氟塑料換熱器工藝設計若干問題探討

于氟塑料與金屬材料在物化性質方面的差異，使得氟塑料換熱器在工藝和結構設計方面與金屬換熱器不盡相同.
    本文提出氟塑料換熱器工藝（液－液狀態的熱交換）設計的一般原則，分析了影響氟塑料換熱器傳熱系數的因素，通過實踐對如何確
定和提高傳熱系數提出解決方法.
    [關健詞]氟塑料；

換熱器
    氟塑料換熱器是一種新型且可以在較高工作溫度和壓力條子與管板連接時的冷流性、難焊接、難熔融加工三個關鍵技術件下仍具有耐強腐蝕性能的換熱器.國內對氟塑料換熱器的研問題后，使氟塑料換熱器的制造與使用成為現實.目前氟塑料究應用起步較晚.1973 年由原鄭州工學院和原錦西化工廠研制換熱器憑借其優異的性能為眾多行業重視及應用.由于氟塑料開發的“聚四氟乙烯（F-4）管板限脹施壓加熱焊接”和“聚全氟與金屬材料在物化性質方面的差異，使得氟塑料換熱器在工藝乙丙（Fs-46）金屬溶芯脹一次熔合法”工藝，解決了氟塑料管設計方面也與金屬換熱器不盡相同.
      國內制作氟塑料換熱器換熱管束與管板的材質有聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯兩種.將氟塑料換熱管束和氟塑料管板（與氟塑料或其他材質的折流板、隔板、固定限位環等）組裝以形成冷、熱流體相隔開的結構稱之為換熱元件.
      氟塑料換熱器工藝（液－液狀態熱交換）設計的一般原則
     (1)一般情況下選擇加工性能良好的聚全氟乙丙烯作為換熱管的材質.當對工作溫度或壓力有高要求且傳熱面積不大和流體有強腐蝕性的情況下采用聚四氟乙烯作為換熱管的材質.
     (2)一般情況下腐蝕性流體選擇管程.
     (3)注意工作壓力與溫度的關聯和限制，在相同的條件下小直徑換熱管的工作壓力大過大直徑換熱管的工作壓力，極限工作壓力取決于冷、熱流體的最高工作溫度.
    (4)當管程為腐蝕性流體且混濁或帶有固體顆粒時，不宜采用小管徑或 U 型或盤管沉浸式結構.
   (5)在設計槽、釜、塔用 U 型或盤管或其他沉浸式氟塑料換熱器時，容易使設計者疏忽的是：沒有認真地考慮和采取措施去防止整體的換熱器（如作為冷卻器應用于氯油塔頂中，其管程為水，帶支承骨架的盤管沉浸式換熱器的材質全部為氟塑料或換熱管束（如作為 U 型沉浸式冷卻器應用于取代鑄鐵排管冷卻 98%～93%循環硫酸中，其管程為水，氟塑料換熱元件）在工作時浮起的問題.造成浮起的原因之一是當換熱器的所有部件材質由氟塑料（或有部分材質為非金屬部件）組成可能因其本身自重或組裝強度不夠而散架以致在工作中浮起；

原因之二
是當冷、熱流體的密度相差較大而造成浮起.其后果都會使整體的換熱器或換熱管束向上浮起，且懸浮在液體中或在液面上飄來飄去影響熱交換.浮起的后果還會使部分處在相關部件折緣處的換熱管過度彎曲，亦可能造成換熱管折癟或折爆.對槽釜、塔采用過長的換熱管束也應要求制作成同心編織結構而盡量不采用松散結構.所以，設計者應重視浮起問題，重要的是必須采取相應的措施防范.
    (6)在管殼式換熱器殼程流體進口管處需設置防沖板，以防止流體沖刷破壞換熱管束，殼程流體出口管處設可拆裝的非金屬材質的分流檔板或與換熱管束有接觸的表面襯軟性材料，以防止出現虹吸現象而破壞換熱管束.殼程流體出口管處如設置弓形折流板或隔板則要求其間距要小，同時弓形折流板的弓形缺口與出口管不宜同方向.
   (7)管程流體進入各種形式的換熱器之前，若條件許可均應經過過濾裝置.
   (8)一般情況下采用無縫鋼管作為管殼式換熱器的殼體，管殼式換熱器安裝后其軸線與地面應有∠3°的傾斜角以有利檢修.
   (9)當金屬或非金屬材質的槽、釜、塔或殼體制作完畢后，凡與換熱管束有接觸的表面要求光滑無殘留的焊渣（瘤）與尖銳凸起之物，要求接觸部件折緣處倒大園角.對金屬的槽、釜、塔或殼體，推薦采用防腐蝕襯里，以防止和減緩當換熱管可能遭破壞時泄漏的腐蝕性流體對器壁的腐蝕.要求在殼程或管程的出口處設置取樣口供取樣分析確定換熱管有否遭到破壞.