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第一章 换热设备的类型、结构性能和计算1

1.1 绪论1

1.1.1 换热器在工业中的应用1

1.1.2 我国换热器的进展及发展概述2

1.2 常用换热设备工作原理4

1.2.1 管壳式换热器4

1.2.2 板式热换器5

1.2.3 空气冷却器（表冷器）7

1.2.4 热管换热器7

1.3 管壳式换热器基本结构和零部件10

1.3.1 管壳式换热器零、部件名称10

1.3.2 管壳式换热器主要组合部件11

1.3.3 换热器型号表示方法15

1.4 固定管板式、U形管式及浮头式管壳式换热器和冷凝器17

1.4.1 固定管板式17

1.4.2 U形管式18

1.4.3 浮头式和填料函式18

1.5 固定管板管壳式换热器、重沸器系列20

1.5.1 固定管板式换热器20

1.5.2 浮头式换热器、冷凝器的系列和基本参数22

1.5.3 U形管式换热器形式与基本参数26

1.5.4 浮头式折流杆换热器、冷凝器结构及系列规格、型号和参数28

1.6 管壳式换热器传热计算35

1.6.1 稳态传热方程35

1.6.2 热负荷35

1.6.3 总传热系数K35

1.6.4 平均温差和温差修正系数36

1.6.5 污垢系数值40

1.6.6 总传热系数41

1.7 重沸器44

1.7.1 重沸器的分类及比较45

1.7.2 重沸器的选用46

1.7.3 影响重沸器运行的主要因素47

1.7.4 重沸器返塔线的安装位置48

1.7.5 重沸器进料管的安装位置48

1.7.6 T形翅片管在重沸器中的应用49

1.7.7 立式热虹吸式重沸器型式与基本参数49

1.8 管式换热器强化传热和提高换热效率的措施52

1.8.1 节能与传热强化52

1.8.2 无相变传热强化52

1.9 螺旋槽管槽深与节距对管内外及管束传热的影响78

1.9.1 性能曲线介绍78

1.9.2 螺旋槽管单相流束管外传热及阻力特性的分析79

1.10 整体螺旋翅片管性能及其在锅炉省煤器中的应用和试验［28-72］81

1.10.1 螺旋翅片管国内外研究进展简介81

1.10.2 整体螺旋翅片管在锅炉省煤器中的应用84

1.10.3 整体螺旋翅片管无相变对流强化传热的实验研究85

符号说明89

参考文献91

第二章 板式换热器94

2.1 板式换热器传热、设计方法和板片制造94

2.1.1 板式换热器传热与压降估算94

2.1.2 板片波高对传热板片传热性能的影响96

2.1.3 一些典型板片的传热和压降计算公式97

2.1.4 板式换热器的优化设计方法99

2.1.5 板片的制造101

2.1.6 板式换热器污垢104

2.1.7 安装、使用、清洗、维修105

2.1.8 标准介绍107

2.2 板翅式换热器结构、传热与制造技术109

2.2.1 概述109

2.2.2 制造工艺简介109

2.2.3 板翅式换热器快速创型与制造111

2.2.4 板翅式换热器的结构特点与零部件结构112

2.2.5 板翅式换热器换热与流动基本特征数关系式114

2.3 螺旋板式换热器结构、系列、传热与制造技术117

2.3.1 螺旋板式换热器的发展和结构特点117

2.3.2 螺旋板式换热器的制造、检验与主要零部件结构120

2.3.3 不可拆螺旋板式换热器型式与参数123

2.3.4 螺旋板式换热器的阻力计算125

2.3.5 螺旋板式换热器的传热计算126

2.4 先进加工工艺在换热器中的应用129

2.4.1 激光焊接技术在全焊密封板式换热器中的应用129

2.4.2 换热器所用典型材料的激光焊130

2.4.3 超塑性成型／扩散连接（SPF/DB）130

符号说明130

参考文献131

第三章 管壳式换热器制造和安装132

3.1 壳体制造132

3.1.1 圆筒132

3.1.2 筒体法兰134

3.1.3 封头134

3.1.4 材料134

3.1.5 焊接接头135

3.1.6 壳体热处理136

3.2 管束制造136

3.2.1 换热管检查和加工136

3.2.2 管板及折流板加工137

3.2.3 管子在管板上的固定138

3.2.4 重叠式换热器壳体制造143

3.3 管壳式换热器的组装与安装144

3.3.1 管束与壳体组装144

3.3.2 管壳换热器试压和气密144

3.3.3 管壳换热器现场安装145

参考文献146

第四章 空冷式换热器147

4.1 空冷式换热器简述147

4.2 空冷与水冷的比较147

4.3 空冷器的基本类型148

4.3.1 水平式148

4.3.2 直立式149

4.3.3 斜置式149

4.4 空冷器分类150

4.4.1 以空冷器冷却方式分类150

4.4.2 以空冷器管束布置型式分类151

4.4.3 以空冷器通风方式分类151

4.5 空冷器的翅片管和管箱152

4.5.1 空冷器翅片管型式及选用152

4.5.2 空冷器管箱型式及选用154

4.5.3 相关参数的确定156

4.5.4 经验推荐157

4.6 空冷器的风机157

4.6.1 风机的基本形式157

4.6.2 风机传送机构的种类157

4.6.3 风机传送带的类型157

4.6.4 叶片的结构形式159

4.6.5 叶片形式种类160

4.7 空冷器的喷淋系统160

4.7.1 对喷嘴的一般要求160

4.7.2 喷嘴的结构及性能160

4.7.3 喷嘴布置的原则162

4.7.4 喷淋水质的要求162

4.7.5 喷淋水系统163

4.8 空冷器的几何参数163

4.8.1 空冷器的整体形式163

4.8.2 管束164

4.9 传热计算167

4.9.1 传热负荷167

4.9.2 经验总传热系数168

4.9.3 空气出口温度估算169

4.9.4 有效平均温差173

4.9.5 传热面积173

4.9.6 传热系数173

4.9.7 管内阻力降175

4.9.8 空气流动阻力176

4.9.9 风机功率176

4.10 空冷器工艺计算177

4.11 空冷器材料的选用180

4.11.1 翅片管材料180

4.11.2 管箱材料181

4.11.3 风机的材料181

4.11.4 百叶窗的材料182

4.11.5 钢结构的材料182

4.12 空冷器管束制造工艺182

4.12.1 空冷器管束制造工艺182

4.12.2 制造中的质量控制185

4.13 空冷器的安装193

4.13.1 空冷器安装设计注意事项193

4.13.2 空冷器的安装193

4.14 空冷器的检修196

4.14.1 检修周期196

4.14.2 检修内容196

4.14.3 检修与质量标准196

4.14.4 试验与验收198

4.15 空冷器的使用与维护199

4.15.1 空冷器的使用199

4.15.2 空冷器的维护200

4.16 空冷器翅片清洗202

4.16.1 空冷器翅片的清洗目的202

4.16.2 翅片清洗程序202

4.17 空冷器研究工作的最新进展202

4.17.1 传热方面的研究和应用202

4.17.2 增膜板蒸发式空冷器的研究和应用203

4.17.3 内插件强化传热204

参考文献204

第五章 换热设备的使用、维护和检修205

5.1 换热设备的使用205

5.1.1 换热设备开工205

5.1.2 日常检查207

5.2 换热设备的维护208

5.2.1 腐蚀分析和防护208

5.2.2 振动的防护209

5.3 换热设备检修、运行档案资料管理211

5.4 换热设备密封211

5.4.1 密封原理211

5.4.2 影响密封的因素213

5.5 垫片选择和使用注意事项214

5.5.1 垫圈材料和类型214

5.5.2 垫圈选择215

5.6 管壳式换热器检修217

5.6.1 换热器检修内容217

5.6.2 换热器检查217

5.6.3 管束泄漏处理218

5.6.4 内浮头泄漏处理219

5.6.5 管壳式换热器试压219

5.6.6 《管壳式换热器维护检修规程》主要技术要求、质量标准220

5.7 换热器检修专用工机具221

5.7.1 抽芯机221

5.7.2 U形管换热器和内浮头管束换热器试压专用工具223

5.8 换热设备清洗225

5.8.1 概述225

5.8.2 清洗方法的分类226

5.8.3 清洗方法的选择226

5.8.4 换热设备常见的污垢227

5.8.5 物理法和化学法清除锈及氧化皮的比较228

5.8.6 换热设备的酸洗229

5.8.7 换热设备的碱洗231

5.8.8 喷射清洗工艺及设备233

5.8.9 清洗过程的监测235

参考文献236

第六章 换热设备腐蚀防护及选材237

6.1 换热设备腐蚀237

6.1.1 换热设备的腐蚀237

6.1.2 换热设备常见的腐蚀类型237

6.1.3 冷却介质对金属腐蚀的影响248

6.2 换热设备材料249

6.2.1 换热设备用材249

6.2.2 有关材料使用规定250

6.2.3 不同腐蚀类型环境下的选材251

6.3 腐蚀监测、检查和分析251

6.3.1 腐蚀的监测251

6.3.2 腐蚀缺陷的检查253

6.3.3 腐蚀破坏的分析255

6.4 换热设备的防腐259

6.4.1 合理选材259

6.4.2 缓蚀剂259

6.4.3 电化学保护261

6.4.4 涂料保护261

6.4.5 化学镀镍磷261

6.4.6 渗铝262

参考文献262

第七章 高压螺纹锁紧环换热器263

7.1 概述263

7.2 螺纹锁紧环换热器的结构特点263

7.2.1 分类263

7.2.2 结构264

7.2.3 优点265

7.2.4 缺点265

7.3 螺纹锁紧环换热器的检修程序266

7.3.1 拆卸程序及注意事项266

7.3.2 安装程序及注意事项268

7.4 检修中可能出现的问题和处理方法272

7.4.1 内、外压紧螺栓拧不出或拧断272

7.4.2 内法兰螺栓拧不出或拧断273

7.4.3 锁紧环螺纹拧不开或半路咬死273

7.5 管、壳程垫片螺栓预紧力的计算274

7.5.1 壳程垫片预紧力数值的计算274

7.5.2 管程垫片预紧力数值的计算（即外圈压紧螺栓预紧力的计算）276

7.6 结论277

参考文献277

第八章 板壳式换热器278

8.1 板壳式换热器的分类、结构及参数278

8.1.1 分类278

8.1.2 设备结构及设备参数278

8.1.3 主要技术参数280

8.2 重整、芳烃装置板壳式换热器开停车及操作要求280

8.2.1 开车280

8.2.2 操作281

8.2.3 装置不正常状态282

8.2.4 停车282

8.3 常顶、初顶油气换热器安装、使用及维护要求282

8.3.1 安装要求282

8.3.2 操作与维护283

8.3.3 维修284

8.4 重整、芳烃装置板壳式换热器的安装、使用和维护284

8.4.1 板壳式换热器的安装284

8.4.2 装置开车293

8.4.3 装置运行期间的维护293

8.4.4 装置异常情况的处理293

8.4.5 板壳式换热器检修294

8.5 重整、芳烃板壳式换热器应用实例分析302

8.5.1 液体进料过滤系统302

8.5.2 设备内部堵塞303

8.6 重整、芳烃装置用板壳式进料换热器结构及压力试验304

8.6.1 结构304

8.6.2 现场气密检验307

8.6.3 换热器干燥308

8.6.4 现场水压试验308

8.6.5 现场氮气检验与补充311

参考文献312

第九章 缠绕管式换热器313

9.1 缠绕管式换热器的结构特点313

9.1.1 分类313

9.1.2 结构314

9.1.3 优点314

9.1.4 缺点315

9.2 缠绕管式换热器的检修程序315

9.2.1 装置开停工时设备的处理315

9.2.2 设备的清洗316

9.2.3 设备的查漏和修复317

9.2.4 设备的定检317

9.2.5 检修中可能出现的问题和处理方法318

9.3 结论318

参考文献318

附录一 记录表319

附录二 检修所需专用工具320