工业列管换热设备要在几种管板结构之间做取舍:固定管板、浮头、U形管、填料函。四种结构各有适用区间,比较要按温差、检修、造价、介质这几面展开,不能只盯住某一种看起来省事的做法。
固定管板结构较为简单,两端管板与壳体焊成一体,造价低、密封点少、传热也较顺畅。它的限制在温差:管束与壳体的温度差大时,热膨胀差产生的应力无处释放,只好靠膨胀节补偿,补偿能力有限。温差小的场合,这种结构经济、也实用。压力升高时,壳体壁厚增加,温差应力也会更大,这一条在高压场合要单独核。
浮头结构把一端管板做成可浮动,管束能自由伸缩,温差应力基本消除,检修时整束可以抽出清洗。代价是结构复杂、造价高,浮头端的密封多一道,泄漏点也多一处。温差大、需要经常抽芯清洗的场合,这种结构合适。高压下浮头密封更难维持,压力与温差同时高时,往往要回到 U形管或另外的特殊结构。
U形管结构把管子弯成 U形,一端固定、另一端自由,同样能吸收热膨胀。它的长处是管束可以抽出,又没有浮头那道密封;限制在管程清洗,U形弯段不易做机械清洗,管程介质易结垢时清理就困难。管程比较洁净、又需要吸收温差的场合,这条路线更顺。
填料函结构在浮动端用填料密封,结构比浮头简单,也可抽芯,但填料的耐温耐压有限,介质易渗透或有毒时不宜采用。低压、允许微量泄漏的场合才用得上。有毒或易燃介质对结构选择有否决作用:填料函不宜采用,浮头的双重密封也要评估泄漏路径。危险性高的场合,结构简单、密封点少的固定管板,反而更常被放在前面考虑。
检修成本要把折旧期内的费用和初投资放在一起看,比较才完整。固定管板不能抽芯,管程清洗只好走化学循环;浮头与 U形管可抽芯,机械清洗方便,结构费用却更高。布置方位也会影响选择:管束抽出方向需要有足够空间,空间不足时,选浮头或 U形管的意义会打折,此时固定管板加化学清洗更实际。管束能否抽出、封头能否拆卸、单根管子能否更换,三项决定日后检修是否便利,厂里的检修条件要和结构对得上。可维修性在选型时就要问清,等到设备就位后再改结构,往往已经来不及。
温差大的场合,宜在浮头与 U形管之间选;温差小的场合,固定管板更省。需要频繁抽芯的,浮头更合适;管程易结垢的,要避开 U形管。造价紧张时固定管板更常见,介质危险性高时则要避开填料函。四种结构没有笼统的高下,只有匹配。把温差、检修、造价、介质四项条件列清楚,工业列管换热设备自然会落到其中一种结构上。对照表要按实际工况来填,不照抄样本上的通用说法。
工业列管换热设备-选型
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