换热器计算 and 换热器腐蚀原因及修复

一、热量计算
1、一般式
Q=Wh（Hh，1-Hh，2）=Wc（Hc，2-Hc，1）
式中：
Q为换热器的热负荷，kj/h或kw；
W为流体的质量流量，kg/h；
H为单位质量流体的焓，kj/kg；
下标c和h分别表示冷流体和热流体，下标1和2分别表示换热器的进口和出口。
2、无相变化
Q=Whcp，h（T1-T2）=Wccp，c（t2-t1）
式中：
cp为流体平均定压比热容，kj/（kg.℃）；
T为热流体的温度，℃；
T为冷流体的温度，℃。
 
二、面积计算
1、总传热系数K
管壳式换热器中的K值如下表：
注：
1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h
1kcal=4.18kj
2、温差
（1）逆流
热流体温度T：T1→T2
冷流体温度t：t2←t1
温差△t：△t1→△t2
△tm=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）
（2）并流
热流体温度T：T1→T2
冷流体温度t：t1→t2
温差△t：△t2→△t1
△tm=（△t2-△t1）/㏑（△t2/△t1）
3、面积计算
S=Q/（K.△tm）
 
三、管壳式换热器面积计算
S=3.14ndL
其中，S为传热面积m2、n为管束的管数、d为管径，m；L为管长，m。
 
四、注意事项
冷凝段：潜热（根据汽化热计算）
冷却段：显热（根据比热容计算）
了解过换热器的计算，下面就说说换热器的应用及应用中的问题。在炼油工业中，换热器的应用是十分广泛的，其重要性也是显而易见的，换热设备利用率的高低直接影响到炼油工艺的效率以及成本的费用问题。但是换热器用久了可以发现换热器腐蚀问题。换热器腐蚀原因是什么？换热器腐蚀怎么修复？
 
换热器腐蚀原因
在周围介质的化学或电化学的作用下，并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏，也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。
研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。

    另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称为孔蚀，或称小孔腐蚀、点蚀。在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蚀。




换热器腐蚀危害
换热器是生产装置的关键设备之一。统计数字表明，日常大量的故障及事故抢修，约60％左右是由于换热器管材的腐蚀损坏所至。严重影响了生产装置的安全、稳定、满负荷运行。
 
换热器腐蚀怎么修复
1、换热器的用材的选择
使用何种材料的决定因素是其经济性，管子材料有不锈钢，铜镍合金，镍基合金，钛和锆等，除了工业上不能使用焊接管的情况以外都使用了焊接管，耐蚀材料仅用于管程，壳程材料是碳钢。
2、换热器的金属腐蚀
2.1金属腐蚀的原理金属腐蚀是指在周围介质的化学或电化学的作用下，并且经常是在和物理、机械或生物学因素的共同作用下金属产生的破坏，也即金属在它所处环境的作用下所产生破坏。
2.2换热器几种常见的腐蚀破坏类型
2.2.1均匀腐蚀在整个暴露于介质的表面上，或者在较大的面积上产生的，宏观上均匀的腐蚀破坏叫均匀腐蚀。
2.2.2接触腐蚀两种电位不同的金属或合金互相接触，并浸于电解质溶解质溶液中，它们之间就有电流通过，电位正的金属腐蚀速度降低，电位负的金属腐蚀速度增加。
2.2.3选择性腐蚀合金中某一元素由于腐蚀，优先进入介质的现象称为选择性腐蚀。
2.2.4孔蚀集中在金属表面个别小点上深度较大的腐蚀称为孔蚀，或称小孔腐蚀、点蚀。
2.2.5缝隙腐蚀在金属表面的缝隙和被覆盖的部位会产生剧烈的缝隙腐蚀。
2.2.6冲刷腐蚀冲刷腐蚀是由于介质和金属表面之间的相对运动而使腐蚀过程加速的一种腐蚀。
2.2.7晶间腐蚀晶间腐蚀是优先腐蚀金属或合金的晶界和晶界附近区域，而晶粒本身腐蚀比较小的一种腐蚀。
2.2.8应力腐蚀破裂（SCC）和腐蚀疲劳SCC是在一定的金属一介质体系内，由于腐蚀和拉应力的共同作用造成的材料断裂。
2.2.9氢破坏金属在电解质溶液中，由于腐蚀、酸洗、阴极保护或电镀，可以产生因渗氢而引起的破坏。
3、冷却介质对金属腐蚀的影响




工业上使用最多的冷却介质是各种天然水。影响金属腐蚀的因素很多，主要的几个因素及其对几种常用金属的影响：
3.1溶解氧水中的溶解氧是参加阴极过程的氧化剂，因此它一般促进腐蚀。当水中氧的浓度不均匀时，将形成氧的浓差电池，造成局部腐蚀。对碳钢、低合金钢、铜合金和某些牌号的不锈钢而言，熔解氧是影响它们在水中腐蚀行为的最重要因素。
3.2其他溶解气体在水中无氧时CO2将导致铜和钢的腐蚀，但不促进铝的腐蚀。微量的氨腐蚀铜合金，但对铝和钢没有影响。H2S促进铜和钢的腐蚀，但对铝无影响。SO2降低了水的pH值，增加了水对金属的腐蚀性。
3.3硬度一般说来，淡水的硬度增高对铜、锌、铅和钢等金属的腐蚀减小。非常软的水腐蚀性很强，在这种水中，不宜用铜、铅、锌。相反，铅在软水中耐蚀，在硬度高的水中产生孔蚀。
3.4 pH值钢在pH>11的水中腐蚀较小，pH<7时腐蚀增大。
3.5离子的影响氯离子可以破坏不锈钢等钝化金属的表面，诱发孔蚀或SCC。
3.6垢的影响淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢层对传热不利，但是有利于防止腐蚀。
4、传热过程对腐蚀的影响
金属在有传热和没有传热的条件下，腐蚀行为是不相同的。一般说来，传热使金属的腐蚀加剧，特别是在有沸腾、汽化或过热的条件下更明显。在不同介质中，或对不同的金属，传热的影响也不相同。
5、防腐方法

知道了换热器各种腐蚀的原因，合理的选择防腐措施，才能达到高效利用设备的目的。
					

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2017-01-01 14:20:09