管壳式换热器根据结构特点可分为下列两类。
1.刚性结构的管壳式换热器:这种换热器又成为固定管板式,通常可分为单管程和多管程两种。它的优点是结构简单紧凑、造价便宜和应用较广;缺点是管外不能进行机械清洗。
2.具有温差补偿装置的管壳式换热器:它可使受热部分自由膨胀。该结构形式又可分成:
① 浮头式换热器:这种换热器的一端管板能自由伸缩,即所谓“浮头”。他适用于管壁和壳壁温差大,管束空间经常清洗。但它的结构较复杂,加工制造的费用较高。
② U形管式换热器:它只有一块管板,因此管子在受热或冷却时,可以自由伸缩。这种换热器的结构简单,但制造弯管的工作量较大,且由于管子需要有一定的弯曲半径,管板的利用率较差,管内进行机械清洗困难,拆换管子也不容易,因此要求通过管内的流体是清洁的。这种换热器可用于温差变化大,高温或高压的场合。
③ 填料函式换热器:它有两种形式,一种是在管板上的每根管子的端部都有单独的填料密封,以保证管子的自由伸缩,当换热器内的管子数目很少时,才采用这种结 构,但管距比一般换热器要大,结构复杂。另一种形式是在列管的一端与外壳做成浮动结构,在浮动处采用整体填料函密封,结构较简单,但此种结构不易用在直径 大、压力高的情况。填料函式换热器现在很少采用。
当换热器冷热介质的流量相对较大时,可以在大流量侧的换热器的入口和出口处设置旁通管,以减少流入换热器的流量并降低阻力。为便于调整,应在换热器旁路上安装调节阀。该方法应采用逆流布置,使冷媒换热器的温度更高,并保证换热器出口后冷媒的温度能够满足设计要求。换热器旁通管可以确保板式换热器具有较高的传热系数并降低换热器的阻力,但调节稍微复杂一些。
在设计或选择时,换热器应满足以下基本要求:
(1)公平地实施规定的流程先决条件;
(2)结构安全可靠;
(3)易于制造、安装、操作和维护;
(4)经济公平。
高压水清洗换热器是换热器清洗常见的一种方法,在正式拟定清洗方案之前,了解换热器结构的种类对于方案拟定大有帮助。换热器结垢的种类主要有:颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、凝固污垢等。
这种污垢主要是悬浮于流体表面的颗粒经过长时间的积累形成,显示形态多为颗粒状或者是积淀层。如果定期对颗粒污垢进行清洗,操作过程比较简单。如果长时间不进行清洗,在清洁难度上会大大地增加。
结晶污垢主要是由流体中的无机盐经过换热器蒸发形成的沉积物,形成的条件有两种,分别是温度过高或过冷。所以,用于冷热交替作用的换热器更容易产生结晶污垢。
经过换热器的流体各种各样,残留的物质与新的物质会产生化学反应。尽管换热器表面不会参加化学反应,但是却是促进多种流体物质产生化学反应的重要条件。另外,长期搁置的换热器与空气会产生化学反应,会在表面形成锈迹。
一些具有腐蚀性的流体会对换热器产生腐蚀,从而会形成大量的杂质与污垢。换热器腐蚀的程度主要取决于温度、流体的成分两个因素。
一般的液体中都会含有一定的杂质,当流体长期在换热器中来往,空气换热器,其中的杂质会吸附在换热器的表面。经过一定时间的积累,换热器表面的污垢就会变得宽厚且坚硬,对于清洗工作造成巨大的影响;综上所述,换热器结垢的种类有颗粒、结晶、化学反应、腐蚀、凝固等五种污垢。不同结垢形成的条件与环境均有所不同,对于高压水清洗也会造成不小的影响,所以提前了解一番是非常有必要的。