南京钢制管壳式换热机组生产厂家诚信企业「济南汇平」

管板是管壳式换热器重要的受力元件之一，管板的设计合理与否直接关系到换热器的制造成本的高低及综合性能的优劣。管板的强度计算作为管板设计的关键一环，一直是许多***相关部门的研究***，管板强度的计算方法也在不断地发展和完善。

1975年以来，美国的A***E VIII-I尝试给出适合各种管板类型的设计规范，在1983年板中给出U形管式换热器的简支和整体结构的管板计算方法，在1992年版中又加入了固定式换热器管板计算方法。法国压力容器规范CODAP于1986年出版的非规定附录里，给出了包括U形管式、浮头式、固定式换热器的管板计算方法。

多年来，主要工业***都已有自己的管板设计计算公式或规定，如英国的BS 5500标准、美国的TEMA、日本工业标准JIS、捷克压力容器计算准则、管板计算公式及TEMA修正计算公式、前苏联的锅炉监察手册及联邦德国的AD规范等。

随着欧洲统一市场的建立和欧元的?**用，为促进承压设备在欧盟成员国内的自由贸易，2016年3月欧盟成员国正式表决通过了修改后的表尊EN13445，并于同年5月30日颁布了该标准版，并且要求，所有与此相抵触的欧盟成员国同类***标准迟于2016年11月废弃。

EN13445适用于设计压力大于0.05MPa、材料为铁素体或奥氏体钢的非直接接触火焰压力容器，设计温度低于以钢材蠕变控制其许用应力强度的相应温度，但不适用于如移动式压力容器、失效后导致辐射影响的核设施上的压力容器、能产生110度以上过热水蒸汽的压力容器等承压设备。

对于管板的设计、EN13445中提出了两种方法，一种是传统方法，考虑内外压、几何尺寸等因素严格计算各种载荷状态引起的管板应力，并严格校核；另一种是极限分析方法，通过管板的极限分析，确定许用应力载荷。

管壳式换热器类型有哪些呢？

　　管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。

　　当管束与壳体温度差超过50℃时，需采取适当补偿措施，以消除或减少热应力。根据所采用的补偿措施，四平换热器介绍管壳式换热器的主要类型可分为以下几种:

　　一、固定管板式换热器管束两端的管板与壳体联成一体，结构简单,但只适用于冷热流体温度差不大,且壳程不需机械清洗时的换热操作。当温度差稍大而壳程压力又不太高时，可在壳体上安装有弹性的补偿圈，以减小热应力。

　　二、U型管式换热器 每根换热管皆弯成U形，两端分别固定在同一管板上下两区，借助于管箱内的隔板分成进出口两室。此种换热器完全消除了热应力，结构比浮头式简单，但管程不易清洗。

　　三、涡流热膜换热器涡流热膜换热器采用新的涡流热膜传热技术，通过改变流体运动状态来增加传热效果，当介质经过涡流管表面时，强力冲刷管子表面，从而提高换热效率。可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式，在换热管表面形成绕流，对流换热系数降低。

　　四、浮头式换热器管束一端的管板可自由浮动，完全消除了热应力;且整个管束可从壳体中抽出,便于机械清洗和检修。浮头式换热器的应用较广，但结构比较复杂，造价较高。

换热器的余热是如何回收应用的？

　　换热器回收余热是一种间接回收方式，适用于气、液体等载有余热的介质热能转换过程。由于它可全逆流布置，终端温差小，对低品位余热回收尤为重要。

　　换热器的余热主要应用如下：

　　一、焦炉煤气喷洒氨水的余热利用

　　焦炉煤气用氨水喷洒进行冷却，喷洒的氨水具有较高的温度，再经过气液分离器的沉清槽后，由氨水循环泵加压送往板式换热器加热二次采暖循环水，使其由60℃升到80℃左右。吸收了氨水余热的二次循环水由余热回收循环水泵送往生活采暖。

　　二、造纸厂蒸煮工序的余热回收

　　回收利用蒸煮器喷放浆料所生成的大量低品位热能。

　　三、电厂冷凝水的余热利用

　　利用电厂冷凝水的余热为生活区供暖

　　四、铜镍火法冶炼中闪速炉和转炉烟气余热回收

　　闪速炉和转炉产生的气量，烟气温度高，利用余热锅炉降低烟气温度(360℃～400℃)，一方面有利于烟气尾部处理(除尘和制酸)，同时回收余热产生蒸气用于发电和生产用汽。利用余热锅炉回收气余热，余热利用率达45％～80％，是目前使用较普遍的余热回收方法。

换热器材料是否具有抗腐蚀性能呢？

　　换热器基体材料抗腐蚀性能选择合适的金属相变储能材料能更有效的提高热能的利用率。铝硅合金由于熔点适中、导热系数高、相变潜热大、具有稳定的***和结构，并且相对价廉，成为金属相变储能技术中的主要储能材料。但熔融状态的铝硅合金具有较强的腐蚀性，所以作为工程应用要解决关键技术之一是控制高温液态铝硅合金对换热管的侵蚀。

　　试验的工作温度为495℃~620℃，而铁铝及多数铁铝硅合金的共晶温度都高于620℃，因此通过合理的选择，可以找到合适的耐铝硅腐蚀的材料，再通过在金属基体表面涂敷防护涂层，可以更加有效地减缓熔融铝硅对换热管的腐蚀。

　　换热器基体材料抗腐蚀性能20G高压锅炉钢具有较高的腐蚀性能及良好的***稳定性，可以有效地抵抗管内部水蒸气的腐蚀，因此具备作为换热器材料的先决条件。铝硅合金熔液对金属材料的侵蚀是十分明显的，不同材料的侵蚀情况有很大差别，取决于其成分和结构。含碳量越低的铁基材料抗侵蚀能力越强，侵蚀面越平整。20G高压锅炉钢属于低碳钢，并且其他金属成分相对较少，具有一定的抗铝硅腐蚀性能，可以作为换热管材料。

　　将9个尺寸为25mm×2.5mm×15mm的圆柱状20G高压锅炉钢试样在称量后浸入熔融铝硅液中，铝硅合金在495~620℃温度范围内反复进行熔融-凝固-熔融循环，将用套管保护的热电偶插入熔融-凝固循环的铝硅液中，利用测温模块采集循环数据，循环曲线。

　　每隔120 h取出一片试样，用剥离法测定腐蚀层的质量。剥离液分别为质量分数20%的NaOH和浓盐酸。先将试样浸入90℃的20% NaOH中，立即发生强烈的反应，生成H2，停留一段时间取出后用水冲洗，并用纤维棉擦掉试样表面疏松的沉积物，然后浸入室温下的浓盐酸中不超过1min，取出后边冲洗边擦拭，再重新放入90℃NaOH溶液中，重复上述过程数次，直至试样浸入NaOH溶液无气泡产生为止，然后干燥、称量。