確定換熱介質(zhì)走殼程或管程的選擇原則是:能提高傳熱系數(shù)、合理的壓力降及便于維修。
一.冷卻水宜走管程
冷卻器及冷凝器所用的冷卻水一般為河水,井水,海水。哪一種做冷卻水都是走管程。日本多用黃銅管做傳熱管。用海水時(shí),用鋁青銅做傳熱管或浮頭的襯里也有用復(fù)合鋼板制造的。
二.蒸發(fā)或汽化的流體和冷凝液化的流體,一般走殼程因?yàn)檫@樣可以提高傳熱效率和減少壓力損失。
三.水蒸汽及載熱體一般走管程。水蒸汽作為載熱體時(shí)一般多走管程,有時(shí)也有流經(jīng)殼程的但是氨和氟里昂的載冷體差不多,都是走管程。
四. 石油精煉管道中一般習(xí)慣是原油走管程,塔底渣油走殼程,蒸餾的側(cè)線物流多半走殼程。
1. 壓力高的流體適于走管程,可不必加厚殼體和法蘭等,高壓介質(zhì)走U型管是最合適的。
2. 易結(jié)垢的流體適于走管程,可不用抽管束也可以清掃,但應(yīng)避免用U型管。
3. 有沉淀物或夾雜物的介質(zhì)走殼程。對流速小的介質(zhì),如果走管程,由于介質(zhì)內(nèi)所含有的沉淀物或夾雜物把傳熱管堵塞,但如果加大流速,則必然發(fā)生傳熱管磨損腐蝕。因此在這種情況下介質(zhì)應(yīng)走管程,如果沉淀物在殼體下部沉積,可以比較方便的采用適當(dāng)?shù)呐懦练e物的措施。
4. 大流量的氣體宜走殼程。由于折流板的存在和它的排列,殼程比管程有較大的流通面積,故流速較低,相應(yīng)的壓力降也低。
5. 高溫介質(zhì)宜走管程,可以減小熱損失,保溫厚度小,比較經(jīng)濟(jì)。
6. 要求壓力降小的流體走殼程。由于為了提高傳熱率在管程的流體就要加大流速,因此,一般換熱器的壓力降都是管程較殼程大。所以如果裝置操作上要求極少的壓力降時(shí),應(yīng)該把選擇的流體走殼程。流體的流速和傳熱系數(shù)及壓力降的關(guān)系是:提高流速之后,雖然可以增加傳熱系數(shù),但壓力降也相應(yīng)增大,腐蝕或磨損也因流速的提高而加快。
7. 具有腐蝕的流體宜走管程。如果是具有腐蝕性的流體走殼程,則殼程必須使用耐腐蝕材料制造;若腐蝕性流體走管程時(shí),則管程要采用耐腐蝕材料。這樣是比較經(jīng)濟(jì)的,至于管束,只要有備用管束,就是用碳素鋼材料也是可以的,因此有腐蝕性的流體走管程比較合適。
8. 薄膜傳熱系數(shù)大的流體宜走管程。一般是在管程中走傳熱系數(shù)大的流體,這對于提高總的傳熱系數(shù)是有利的。特別是當(dāng)采用翅片管時(shí),由于傳熱面積的增加,可以彌補(bǔ)殼程傳熱系數(shù)小的缺點(diǎn),而還可以縮小換熱器的直徑和長度。
9. 粘度高的流體宜走殼程。粘度高的流體,如果提高流速會使壓力降加大。結(jié)合第8項(xiàng)選擇原則,將傳熱系數(shù)小的流體走殼程是合適的。
10.氣體中含有冷凝氣或冷凝液者宜走管程。氣體中含有這些的流體,在殼程流動時(shí)會在換熱過程中使冷凝氣或冷凝液從氣體里分離出來,流在換熱器內(nèi),從而影響傳熱效率。如放在管程則可以防止上述現(xiàn)象發(fā)生。
11.脈沖的流體宜走殼程。如果將具有脈沖性的流體走管程,由于脈沖而產(chǎn)生的振動,會導(dǎo)致影響脹接處的嚴(yán)密性,有因泄漏而造成事故的可能。而走殼程由于容積較大,并且可以采取在殼程進(jìn)口處增設(shè)防沖板的措施,以減輕脈沖的影響。為了消除脈沖的影響,進(jìn)入換熱器前通過調(diào)整裝置。
上述原則都不是絕對的,具體問題要具體分析。例如:對于特殊工藝條件(高溫、高壓、高度結(jié)垢或腐蝕性高)就必須優(yōu)先考慮這些特殊性,在提高給熱系數(shù)與減小壓降之間作出必要的折衷。