換熱器計算 and 換熱器腐蝕原因及修復

換熱器的優勢得到越來越多客戶的認可，換熱器的應用也越來越廣泛。有很多人想嘗試使用時經常會問起換熱器的換熱面積熱量和面計算方法問題以及換熱器腐蝕的問題，下面小編就整理了一些換熱器乾貨知識供您參考。

一、熱量計算

1、一般式

Q=Wh（Hh，1-Hh，2）=Wc（Hc，2-Hc，1）

式中：

Q為換熱器的熱負荷，kj/h或kw；

W為流體的質量流量，kg/h；

H為單位質量流體的焓，kj/kg；

下標c和h分別表示冷流體和熱流體，下標1和2分別表示換熱器的進口和出口。

2、無相變化

Q=Whcp，h（T1-T2）=Wccp，c（t2-t1）

式中：

cp為流體平均定壓比熱容，kj/（kg.℃）；

T為熱流體的溫度，℃；

T為冷流體的溫度，℃。

二、面積計算

1、總傳熱係數K

管殼式換熱器中的K值如下表：

註：

1w=1J/s=3.6kj/h=0.86kcal/h

1kcal=4.18kj

2、溫差

（1）逆流

熱流體溫度T：T1T2

冷流體溫度t：t2t1

溫差t：t1t2

tm=（t2-t1）/㏑（t2/t1）

（2）併流

熱流體溫度T：T1T2

冷流體溫度t：t1t2

溫差t：t2t1

tm=（t2-t1）/㏑（t2/t1）

3、面積計算

S=Q/（K.tm）

三、管殼式換熱器面積計算

S=3.14ndL

其中，S為傳熱面積m2、n為管束的管數、d為管徑，m；L為管長，m。

四、注意事項

冷凝段：潛熱（根據汽化熱計算）

冷卻段：顯熱（根據比熱容計算）

了解過換熱器的計算，下面就說說換熱器的應用及應用中的問題。在煉油工業中，換熱器的應用是十分廣泛的，其重要性也是顯而易見的，換熱設備利用率的高低直接影響到煉油工藝的效率以及成本的費用問題。但是換熱器用久了可以發現換熱器腐蝕問題。換熱器腐蝕原因是什麼？換熱器腐蝕怎麼修復？

換熱器腐蝕原因

在周圍介質的化學或電化學的作用下，並且經常是在和物理、機械或生物學因素的共同作用下金屬產生的破壞，也即金屬在它所處環境的作用下所產生破壞。

列管式換熱器在製作時，管板與列管的焊接一般採用手工電弧焊，焊縫形狀存在不同程度的缺陷，如凹陷、氣孔、夾渣等，焊縫應力的分布也不均勻。使用時管板部分一般與工業冷卻水接觸，而工業冷卻水中的雜質、鹽類、氣體、微生物都會構成對管板和焊縫的腐蝕。研究表明，工業水無論是淡水還是海水，都會有各種離子和溶解的氧氣，其中氯離子和氧的濃度變化，對金屬的腐蝕形狀起重要作用。

另外，金屬結構的複雜程度也會影響腐蝕形態。集中在金屬表面個別小點上深度較大的腐蝕稱為孔蝕，或稱小孔腐蝕、點蝕。在金屬表面的縫隙和被覆蓋的部位會產生劇烈的縫隙腐蝕。因此，管板與列管焊縫的腐蝕以孔蝕和縫隙腐蝕為主。從外觀看，管板表面會有許多腐蝕產物和積沉物，分布著大小不等泡。以海水為介質時，還會產生電偶腐蝕。「雙金屬腐蝕」也是管板腐蝕的一種常見現象。

換熱器腐蝕危害

換熱器是生產裝置的關鍵設備之一。統計數字表明，日常大量的故障及事故搶修，約60％左右是由於換熱器管材的腐蝕損壞所至。嚴重影響了生產裝置的安全、穩定、滿負荷運行。因換熱器的構造、材質、使用條件和冷卻水質等因素的不同，經常導致管束、管口、管板處的腐蝕泄露問題，導致凝結水污染，將嚴重惡化給水品質，加劇鍋爐「四管」結垢和腐蝕，嚴重時造成「四管」爆破事故。

換熱器腐蝕怎麼修復

1、換熱器的用材的選擇

使用何種材料的決定因素是其經濟性，管子材料有不鏽鋼，銅鎳合金，鎳基合金，鈦和鋯等，除了工業上不能使用焊接管的情況以外都使用了焊接管，耐蝕材料僅用於管程，殼程材料是碳鋼。

2、換熱器的金屬腐蝕

2.1金屬腐蝕的原理金屬腐蝕是指在周圍介質的化學或電化學的作用下，並且經常是在和物理、機械或生物學因素的共同作用下金屬產生的破壞，也即金屬在它所處環境的作用下所產生破壞。

2.2換熱器幾種常見的腐蝕破壞類型

2.2.1均勻腐蝕在整個暴露於介質的表面上，或者在較大的面積上產生的，宏觀上均勻的腐蝕破壞叫均勻腐蝕。2.2.2接觸腐蝕兩種電位不同的金屬或合金互相接觸，並浸於電解質溶解質溶液中，它們之間就有電流通過，電位正的金屬腐蝕速度降低，電位負的金屬腐蝕速度增加。

2.2.3選擇性腐蝕合金中某一元素由於腐蝕，優先進入介質的現象稱為選擇性腐蝕。

2.2.4孔蝕集中在金屬表面個別小點上深度較大的腐蝕稱為孔蝕，或稱小孔腐蝕、點蝕。

2.2.5縫隙腐蝕在金屬表面的縫隙和被覆蓋的部位會產生劇烈的縫隙腐蝕。

2.2.6沖刷腐蝕沖刷腐蝕是由於介質和金屬表面之間的相對運動而使腐蝕過程加速的一種腐蝕。

2.2.7晶間腐蝕晶間腐蝕是優先腐蝕金屬或合金的晶界和晶界附近區域，而晶粒本身腐蝕比較小的一種腐蝕。2.2.8應力腐蝕破裂（SCC）和腐蝕疲勞SCC是在一定的金屬一介質體系內，由於腐蝕和拉應力的共同作用造成的材料斷裂。

2.2.9氫破壞金屬在電解質溶液中，由於腐蝕、酸洗、陰極保護或電鍍，可以產生因滲氫而引起的破壞。

3、冷卻介質對金屬腐蝕的影響

工業上使用最多的冷卻介質是各種天然水。影響金屬腐蝕的因素很多，主要的幾個因素及其對幾種常用金屬的影響：

3.1溶解氧水中的溶解氧是參加陰極過程的氧化劑，因此它一般促進腐蝕。當水中氧的濃度不均勻時，將形成氧的濃差電池，造成局部腐蝕。對碳鋼、低合金鋼、銅合金和某些牌號的不鏽鋼而言，熔解氧是影響它們在水中腐蝕行為的最重要因素。

3.2其他溶解氣體在水中無氧時CO2將導致銅和鋼的腐蝕，但不促進鋁的腐蝕。微量的氨腐蝕銅合金，但對鋁和鋼沒有影響。H2S促進銅和鋼的腐蝕，但對鋁無影響。SO2降低了水的pH值，增加了水對金屬的腐蝕性。

3.3硬度一般說來，淡水的硬度增高對銅、鋅、鉛和鋼等金屬的腐蝕減小。非常軟的水腐蝕性很強，在這種水中，不宜用銅、鉛、鋅。相反，鉛在軟水中耐蝕，在硬度高的水中產生孔蝕。

3.4 pH值鋼在pH>11的水中腐蝕較小，pH

3.5離子的影響氯離子可以破壞不鏽鋼等鈍化金屬的表面，誘發孔蝕或SCC。

3.6垢的影響淡水中的CaCO3垢。CaCO3垢層對傳熱不利，但是有利於防止腐蝕。

4、傳熱過程對腐蝕的影響

金屬在有傳熱和沒有傳熱的條件下，腐蝕行為是不相同的。一般說來，傳熱使金屬的腐蝕加劇，特別是在有沸騰、汽化或過熱的條件下更明顯。在不同介質中，或對不同的金屬，傳熱的影響也不相同。

5、防腐方法

知道了換熱器各種腐蝕的原因，合理的選擇防腐措施，才能達到高效利用設備的目的。

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