確定換熱介質走殼程或管程的選擇原則是:能提高傳熱系數、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,用鋁青銅做傳熱管或浮頭的襯里也有用復合鋼板制造的。
二.蒸發或汽化的流體和冷凝液化的流體,一般走殼程因為這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一般多走管程,有時也有流經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慣是原油走管程,塔底渣油走殼程,蒸餾的側線物流多半走殼程。
1. 壓力高的流體適于走管程,可不必加厚殼體和法蘭等,高壓介質走U型管是最合適的。
2. 易結垢的流體適于走管程,可不用抽管束也可以清掃,但應避免用U型管。
3. 有沉淀物或夾雜物的介質走殼程。對流速小的介質,如果走管程,由于介質內所含有的沉淀物或夾雜物把傳熱管堵塞,但如果加大流速,則必然發生傳熱管磨損腐蝕。因此在這種情況下介質應走管程,如果沉淀物在殼體下部沉積,可以比較方便的采用適當的排除沉積物的措施。
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,相應的壓力降也低。
5. 高溫介質宜走管程,可以減小熱損失,保溫厚度小,比較經濟。
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,應該把選擇的流體走殼程。流體的流速和傳熱系數及壓力降的關系是:提高流速之后,雖然可以增加傳熱系數,但壓力降也相應增大,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,則管程要采用耐腐蝕材料。這樣是比較經濟的,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. 薄膜傳熱系數大的流體宜走管程。一般是在管程中走傳熱系數大的流體,這對于提高總的傳熱系數是有利的。特別是當采用翅片管時,由于傳熱面積的增加,可以彌補殼程傳熱系數小的缺點,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。結合第8項選擇原則,將傳熱系數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,從而影響傳熱效率。如放在管程則可以防止上述現象發生。
11.脈沖的流體宜走殼程。如果將具有脈沖性的流體走管程,由于脈沖而產生的振動,會導致影響脹接處的嚴密性,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口處增設防沖板的措施,以減輕脈沖的影響。為了消除脈沖的影響,進入換熱器前通過調整裝置。
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、高度結垢或腐蝕性高)就必須優先考慮這些特殊性,在提高給熱系數與減小壓降之間作出必要的折衷。