文 献 综 述

1. 课题背景

换热器是石油化工、化学、能源工业等生产领域中应用很广泛的热量交换设备，尤其在炼油企业中，换热器更是其龙头装置的关键设备之一，它能否安全、连续、有效地运行，直接影响本装置及后续装置的正常生产和经济效益。据石油化工设备损坏的统计资料，在各类设备损坏的百分比中，换热器占的比例最高，为27%，远远高于占第2位的塔、槽等设备总损坏的比例( 17. 2% )。由于浮头式换热器管束可以抽出来，清洗方便， 管束在使用过程中温差膨胀而不受壳体约束，不会产生温应力等优点，广泛应用于石油、石化、制药、食品等行业。换热器的应用广泛，日常生活中取暖用的暖气散热片、汽轮机装置中的凝汽器和航天火箭上的油冷却器等都是换热器。它还广泛应用于化工、石油、动力和原子能等工业部门。它的主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。在完成同样传热量的条件下，采用逆流可使平均温差增大，换热器的传热面积减小；若传热面积不变，采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。一般换热器都用金属材料制成，其中碳素钢和低合金钢大多用于制造中、低压换热器；不锈钢除主要用于不同的耐腐蚀条件外，奥氏体不锈钢还可作为耐高、低温的材料；铜、铝及其合金多用于制造低温换热器；镍合金则用于高温条件下；非金属材料除制作垫片零件外，有些已开始用于制作非金属材料的耐蚀换热器，如石墨换热器、氟塑料换热器和玻璃换热器等。

1. 换热器的设计

2.1 常见的换热器#8212;油冷却器

2.1.1油冷却器的工作原理及结构

油冷却器的工作原理为冷却水和油在管程和壳程的流动、传热，有效控制油的温度，保证系统的正常运行。水冷油冷却器是一种卧式管壳式热交换器，管束固定于两端管板上，油冷却器筒体内有折流板，可以改善油和冷却水的热交换性能。两端的端盖可以拆下，以定期清洗。普通水油冷却器一般采用钢制换热管，以便油冷在案系统与氟系统中通用，提高机组的通用性与标准化程度。目前广泛应用于汽车、化工、电力，其他如动力、原子能、冶金、食品、交通、家电等工业部门也有广泛的应用，其性能好坏直接影响工业的发展。

2.1.2油冷却器传热介质#8212;导热油

在浮头式导热油冷却器中，导热油是一个很关键的要素，导热油并不是随便哪种油介质，而要是符合一定导热要求的油。不同的换热设备，不同的换热要求可能要求不同的导热油。郭玉，金洪光等^[1]分别介绍了国外矿物型和合成型导热油的发展状况，并从国内一些研究机构的研究成果角度介绍了国内导热油的研究进展，指出我国矿物型导热油的发展接近国际水平，但技术含量较高的合成型导热油还有很大差距，大部分靠进口。

2.1.3油冷却器的流程选择