：列管长度。
解：换热器总传热速率可由式： 计算；
外侧面积为：
换热器的管子长度为：
任务八 换热器的操作与维护
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计算热负荷：换热器的传热速率等于冷流体吸热 的热负荷：
已知： =2.8 kg/s； =4.18kJ/(kg.·℃)； =15℃， =100℃，代入各值得：
=2.8 kg/s×4.18kJ/(kg.·℃) ×（100℃-15℃）=994.8 kW
计算平均温度差：热流体温度T1= T2=110℃，
代入各值得：
=110℃-15℃=95 ℃，
=110℃ -100℃=10℃
任务八 换热器的操作与维护
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任务八 换热器的操作与维护
计算传热系数K：
=25 /（21×600）+0.002×25/(23×17)+1/12000
得: =455.5 W/(m2·℃)
计算管长：
=994.8×103 /(160×3.14×0.025×455.5×37.8) =4.7m
模块二 传热
01
任务一 认识换热器的结构
02
任务二 认识换热装置的换热方式
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任务三 认识传热的基本方式及换热流体
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任务四 计算传热的过程速率
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任务五 计算间壁换热器的传热速率
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任务六 计算间壁换热器的壁温
任务七 管壳式换热器的设计与选型
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任务八 换热器的操作与维护
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任务九 换热器总传热系数的测定
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总结与归纳
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总结与归纳
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总结与归纳
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总结与归纳
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总结与归纳

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