热交换器的流体诱导振动与防治措施:壳管式热交换器中,壳程流体横向冲刷管束时易引发振动,振幅超过 0.1mm 会导致管子与管板连接处疲劳损坏。振动诱因包括漩涡脱落(当雷诺数 300-10⁵时)、湍流激振和流体弹性不稳定。防治措施有:合理设计管束间距(横向间距≥1.2 倍管径)、设置防振条(每 1-2m 布置一道)、采用三角形排列替代正方形排列以改变流场。某核电站蒸汽发生器通过加装阻尼条,将振动振幅控制在 0.03mm 以下,明显延长了设备寿命。热交换器在造纸工业中加热蒸煮液,提高纸张生产效率。W-FTSB-9-20-C热交换器原装
混合式热交换器(又称直接接触式热交换器)让冷热流体直接接触、混合传热,传热效率极高(接近 100%),且结构简单、无传热壁面阻力。常见类型有喷淋式、鼓泡式、喷射式等,例如在电厂凝汽器中,蒸汽直接与冷却水接触,快速冷凝为水;在冷却塔中,热水被喷淋至填料层,与空气直接接触,通过蒸发和对流散热降温。混合式热交换器的局限性在于只适用于允许流体混合的场景,且需考虑混合后流体的后续处理,如水质净化、成分分离等,因此多用于空调冷却、废水处理、热力发电等领域。DF-4260-3热交换器替换螺旋缠绕管式热交换器结构紧凑,适用于狭小空间安装。
石油化工是热交换器的非常大的应用领域,占工业总用量的 40% 以上,主要用于原料预热、产品冷却、余热回收等工艺环节。例如在炼油厂常减压装置中,原油需通过热交换器与高温渣油、柴油等换热,从 20℃预热至 280℃以上,再进入加热炉,可节省 30% 以上的燃料消耗;在乙烯装置中,裂解气需经多台热交换器逐步冷却至 - 160℃,实现组分分离。化工行业对热交换器的要求包括耐腐蚀性(应对酸碱介质)、耐高温高压(部分工况温度超 500℃、压力达 10MPa)、抗结垢(防止粘稠介质附着),因此多采用不锈钢、钛合金材质的壳管式或板壳式热交换器。
结垢是热交换器运行中的常见问题,流体中的钙镁离子、悬浮物、粘稠物等在传热壁面沉积形成水垢或污垢,会使传热系数降低 20%-50%,甚至堵塞流道。防治措施需从源头控制、运行维护两方面入手:源头控制包括预处理流体(如离子交换软化水、加阻垢剂)、选择不易结垢的流道结构(如波纹板、螺旋管);运行维护包括定期清洗(化学清洗如柠檬酸酸洗、物理清洗如高压水射流)、控制流体流速(流速过低易导致悬浮物沉积,一般需≥1m/s)、监测壁面温度(结垢会导致壁面温度异常升高)。对于高结垢风险工况,可采用可拆卸结构的热交换器,便于离线清洗。钎焊板式热交换器密封性强,适用于对泄漏要求严格的制冷系统。
热交换器中冷热流体的流动布置分为顺流、逆流、错流和折流四种,不同方式对传热效率和温差分布影响明显。顺流布置中,冷热流体同向流动,进出口温差小,Δt_m 低,传热效率差,但壁面温度分布均匀,适用于低温差、需保护壁面的场景。逆流布置中,流体逆向流动,Δt_m 大,传热效率非常高,相同热负荷下可减小换热面积,是常用的布置方式,但壁面两端温差大,需考虑材料耐温性。错流和折流(如壳管式中的折流板)结合了顺流和逆流的优势,既能提升 Δt_m,又能通过改变流向增强湍流,减少死区,适用于大流量、高粘度流体的换热。可拆式螺旋板热交换器便于清洗维护,适合高污染流体处理。TF-541-2热交换器替换
热交换器优化管路布局,减少流体流动阻力与压力损失。W-FTSB-9-20-C热交换器原装
热交换器出厂前需进行压力试验,包括水压试验和气密性试验。水压试验时,壳程与管程分别打压至设计压力的 1.25 倍,保压 30 分钟无渗漏;气密性试验用于有毒或易燃易爆介质,采用氦质谱检漏,泄漏率需≤1×10⁻⁷ Pa・m³/s。验收时需核查:传热性能(热负荷偏差≤5%)、压降(实测值不超过设计值 10%)、外观质量(无变形、裂纹)。ASME BPVC Section VIII 规定,高压热交换器(设计压力≥10MPa)需进行射线检测,确保焊接接头合格率 100%。。W-FTSB-9-20-C热交换器原装