换热器中折流板的作用

管壳式换热器性能表现及优化措施

一、管壳式换热器概述

管壳式换热器作为一种传统的热交换设备，以其结构坚固、可靠性高、适应性强和选材广泛等优点，在多个行业中得到广泛应用。在水泥生产、车辆发动机冷却等领域，钢制管壳式换热器发挥着重要作用。其内部结构包括筒体、封头、管束、管板、折流板、接管和法兰等部件，这些部件在不同工作环境下可能呈现多种失效形式。

二、主要失效形式及原因分析

1. 管束腐蚀和磨蚀失效：大多数换热器的失效是由腐蚀引起的，常见腐蚀部位是换热管，然后是管板、封头和接管。主要原因包括污垢腐蚀、流体腐蚀性、管异物积累及管端缝隙腐蚀等。

预防措施：定期清洗管束，合理选材，加入缓蚀剂，设置过滤装置和缓冲结构等。

2. 传热能力下降：工作介质硬度高、含有颗粒物或悬浮物都可能导致管束内外壁结垢，随着污垢层增厚，传热能力迅速降低。

预防方法：掌握易污部位、致污物质及污垢程度，定期检查；采用容易检查、拆卸和清理的设备或结构。

3. 管束泄漏：在介质腐蚀、应力腐蚀、间隙腐蚀或碰撞、磨损情况下，管子可能产生微观裂纹并扩展导致泄漏。

预防措施：选材、、防损伤、减小拉应力和防止振动等。一旦发现泄漏，建议拆管更换而非堵管。

4. 管束与管板的连接失效：根据使用工况，管束与管板的连接形式包括焊接、胀接和胀焊并用。不同接头形式失效形式各异。改进焊接工艺，如将单面焊接改为双面焊，或调整管束与管板的焊接结构，可强化连接效果。

三、在线检测方法

1. 结垢：通过检查流量、压力和温度等操作记录来判断结垢情况。

2. 腐蚀和磨损：使用测厚仪从外部测定壳体腐蚀、减薄情况；对管子的腐蚀可通过流体取样来检查。

3. 泄漏：通过流体取样检查管束的泄漏和情况。

四、综合防范与应对策略

管壳式换热器的失效与材料结构、换热介质及工况等多种因素有关，有时是多种因素共同作用的结果。在选材、设计、制造、装配和使用过程中需综合考虑各种影响因素，采取多种措施防患于未然。腐蚀是主要的失效形式，除此之外，还需注意减隙、选择耐蚀材料、提高焊缝质量、定期清洗、加入缓蚀剂、控制系统温度波动和减少法兰连接等措施。