一、 管式石墨換熱器明確介質(zhì)特性與工況需求

1. 介質(zhì)腐蝕性

• 石墨的耐蝕優(yōu)勢(shì)：石墨對(duì)強(qiáng)酸（如硫酸、鹽酸）、強(qiáng)堿、鹽溶液、濕氯氣等具有優(yōu)異耐蝕性，但不耐強(qiáng)氧化性酸（如濃硝酸、王水）及熔融金屬。

• 應(yīng)用場(chǎng)景：適用于濕氯氣處理、鹽水加熱 / 冷卻、酸性溶液換熱等工況（如氯堿工業(yè)、化工酸洗流程）。

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2. 介質(zhì)溫度與壓力

• 溫度范圍：石墨的使用溫度通常為 - 20℃~180℃（視樹脂浸漬類型，如酚醛樹脂浸漬石墨耐溫≤170℃，呋喃樹脂可稍高），超過 180℃需考慮石墨的熱導(dǎo)率下降或材料軟化。

• 壓力限制：石墨材質(zhì)抗壓強(qiáng)度高（≥30MPa），但抗拉強(qiáng)度低（≤5MPa），管程壓力建議≤0.6MPa，殼程壓力≤1.0MPa，高壓工況需特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如增加殼體厚度或采用金屬加強(qiáng)件）。

3. 介質(zhì)結(jié)垢與雜質(zhì)

• 結(jié)垢傾向：若介質(zhì)易結(jié)垢（如高硬度鹽水），需選擇管內(nèi)流速≥1.5m/s 以減少沉積，或采用可拆卸式結(jié)構(gòu)（如浮頭式）方便清洗。

• 雜質(zhì)顆粒：含固體顆粒的介質(zhì)（如礦漿）需在換熱器前設(shè)置過濾器，避免堵塞石墨管（石墨管內(nèi)徑通常為 12~25mm，過小易堵塞）。

二、確定換熱器結(jié)構(gòu)與類型

1. 按結(jié)構(gòu)形式選擇

2. 按石墨管排列方式

• 正三角形排列：傳熱面積利用率高，適用于殼程介質(zhì)流速低的場(chǎng)景。

• 正方形排列：便于機(jī)械清洗殼程，適用于易結(jié)垢介質(zhì)。

3. 石墨管與管板連接方式

• 酚醛樹脂膠結(jié)：成本低，適用于溫度≤150℃、壓力≤0.4MPa 的工況。

• 螺紋式連接：密封性好，可承受更高壓力（≤0.6MPa），但加工成本高。

• 套管式連接：通過金屬套管與石墨管套接，適用于高壓或溫差大的工況。