氧透板翅式换热器除垢

1. 各种换热器的工作原理和特点

各种换热器 的 工作原理和特点

一、换热器

1、U形管式换热器

每根管子都弯成U形，固定在同一侧管板上，每根管可以自由伸缩，也是为了消除热应力。

性能特点：

（1）优点

此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。

（2）缺点

是管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因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，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。

此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。

2、沉浸式蛇管换热器

沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器，是间壁式换热器种类之一。根据管外流体冷却方式的不同，蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。

（1）优点

这是一种古老的换热设备。它结构简单，制造、安装、清洗和维修方便，便于防腐，能承受高压，价格低廉，又特别适用于高压流体的冷却、冷凝，所以现代仍得到广泛应用。

（2）缺点

由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多，因此管外流体的表面传热系数较小。为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。

3、列管式换热器

冷流体走管内，热流体经折流板走管外，冷、热流体通过间壁换热。

性能特点：

列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。

为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6MPa时，由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其它结构。

SPEET无源动力强化换热系统，是由深圳中创鼎新工业节能智能化技术有限公司自主研发的一项革新性的工业高效节能技术，可广泛应用于化工、冶金、石油、制盐、制糖、造纸、制药、海水淡化、制冷等行业的列管式换热器，有效解决列管式换热系统因设计或运行等原因导致的换热效率不足的问题，有效提高换热效率20%以上。

与传统的换热器清洗方式相比，SPEET具有无腐蚀、无污染、免拆卸、对设备无损伤、高可靠性、高效节能的优势。

SPEET工作原理为，沿着介质流向将SPEET纽带插入到每一根换热管中，当设备运行时，利用介质自身流速驱动SPEET装置不停地快速旋转，一方面打破管内温度分层，将流体边界滞留层厚度降低一个数量级，实现强化换热；另一方面通过强化扰流和对管壁不规则刮扫，减少垢的析出，阻止垢的附着，加快垢的剥蚀，防止换热管壁结晶或结疤，从而实现在线除垢防垢。通过这两方面共同作用，将换热器的换热系数K值提高20%-50%以上，从而达到节能降耗的目的。

SPEET安装便捷，无需停工或改动换热器主体；无需专人维护，节省化学清洗及人工清洗费用，投资回报周期6到12个月，经济效益十分显著，大幅提升大工业用户能源利用效率，助力工业企业低碳绿色发展。

4、螺旋板式换热器

由两块相互平行的钢板，卷制成相互隔开的螺旋形流道。螺旋板的两端焊有盖板。冷热流体分别在两流道内流动。

性能特点：

（1）传热效率高（性能好）

一般认为螺旋板式换热器的传热效率为列管式换热器的1～3倍。等截面单通道不存在流动死区，定距柱及螺旋通道对流动的扰动降低了流体的临界雷诺数，水-水换热时，螺旋板式换热器的传热系数最大可达3000W/（㎡·K）。

（2）有效回收低温热能

螺旋板式换热器由两张卷制而成，进行余热回收，充分利用低温热能。

（3）运行可靠性强

不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性，保证两种工作介质不混合。

（4）阻力小

在壳体上的接管采用切向结构。比较低的压力损失，处理大容量蒸汽或气体；有自清刷能力，因其介质呈螺旋型流动，污垢不易沉积；清洗容易，可用蒸汽或碱液冲洗，简单易行，适合安装清洗装置；介质走单通道，允许流速比其他换热器高。

（5）可多台组合使用

单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用。但组合时，必须符合下列规定：并联组合、串联组合，设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。

5、喷淋式换热器

热流体在裸露的管中流过，冷却水喷淋流过蛇管。

性能特点：

这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸式增大很多。

另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦带走一部分热量，可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用。因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果大有改善。

6、热管换热器

一根密封的金属管子，管内壁覆盖一层有毛细结构材料作成的芯网，其中间是空的。管内装有一定量的热载体（如液氨、氟利昂等），被气化，流向冷端，蒸汽在冷端被冷凝，放出汽化潜热，而加热了冷流体。冷凝液又流回热端，如此反复。

性能特点：

（1）热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中，单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时，基本不影响换热器运行。热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体，换热场合具有很高的可靠性。

（2）热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的逆流换热。冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，用于品位较低的热能回收场合非常经济。

（3）对于含尘量较高的流体，热管换热器可以通过结构的变化、扩展受热面等形式，解决换热器的磨损和堵灰问题。

（4）热管换热器用于带有腐蚀性的烟气余热回收时，可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域。

7、套管式换热器

冷、热流体分别在内管和套管中流动并换热。

（1）优点

这种换热器具有若干突出的优点，所以至今仍被广泛用于石油化工等工业部门。

结构简单，传热面积增减自如。因为它由标准构件组合而成，安装时，无需另外加工。传热效能高。它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，因此它的传热效果好。液-液换热时，传热系数为 870～1750W/（m2·℃）。这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。套管式换热器的缺点是占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的五倍；管接头多，易泄漏；流阻大。结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可以有较高的传热系数，是单位传热面的金属消耗量大，为增大传热面积、提高传热效果，可在内管外壁加设各种形式的翅片，并在内管中加设刮膜扰动装置，以适应高粘度流体的换热。可以根据安装位置任意改变形态，利于安装。（2）缺点

检修、清洗和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏。生产中，有较多材料选择受限，由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，而套管式换热器大多数为了节省空间选择，弯制，盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产。套管换热器国内还没有形成统一的焊接标准，各个企业都是根据其它换热产品经验选择焊接方式，所以，套管式换热器的焊接处，出现各类问题司空见惯，需要经常注意检查，保养。

二、具有补偿圈的换热器

1、浮头式换热器

两端的管板，有一段不与壳体相连，可以在管长方向自由浮动，当壳体与管束因温度不同而引起不同的热膨胀时，可以消除热应力。

冷流体入口热流体入口

（1）优点

管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；介质间温差不受限制；可在高温、高压下工作；可用于结垢比较严重的场合；可用于管程易腐蚀场合。 （2）缺点

小浮头易发生内漏；金属材料耗量大，成本高20%；结构复杂。 2、夹套式换热器

夹套式换热器是间壁式换热器的一种，在容器外壁安装夹套制成。

性能特点：

结构简单，但其加热面受容器壁面限制，传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时，亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数。为补充传热面的不足，也可在釜内部安装蛇管。夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。

3、板翅式换热器

由隔板、肋片和侧条组成单元体，多个单元体经逆流或错流组装为组装件，再将带有集流出口的集流箱焊接到组装件上。由于材料轻薄，换热面积与换热器体积之比可达4000 m2/ m3。

性能特点：

（1）传热效率高，由于肋片对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的换热系数；同时由于隔板、肋片很薄，具有高导热性，所以使得板肋式换热器可以达到很高的效率。

（2）紧凑，由于板肋式换热器具有扩展的二次表面，使得它的比表面积可达到1000 m2/ m3 。

（3）轻巧，原因为紧凑且多为铝合金制造，现在钢制，铜制，复合材料等的也已经批量生产。

（4）适应性强，板肋式换热器可适用于：气－气、气－液、液－液、各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。通过流道的布置和组合能够适应：逆流、错流、多股流、多程流等不同的换热工况。通过单元间串联、并联、串并联的组合，可以满足大型设备的换热需要。工业上可以定型、批量生产以降低成本，通过积木式组合扩大互换性。

（5）制造工艺要求严格，工艺过程复杂。

（6）容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修很困难，故只能用于换热介质干净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场合。

4、涡流热膜换热器

流热膜换热器体积只有传统管壳式换热器的1/5，采用全不锈钢焊接结构。既具有钎焊板式换热器体积小、耐高温的优势，又克服了框架板式换热器胶条老化、维护费用高的缺陷，它采用经纳米技术处理的不锈钢涡流管作为换热元件，极大提高了换热器的整体性能。

性能特点：

高效节能，该换热器传热系数为6000～8000W/（m2·℃）；全不锈钢制作，使用寿命长，可达20a以上，十年内出现换热器质量问题免费更换；改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻；换热速度快，耐高温（400℃），耐高压（2.5MPa）；结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节约土建投资；设计灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金；应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换；维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便；采用纳米热膜技术，显著增大传热系数；应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。

2. 夹套式换热器的工作原理都是怎样的

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间壁式换热器又称表面式换热器，工作原理是让热媒或冷媒或制冷工质流过金属管道内腔，而要处理的空气流过金属管道外壁进行热交换来达到加热或冷却空气的目的。1.夹套式换热器在容器外壁安装夹套制成，结构简单;但其加热面受容器壁面限制，传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器，当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时，亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数。为补充传热面的不足，也可在釜内部安装蛇管夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。2.沉浸式蛇管换热器将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状,并沉浸在容器内的液体中。蛇管换热器的优点是结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低，管外给热系数小。为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。3.喷淋式换热器将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外是一层动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸式增大很多。另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦带走一部分热量，可起到降低冷却水温度。增大传热推动力的作。因此，和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。

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3. 换热器的相关内容

设备制造过程中的检验，包括原材料的检验、工序间的检验及压力试验，具体内容如下：
（1）原材料和设备零件尺寸和几何形状的检验；
（2）原材料和焊缝的化学成分分析、力学性能分析试验、金相组织检验，总称为破坏试验；
（3）原材料和焊缝内部缺陷的检验，其检验方法是无损检测，它包括：射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等；
（4）设备试压，包括：水压试验、介质试验、气密试验等。
耐压试验和气密性试验：
制造完工的换热器应对换热器管板的连接接头，管程和壳程进行耐压试验或增加气密性试验，耐压试验包括水压试验和气压试验。换热器一般进行水压试验，但由于结构或支撑原因，不能充灌液体或运行条件不允许残留试验液体时，可采用气压试验。
如果介质毒性为极度，高度危害或管、壳程之间不允许有微量泄漏时，必须增加气密性试验。 换热器压力试验的顺序如下：
固定管板换热器先进行壳程试压，同时检查换热管与管板连接接头，然后进行管程试压；
U形管式换热器、釜式重沸器（U形管束）及填料函式换热器先用试验压环进行壳程试压，同时检查接头，然后进行管程试压；
浮头式换热器、釜式重沸器（浮头式管束）先用试验压环和浮头专用工具进行管头试压，对于釜式重沸器尚应配备管头试压专用壳体，然后进行管程试压，最后进行壳程试压；
重叠换热器接头试压可单台进行，当各台换热器程间连通时，管程和壳程试压应在重叠组装后进行。 安装换热器的基础必须满足以使换热器不发生下沉，或使管道把过大的变形传到传热器的接管上。基础一般分为两种：一种为砖砌的鞍形基础，换热器上没有鞍式支座而直接放在鞍形基础上，换热器与基础不加固定，可以随着热膨胀的需要自由移动。另一种为混凝土基础，换热器通过鞍式支座由地脚螺栓将其与基础牢固的连接起来。
在安装换热器之前应严格的进行基础质量的检查和验收工作，主要项目如下：基础表面概况；基础标高，平面位置，形状和主要尺寸以及预留孔是否符合实际要求；地脚螺栓的位置是否正确，螺纹情况是否良好，螺帽和垫圈是否齐全；放置垫铁的基础表面是否平整等。
基础验收完毕后，在安装换热器之前在基础上放垫铁，安放垫铁处的基础表面必须铲平，使两者能很好的接触。垫铁厚度可以调整，使换热器能达到设计的水平高度。垫铁放置后可增加换热器在基础上的稳定性，并将其重量通过垫铁均匀地传递到基础上去。垫铁可分为平垫铁、斜垫铁和开口垫铁。其中，斜垫铁必须成对使用。地脚螺栓两侧均应有垫铁，垫铁的安装不应妨碍换热器的热膨胀。
换热器就位后需用水平仪对换热器找平，这样可使各接管都能在不受力的情况下连接管道。找平后，斜垫铁可与支座焊牢，但不得与下面的平垫铁或滑板焊死。当两个以上重叠式换热器安装时，应在下部换热器找正完毕，并且地脚螺栓充分固定后，再安装上部换热器。可抽管束换热器安装前应抽芯检查，清扫，抽管束时应注意保护密封面和折流板。移动和起吊管束时应将管束放置在专用的支承结构上，以避免损伤换热管。
根据换热器的形式，应在换热器的两端留有足够的空间来满足条件（操作）清洗、维修的需要。浮头式换热器的固定头盖端应留有足够的空间以便能从壳体内抽出管束，外头盖端必须也留出一米以上的位置以便装拆外头盖和浮头盖。
固定管板式换热器的两端应留出足够的空间以便能抽出和更换管子。并且，用机械法清洗管内时。两端都可以对管子进行刷洗操作。U形管式换热器的固定头盖应留出足够的空间以便抽出管束，也可在其相对的一端留出足够的空间以便能拆卸壳体。
换热器不得在超过铭牌规定的条件下运行。应经常对管，壳程介质的温度及压降进行监督，分析换热管的泄漏和结垢情况。管壳式换热器就是利用管子使其内外的物料进行热交换、冷却、冷凝、加热及蒸发等过程，与其他设备相比较，其余腐蚀介质接触的表面积就显得非常大，发生腐蚀穿孔结合处松弛泄漏的危险性很高，因此对换热器的防腐蚀和防泄漏的方法也比其他设备要多加考虑，当换热器用蒸汽来加热或用水来冷却时，水中的溶解物在加热后，大部分溶解度都会有所提高，而硫酸钙类型的物质则几乎没有变化。冷却水经常循环使用，由于水的蒸发，使盐类浓缩，产生沉积或污垢。又因水中含有腐蚀性溶解气体及氯离子等引起设备腐蚀，腐蚀与结垢交替进行，激化了钢材的腐蚀。因此必须经过清洗来改善换热器的性能。由于清洗的困难程度是随着垢层厚度或沉积的增加而迅速增大的，所以清洗间隔时间不宜过长，应根据生产装置的特点，换热介质的性质，腐蚀速度及运行周期等情况定期进行检查，修理及清洗。
换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。
由于制造工艺和科学水平的限制，早期的换热器只能采用简单的结构，而且传热面积小、体积大和笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，逐步形成一种管壳式换热器，它不仅单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果也较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。 二十世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意。
60年代左右，由于空间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代开始，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，典型的管壳式换热器也得到了进一步的发展。70年代中期，为了强化传热，在研究和发展热管的基础上又创制出热管式换热器。
换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。
在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温差增大，换热器的传热面积减小；若传热面积不变，采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。
当冷、热流体两者或其中一种有物相变化(沸腾或冷凝)时，由于相变时只放出或吸收汽化潜热，流体本身的温度并无变化，因此流体的进出口温度相等，这时两流体的温差就与流体的流向选择无关了。除顺流和逆流这两种流向外，还有错流和折流等流向。
在传热过程中，降低间壁式换热器中的热阻，以提高传热系数是一个重要的问题。热阻主要来源于间壁两侧粘滞于传热面上的流体薄层(称为边界层)，和换热器使用中在壁两侧形成的污垢层，金属壁的热阻相对较小。
增加流体的流速和扰动性，可减薄边界层，降低热阻提高给热系数。但增加流体流速会使能量消耗增加，故设计时应在减小热阻和降低能耗之间作合理的协调。为了降低污垢的热阻，可设法延缓污垢的形成，并定期清洗传热面。
一般换热器都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器；不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料；铜、铝及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。 俄罗斯提出了一种先进方法，即气动喷涂法，来提高翅片化表面的性能。其实质是采用高速的冷的或稍微加温的含微粒的流体给翅片表面喷镀粉末粒子。用该方法不仅可喷涂金属还能喷涂合金和陶瓷(金属陶瓷混合物)，从而得到各种不同性能的表面。通常在实践中翅片底面的接触阻力是限制管子加装翅片的因素之一。为了评估翅片管换热器元件进行了试验研究。试验是采用在翅片表面喷涂ac－铝，并添加了24a白色电炉氧化铝。将试验所得数据加以整理，便可评估翅片底面的接触阻力。将研究的翅片的效率与计算数据进行比较，得出的结论是：气动喷涂翅片的底面的接触阻力对效率无实质性影响。为了证实这一点，又对基部(管子)与表面(翅片)的过渡区进行了金相结构分析。
对过渡区试片的分析表明，连接边界的整个长度上无不严密性的微裂纹。所以，气动喷涂法促进表面与基本相互作用的分支边界的形成，能促进粉末粒子向基体的渗透，这就说明了附着强度高，有物理接触和金属链形成。因而气动喷涂法不但可用于成型，还可用来将按普通方法制造的翅片固定在换热器管子的表面上，也可用来对普通翅片的底面进行补充加固。可以预计，气动喷涂法在紧凑高效换热器的生产中，将会得到广泛应用。 在管壳式换热器中，壳程通常是一个薄弱环节。通常普通的弓形折流板能造成曲折的流道系统(z字形流道)，这样会导致较大的死角和相对高的返混。而这些死角又能造成壳程结垢加剧，对传热效率不利。返混也能使平均温差失真和缩小。其后果是，与活塞流相比，弓形折流板会降低净传热。优越弓形折流板管壳式换热器很难满足高热效率的要求，故常为其他型式的换热器所取代(如紧凑型板式换热器)。对普通折流板几何形状的改进，是发展壳程的第一步。虽然引进了密封条和附加诸如偏转折流板及采取其他措施来改进换热器的性能，但普通折流板设计的主要缺点依然存在。
为此，美国提出了一种新方案，即建议采用螺旋状折流板。这种设计的先进性已为流体动力学研究和传热试验结果所证实，此设计已获得专利权。此种结构克服了普通折流板的主要缺点。螺旋折流板的设计原理很简单：将圆截面的特制板安装在“拟螺旋折流系统”中，每块折流板占换热器壳程中横剖面的四分之一，其倾角朝向换热器的轴线，即与换热器轴线保持一倾斜度。相邻折流板的周边相接，与外圆处成连续螺旋状。折流板的轴向重叠，如欲缩小支持管子的跨度，也可得到双螺旋设计。螺旋折流板结构可满足相对宽的工艺条件。此种设计具有很大的灵活性，可针对不同操作条件，选取最佳的螺旋角；可分别情况选用重叠折流板或是双螺旋折流板结构。 瑞典alares公司开发了一种扁管换热器，通常称为麻花管换热器。美国休斯顿的布朗公司做了改进。螺旋扁管的制造过程包括了“压扁”与“热扭”两个工序。改进后的麻花管换热器同传统的管壳式换热器一样简单，但有许多激动人心的进步，它获得了如下的技术经济效益：改进了传热，减少了结垢，真正的逆流，降低了成本，无振动，节省了空间，无折流元件。
由于管子结构独特使管程与壳程同时处于螺旋运动，促进了湍流程度。该换热器总传热系数较常规换热器高40%，而压力降几乎相等。组装换热器时也可采用螺旋扁管与光管混合方式。该换热器严格按照asme标准制造。凡是用管壳式换热器和传统装置之处均可用此种换热器取代。它能获得普通管壳式换热器和板框式传热设备所获得的最佳值。估计在化工、石油化工行业中具有广阔的应用前景。 spiral plate heat exchanger
螺旋板式换热器
传热元件由螺旋形板组成的换热器。
螺旋板式换热器是一种高效换热器设备，适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。按 结构形式可分为 不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋 板式换热器
螺旋板式换热器结构及性能
1、本设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。
2、在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。
3、I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性。
4、II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。
5、III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其两个通道可拆开清洗，适用范围较广。
6、单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用，但组合时必须符合下列规定：并联组合、串联组合、设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。 变声速增压热交换器即两相流喷射式热交换器，广泛适用于汽—水换热的各个领域。由中国洛阳蓝海实业有限公司自主研发。它以蒸汽为动力，通过汽水压缩混合，使水温瞬时升高，利用压力激波技术达到无外力增压的效果，显著的节能和增压特点大大降低了用户使用成本，可取代传统的热交换器。
变声速增压热交换器是一种混合型汽—水换热设备，蒸汽经过绝热膨胀技术处理以射流态引入混合腔与经过膜化处理的被加热水在蒸汽冲击力作用下均匀混合，形成具有一定计算容积比的汽水压缩混合物，当其瞬间压缩密度达到一定值时便形成了两相流体场现象。在场态的激化下，该混合物的声速值出现突破声障临界的过渡性转变，同时爆发大量压力激波，压力激波单向传导特性使瞬间达到设计温度的热水在不变截面管道中出现压力升高却不回流现象。变声速增压热交换技术是以两相流体场的有序激化强制完成“瞬时换热+无外力增压”双效应。

4. 换热器清洗方案

为确保事情或工作顺利开展，预先制定方案是必不可少的，方案是有很强可操作性的书面计划。写方案需要注意哪些格式呢？下面是我整理的换热器清洗方案，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

换热器清洗方案 篇1

一、换热器（又名热交换热器）不解体的悬浮超高压（500-2800bar）射流清洗方法（物理清洗）

热交换器高压水射流清洗技术。是将普通自来水通过高压泵加压到数500-1500bar的压力，然后通过特殊的喷嘴（孔径只有1-2毫米），以极高的速度（200-500米/秒）喷出的多束能量高度分散的水流。这一束束的小水流具有均散振动打击能量（宏观的超声波原理），不会对罐壁造成损伤，对任何它能除去管子内壁的盐、碱、垢，各种堵塞物。利用这有的巨大能量水流进行清洗即为高压水射流清洗。各类列管式热交换器一般内径都在Φ10-Φ50毫米，长度有3米、6米、9米、13米左右，我们用相应长度的钢性喷枪与软枪和多种类似钻头的喷嘴悬浮列管内对管中结垢物进行打击清理，击碎后随水流排出管外，高效清洗管子内外结垢物堵塞物，各方位清洗效果达到90%以上。

1）应用条件：

1、列管管孔堵死或半堵死及管孔周边或底部结构清洗形式，以高压硬管或软管带旋转喷头向周边结垢喷射，靠喷射反力自动前进清洗除垢；

2、列管端结垢附着物采用手持旋转高压射流的面枪（旋转喷嘴）喷射清洗。

2）施工条件

1、针对贵司主机换热器型号及现场现场考察和贵方技术要求的情况，无需将列管抽芯，两端部端盖拆除水平清洗，做隔离防护，作业面以外铺设收集水布（帆布），以便保护周围设备不受到高压射流飞溅的污染；

2、贵司提清洗作业的场地（列管周围2M内）无障碍物；

3、贵司提供电源、水源、照明设施及作业设备（高压清洗机）进入现场的通道（3M左右），超高压清洗机组（货柜集装箱式摆放场地2.5*5m2）。

二、换热器油气管程壳程不解体循环清洗原理流程（化学清洗）

1、列管内的循环系统建立：

2、列管外的循环系统建立；

3、油类污垢使用碱性（食品级）清洗剂:按相关标准执行配比；

4、水垢类试用酸性（食品级）清洗剂: 按相关标准执行配比。

Ⅱ、油气侧化学清洗施工方案

油侧有效管程设计材质，直径、根数。换热器在运行过程中，由于油侧油气介质流经交换器管壳金属及列管表面时会形成油泥、油垢，严重时导致油垢结焦逐渐沉积在金属表面上，尤其在流速较低的死角区域内。这将导致换热器换热效率的逐渐下降，严重影响设备换热效果。另外，沉积物的存在还会引起垢下腐蚀，局部腐蚀是使换热器穿孔的一个重要因素。

根据现场和油垢状况，此次换热器气侧清洗，选择循环式化学清洗工艺，此工艺有以下优点：清洗液可保持一定的温度和浓度；清洗液循环具有搅拌冲刷和剥离作用，有助于清除不易清除的油污、油垢。

一、化学清洗前的准备：

1、取试管做模拟试验，确定试验配方及清洗方案。

2、清洗泵站、原料、连接胶管等设备及辅件运到现场。安装好循环泵和清洗临时管线等，连接成一个完整清洗系统。

3、做好人身的各项防护措施。如防护眼镜、毛巾、口罩、橡皮手套、耐酸碱工作服及耐酸碱胶鞋等。

4、准备好工器具如扳手、铁丝、胶皮、夹钳等。

5、拆除或有效隔离预清洗设备所有仪表和不参与清洗的部位。

对施工人员进行技术和安全交底，使其了解清洗系统、操作规程、清洗剂的性能，以及各项安全施工措施。

二、化学清洗步骤

水冲洗－清洗剂清洗―水冲洗―清洗结束―压缩机空气吹干

1、水冲洗

（1）将溶解槽内的污物、泥沙、积水除掉，把槽子洗干净。

（2）用工业水，启动循环泵使溶解槽及被清洗设备和整个循环系统注满清水，停止加水，阀门至最大开度（排放阀全关）循环半个小时观察清洗系统有无泄漏，如有泄漏应及时处理。

（3）半个小时停泵，将排放阀打开，尽量排掉系统内的污水。

（4）重复进行（2）（3）两步骤，直到目测出水无明显的杂物等即可进行下一步清洗工作。

2、清洗剂清洗

（1）向溶解槽中加入清水，启动循环泵，在清洗系统中建立循环，同时向溶解槽内加入计量的金属缓蚀剂与清洗剂建立循环，温度加热调至50-80℃。

（2）加药开始后即进行清洗液浓度分析，15分钟至半小时一次。

（3）药剂清洗时间需要根据出液带出油污浓度和药剂有效成份变化情况和流速大小来决定。本次因设备进出口径较小，清洗时间约需2～5小时，观察循环清洗的水质变化考虑是否延长清洗时间或二次清洗。

3、水冲洗

（1）将清洗液排出，加清水到溶解槽内进行水冲洗，启动循环泵，使整个系统充满清水，至水中无明显污物时结束冲洗。

（2）然后边补水边排放至PH值在7左右时，打开排放阀，尽可能排掉设备内的水，至此清洗结束。

4、压缩机空气吹干

（1）拆除清洗连接管件，连接压缩空气。

（2）打开冷油器排空阀，使用压缩空气将设备内部上下反复吹干。

三、废液处理

清洗废液的处理严格按照甲方要求进行危化处理后排放到指定地点。

四、施工注意事项

1、施工人员进入现场必须按规定戴好劳保用品，需要穿胶鞋、胶皮手套、口罩及眼罩。

2、施工现场要有良好的通风，操作现场要有方便、充足的水源。

3、在搬运有腐蚀性的药品时，严禁溅入眼、口、皮肤上。如误触，立即用大量清水冲洗，严重者，立即按强酸、强碱烧伤就医。

4、施工药品应放在阴凉通风处，并做好“危险品勿动”等的醒目标记，密封保存，长期有效。

换热器清洗方案 篇2

一、本方案编制依据：

1、中华人民共和国国家行业标准：HT/T2387-92《工业设备化学清洗质量标准》。

2、中华人民共和国化工行业《化学清洗质量保证手册》。

3、中华人民共和国化工部行业标准，HGJ202-82《脱脂工程施工验收规范》。

4、中国石油化工总公司《冷却水分析和试验方法》。

5、《中央空调循环水系统清洗的重要性和必要性》。

6、《中央空调循环水系统管路清洗方案》。

7、该空调材质主要组成：碳钢板及其合金、镀锌管。

8、中央空调换热器内部的垢样形成分析。

二、垢样分析结果：

四氧化三铁Fe3O4和三氧化二铁Fe2O3混合物，碳酸盐垢，防油脂，部分淤泥、淤渣及其它杂质垃圾沉淀物、生物粘泥、藻类基质。

三、系统现状概述

中央空调长时间运行使用,造成冷冻水交换器系统板路内壁生锈、结垢、腐蚀；导致板路老化、损坏；尤其风机盘管铜管路内壁生锈、结垢后，循环到了交换器板壁上；导致水流量减小,换热效率降低,制冷效果差,增加能耗

四、化学清洗目的

采用化学药剂与设备内部表面的污垢进行物理和化学反应，使其疏松、剥落、溶解，从而达到清除污垢的目的，并进行钝化/预膜处理，使系统的内部有一个洁净的、良好的工作环境。消除了空调冷冻水系统的安全运行隐患，保护设备的长期低成本、高效率使用

五、清洗范围和方法

1.对象：冷冻水板式交换器系统。

2.方法：定时、定速循环化学清洗方法。

六、化学清洗前的准备工作

1、使用方帮助我方进一步熟悉系统的有关情况。

2、化学清洗前完成系统内被清洗的各腐蚀产物，结垢物的定性、定量分析。

3、化学清洗前完成系统内各设备组成的材质确定。

4、把不参与清洗的设备和机器要加临时短管，接临时旁路或盲板盲死等措施与清洗系统分开。

5、为保证清洗过程的良好进行，防止气阻现象发生，循环系统应配置和确认高点排气孔和低点排污口。

6、为保证清洗过程的良好进行，进行快速有效的补水和排污工作，可配置临时补水管和排污管。

七、化学清洗步骤

整个化学清洗过程为：

水力冲洗（试压、检漏）→杀灭细菌清洗→脱脂除油→络合法清洗（除污垢后）→钝化/预膜→人工处理→复位检查→正常运行→化学清洗总结。

（说明：本清洗法摒弃传统工业清洗中的酸+腐蚀剂的做法进行除锈，除构处理，酸洗法因具有强烈的腐蚀性，虽有较好的除垢清洗效果，亦会对金属基体本身产生严重腐蚀，造成管裂变薄，给设备运行留下严重隐患。全有机络合清洗法采用有机分子高分子聚合物，对金属离子的高度选择性而只与金属的离子发生络合反应，生成溶解度极高的金属络合物，从而促进了锈、垢的溶解，对基体无任何损坏。）

1、水冲洗（试压、检漏）

水冲洗的目的—是用大量的水尽可能冲刷掉系统中的灰尘、泥沙、金属腐蚀产物等疏松的`污垢，同时检查系统有无渗漏、气阻和死角情况，有问题及时处理。冲洗时，高点注满，地点排放，并控制进出水平衡。

冲洗水速度1.0m/s左右为宜，进出水浊度差小于5ppm，浊度曲线趋于平缓时，冲洗结束。

2、杀菌灭藻清洗

杀菌灭藻清洗的目的—是杀死系统内的微生物，并将表面附着的生物粘泥剥离脱落

排尽冲洗物后，注水充满系统循环，加入适量的杀菌灭藻剂后循环清洗，当系统内的浓度达到平衡时，即可结束。

3、脱脂清洗（如无或少量油脂，该步骤可省略）

脱脂的目的—是除去系统内的防锈油、油脂及其它有机高分子化合物，使络合过程中的作用成分更均匀，彻底地同清洗对象的内壁接触，从而促进

铁锈、铜锈等金属氧化物的溶解。

清洗过程中，脱脂液流速不应小于0.6m/s。测试脱脂液的碱度，含油量，温度等曲线趋于平缓而可结束脱脂。

4、络合清洗

络合清洗的目的—是利用某些高分子聚合物的对金属离子的高度选择性而只与金属的离子发生络合反应，生成溶解度极高的金属络合物，从而促进了铁锈、铜锈及其它金属氧化物和盐垢溶解，而对金属基体无任何损害。清洗过程中，清洗溶液流速不应小于0.6m/s。注意高点排气放空，低点排污，防止气阻和阻尼现象发生，影响清洗效果。

药剂：洛合清洗剂、缓蚀剂、促进剂、湿润剂、渗透剂、还原剂

5、清洗后水冲洗

此冲洗目的—是为了除去残留的洛洗液和系统脱落的固体颗粒，以使沉淀在短管内的杂质、残液排除。

6、钝化/预膜处理

钝化/预膜处理目的—设备及管线经过清洗后，其金属表面处于高度活性状态，它很容易重新与氧结合而被氧化返锈。钝化/预膜处理的作用是在金属表面上形成能抑制金属阳极溶解速度保持在很小的数值，则这层表面膜成为钝化/预膜。在金属表面形成完整钝化膜从而达到防锈防腐的目的。因此，设备和管线在清洗后则需钝化/预膜处理，然后投入使用或加以封存。

药剂：钝化剂、预膜剂

7、人工清洗检查

对在系统清洁过程中，可能会有各类不溶的固体杂粒如有石子、泥砂等沉积在过滤器、低处弯管处，因此将此类污垢沉积物进行全面机械、人工清理。

8、化学清洗后的验收工作

（1）.甲乙双方组成验收小组共同验收。

（2）.在清洗验收单上写上评语，双方代表签字，验收结束。

9、复位检查

检查完毕后，拆除或隔离临时系统，临时盲板，将空调系统复位至正常状态，以备调试后启用。

八、化学清洗后应达到的质量标准（化学清洗质量要求）

除锈率大于98%，除垢率大于98%，碳酸腐蚀率小于0.5g/ml（远优于国家标准6g/ml），铜腐蚀率小于0.2g/ml（远优于国家标准2g/l），并形成完整、致密的钝化膜。

九.化学清洗废液处理

中和（PH=6~9）后，排放到甲方指定的污水排污地点（甲方负责）

换热器清洗方案 篇3

我公司换热器投入运行以来，由于各种原因，换热器内的水垢和锈垢已严重超出规定范围，设备内部沉积物严重。交换效果极差，给设备的安全运行造成隐患，为了提高工作效率，保证设备正常运行，经公司领导批准，特化产分厂一期粗苯冷凝冷却器的管程、壳程系统进行彻底清洗。为保证此次清洗检修能够在安全的前提下，利用最短的时间，保质、保量的完成检修任务，特制定此施工方案：

一、施工时间：

1、准备工作完成后，换热器清洗时间1天。

2、施工时间：20XX年5月21 日

二、组织机构：

1、总指挥：史明钟

负责施工方案的审批。

2、副总指挥：李光亮

负责施工方案的审核和施工过程中的协调指挥。

3、施工负责人：李孝春 巩宏宇

负责施工总方案的制定及施工过程中人员的组织、协调；施工过程中的监督、检查；组织相关人员对工程进行验收及移交工作。

4、施工现场负责人：李生旺 高大勇

负责施工工程中的监督、检查；对工程的验收及移交工作。

5、质量监督、检查负责人：杨志成 沈斌 任来栓

负责施工过程质量监督、检查并做好每道工序的确认、验收工作。

6、安全总负责人：武亨光

负责施工过程中的安全工作。

7、现场安全负责人：宋建伟 仁建伟

负责施工工程中现场的安全工作。

8、工艺总负责人：李春明

协调检修过程中的工艺调整。

9、现场工艺负责人：曹珠 蔡丁丁

负责制定工艺开停车方案；协调检修过程中的工艺调整；制定工艺的验收标准；参与验收工作。

10、工段负责人：武恒杰（粗苯）

负责施工区域的安全、质量，过程的控制。

乙方：

1、施工单位总负责人：田江桥

2、施工单位现场负责人：梁玉刚 胡占平

3、施工单位安全负责人：苗建国

4、施工人员：田进 吴大伟 贾宏军

三、清洗前的准备工作：

1、与厂方取得联系，安排设备清洗的顺序及停机时间，提前办理厂方规定的有关施工手续，保证施工所需的水、电以及其他配套设施和辅助材料等。

2、由厂方协助，设立泵站，配置临时清洗管线，不严阀门要用隔板堵死，清洗泵及其他转动机械运转正常，仔细检查、清理。

3、施工方应具备的条件：清洗设备、工具、原材料、防腐蚀试片、化学分析仪器、通讯联络工具、劳保用品。

四、化学清洗工艺流程及分析监测：

1、根据现场检查，取垢化验。本次清洗参照蓝星化学清洗总公司关于工业设备化学清洗流程，采用本公司同类设备清洗工艺流程的方式进行。（大循环加入蓝星系列清洗剂进行清洗。为防止设备管道腐蚀，清洗时加入规定量LAN-826专利产品和其他添加剂。如稳定剂、渗透剂、还原剂等）。

2、监测：从清洗液注入设备时，现场分析化验员就要在配液槽内悬挂与系统材质相同的腐蚀试片，随时观察，定时化验，并做好原始记录。

测试项目：挂片检验 1次/30分

液体检验 1次/30分

温度 1次/60分

清洗终点：当浓度不再下降（一小时内）即告结束。

3、中和、冲洗：中和、冲洗主要使系统内的残余液进行二次反应。使液体的PH值接近中性，为排放打好基础。

五、清洗废液的处理和排放：

废液处理至符合GB8978-88《工业“三废”排放标准》时，排放指定点。

六、化学清洗质量与验收：

1、恢复工艺要求达到95%以上。

2、无腐蚀、无过洗现象，腐蚀试片、平均腐蚀率小于10g/m2H，达到（工业设备清洗质量标准）。甲乙双方同时参加验收，并出具竣工验收单。

七、安全措施：

1、施工人员由安环部组织进行厂级安全教育并遵守公司各项安全制度。

2、进入现场必须劳保用品穿戴整齐，酒后严禁上岗工作，严禁在施工现场睡觉、打闹和打架、做好文明施工。

3、现场准备灭火器，随时准备消除火灾隐患。

4、此次安装施工动火、接临时用电必须提前一天办理相关手续。

5、施工区域要做好安全隔离区域，并做明显标识，无关人员严禁进入施工现场。施工人员不得在厂区随意走动，只允许在固定的施工区域内进行施工。

6、施工现场配备毛巾，肥皂，手套等物品，避免操作人员受到伤害。

7、高空作业安全：

7.1、高空作业要衣着灵便，系好安全带，并且挂在安全牢固处。

7.2、高空作业所用材料要堆放平衡，工具应随手放入工具袋内，上下传递物体禁止抛掷，做好防高空坠物措施。

7.3、高空作业使用扳手时应使用死板手，如用活报手时，要用绳子拴牢。

8、甲乙双方人员不能发生争执，如有异议者，需联系上级领导及时解决。

9、施工现场氧气瓶、乙炔瓶要分开放置，并相距5m以上。

10、各种用电设备必须具备良好绝缘和接地，电缆不允许有破损、接头。

11、要求施工人员应严格执行工序交接制度，层层把好质量关。

12、要求施工人员应对施工中存在的质量问题，必须返工处理，直至合格。

13、要求施工人员应做好施工前的技术交底工作。

14、禁止施工人员私自切换现运行系统的阀门、开关等。

15、各平台不得有杂物，每天工作完应及时清理

16、在现场工作时发生任何事故由乙方负责。

八、清洗换热器清单

一期粗苯：冷凝冷却器一台

换热器清洗方案 篇4

(1)清洗方案 选择高压水射流清洗换热器设备的方案，首先要立足实用、安全，有利于环境保护。同时还要根据工程预算、技术力量以及作业现场的水电情况统盘考虑。

①清洗装备的配置 列管式换热器的高压水射流清洗系统由高压泵、高压软管、脚踩阀软枪喷杆、刚性喷杆、喷头等组成。根据清洗的需要确定高压泵的驱动方式与工作参数。针对换热器的结构形式、安装尺寸、尺寸规格与污垢状态选配相应的喷头及执行机构。

②清洗工艺的确定 换热器清洗主要指管程清洗和壳程清洗。视结构状态，选择适当的高压水发生装置。对于坚硬的污垢，采用高压力、小流量，对于结垢较轻的部分，如空气冷却器外面的翅叶，可选用低压力、流量大；一般清洗使用中等压力与流量。

清洗被坚硬污垢完全堵死的列管应选用朝前开孔的喷头与刚性喷杆。对于被完全堵死的或者被松散污垢堵塞的管子，宜采用柔性喷杆并配有同时向前、向后开孔的喷头。

根据换热器的结构与污垢情况，采用摆振射流、磨料射流、铲状射流能起到事半功倍的清洗效果。目前，铲状射流清洗宽度可达600—1000mm。

换热器头盖与管板表面，可采用手持式喷枪清洗。如果使用集中喷杆，清洗效果更佳。

③ 清洗作业安全措施 在高压水发生装置处于良好的状态的前提下，清洗系统的配件必须齐全可靠，执行机构灵活有效。待清洗的换热器要与工艺系统彻底断开。不论是设备就地清洗还是吊装安装现场，都必须将换热器中的工质处理干净，一定不能留有遇水可能产生燃烧爆炸或者释放有害气体污垢。

清洗工程必须遵守高压水射流清洗作业作业安全规范。作业现场必须设置带有警示的标志护栏保持有效的安全距离。操作人员要穿戴防护服。

④清洗质量评定 对于换热器的盖头、管板、管口及管外表面等课件部位，通常采用直视检查评定。