換熱器簡介及分類

1、Introduction of Heat Exchangers,主要內(nèi)容,定義及分類,管殼式換熱器,板面式換熱器,空冷器其它,換熱設(shè)備的定義,使熱量從熱流體傳遞到冷流體的設(shè)備稱為換熱設(shè)備 它是化工、煉油、動力、食品、輕工、原子能、制藥、機(jī)械及其它許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用設(shè)備 化工廠中，約占總投資的10%20%；煉油廠常減壓裝置，約占總投資的35%40%；,換熱方式分類,一、直接接觸式換熱 二、蓄熱式換熱 三、間壁式換熱 四、中間載熱體式換熱,換熱器分類,螺旋板式換熱器 板式換熱器 板殼式換熱器 板翅式換熱器,管式換熱器,板面式換熱器,蛇管式換熱器 套管式換熱器 纏繞管式換熱器 管殼式換熱

2、器,空冷器及其它,管式換熱器,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、易于制造、能承受較高操作壓力和溫度。在高溫、高壓和大型換熱器中，管式換熱器仍占絕對優(yōu)勢，是目前使用最廣泛的一類換熱器。 換熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性、單位傳熱面積的金屬消耗等方面不如其他新型換熱器。,蛇管式換熱器,a.沉浸式蛇管,結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，操作敏感性較小，管子可承受較大流體介質(zhì)壓力。,管外流體流速很小，因而傳熱系數(shù)小，傳熱效率低，需要的傳熱面積大，設(shè)備顯得笨重。,常用于高壓流體冷卻、反應(yīng)器的傳熱元件，容器加熱,蛇管式換熱器,b. 噴淋式蛇管,管外流體傳熱系數(shù)大，便于檢修和清洗。,體積龐大，冷卻水用量較大，有時噴淋效果不夠理想。,套管式換

3、熱器,結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)廣，傳熱面彈性大, 兩側(cè)流體均可提高流速，兩側(cè)傳熱系數(shù)高。,金屬消耗大，檢修、清洗和拆卸較麻煩， 可拆連接處易泄漏。,一般用于高溫、高壓、小流量流體和所需傳熱面積不大的場合,纏繞管式換熱器,適用于同時處理多種介質(zhì)、在小溫差下需要傳遞較大熱量且管內(nèi)介質(zhì)操作壓力較高的場合,如制氧等低溫過程中使用的換熱設(shè)備等。,常用于采樣器冷卻,管殼式換熱器,一、固定管板式 二、浮頭式 三、U形管式 四、填料函式 五、釜式重沸器,結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適應(yīng)性廣、易于制造、處理能力大、生產(chǎn)成本較低、選用材料范圍廣、換熱表面清洗較方便、可用于高溫和高壓。 傳熱效率、結(jié)構(gòu)緊湊性及單位換熱面積所需金屬消耗

4、量等方面均不如一些新型高效緊湊式換熱器。,管殼式換熱器,固定管板式換熱器,優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、能承受較高的壓力，造價 低，管程清洗方便，管子損壞時易于堵管或更換。,缺點(diǎn)當(dāng)管束與殼體的壁溫或材料的線膨脹系數(shù)相 差較大時，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。,應(yīng)用適用于殼側(cè)介質(zhì)清潔且不易結(jié)垢并能進(jìn)行溶解清洗, 管、殼程兩側(cè)溫差不大或溫差較大但殼側(cè)壓力不高的場合。,BEM,浮頭式,缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價比固定管板式換熱器高，設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無法檢查，制造時對密封要求較高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價比固定管板式換熱器高，設(shè)備笨重，材料消耗量大，且浮頭端小蓋在操作中無法檢查，制造時對密封要求較

5、高。,優(yōu)點(diǎn) 管間和管內(nèi)清洗方便，不會產(chǎn)生熱應(yīng)力；,應(yīng)用殼體和管束之間壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的場合,BES,U形管式換熱器,缺點(diǎn) 殼程流體易短路，傳熱不利。當(dāng)管子泄漏損壞時，只有外層U形管可更換，內(nèi)層管只能堵死，壞一根U形管相當(dāng)于壞兩根管，報(bào)廢率較高。,優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)比較簡單、價格便宜，承壓能力強(qiáng)。,應(yīng)用管、殼壁溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢需要應(yīng)用 清洗，又不宜采用浮頭式和固定管板式的場合。特別適用于管內(nèi)走清潔而不易結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性大的物料。,BEU,填料函式,應(yīng)用 4MPa 以下，且不適用于易揮發(fā)、易燃、易爆、有毒及貴重介質(zhì)，使用溫度受填料的物性限制。,優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)較浮頭式簡單，加工制造方便；節(jié)

6、省材料，造價比較低廉;管束從殼體內(nèi)可抽出;管內(nèi)、管間都能進(jìn)行清洗，維修方便。,缺點(diǎn) 填料處易泄漏。,注：填料函式換熱器現(xiàn)在已很少采用。,BEP,釜式重沸器,優(yōu)點(diǎn)與浮頭式、U形管式換熱器一樣，清洗維修方便；可處理不清潔、易結(jié)垢介質(zhì)，能承受高溫、高壓（無溫差應(yīng)力）。,缺點(diǎn)占用空間較大,應(yīng)用一般只用于重沸器,AKT,板面式換熱器,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可強(qiáng)化傳熱；采用板材制作，大規(guī)模生產(chǎn)時，可降低設(shè)備成本； 耐壓性能比管式換熱器差；,螺旋板式換熱器 板式換熱器 板翅式換熱器 板殼式換熱器,板面式換熱器,螺旋板式換熱器,傳熱面積大 傳熱效率高 易制造 材料利用率高 自身沖刷不易結(jié)垢 可全逆流流動 傳熱溫差小,特別

7、適合高粘度流體的加熱或冷卻、含有固體顆粒的懸浮液的換熱,板式換熱器,板式換熱器,較低流速下即可達(dá)到湍流，具有較高的傳熱效率； 結(jié)構(gòu)緊湊； 使用靈活； 清洗和維修方便； 能精確控制換熱溫度等； 密封周邊太長，不易密封，滲漏可能性大； 承壓能力低； 使用溫度受密封墊片材料耐溫性能限制，不宜過高； 流道狹窄，易堵塞，處理量小； 流動阻力大；,板殼式換熱器,緊密排列、結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高 單位體積提供的換熱面為列管式的3.5倍以上 且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，能承受很高的壓力和溫度,板殼式換熱器,結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積包含換熱面積較管殼式換熱器增加70%； 傳熱效率高，壓力降?。?與板式換熱器相比，由于沒有密封墊片，較好

8、解決了耐溫、抗壓與高效率之間的矛盾； 容易清洗； 焊接技術(shù)要求高； 常用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝等過程；,板翅式換熱器,板翅降低熱阻， 傳熱效率提高， 且起加強(qiáng)作用,板翅式換熱器,傳熱系數(shù)比管殼式換熱器大3 10倍； 結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，單位體積傳熱面積能達(dá)25004370m2 /m 3； （ 管殼式 1000 6000，347m2，74 m2 /m 3） 單位重量換熱面積是管殼式換熱器的十幾倍到幾十倍； 適應(yīng)性廣，可作氣- 氣、氣- 液和液-液的熱交換； 亦可作冷凝和蒸發(fā)，適用于多種不同的流體在同一設(shè)備中操作； 選用適當(dāng)?shù)牟牧希捎糜?1000K各種溫度范圍的熱交換； 鋁制材質(zhì)特別適用于低溫或超

9、低溫的場合； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，流道小，易堵塞，不易清洗，難以檢修等；,空冷器,環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)，使管內(nèi)高溫工藝流體得到冷卻或冷凝的設(shè)備。,由管束，構(gòu)架，風(fēng)機(jī)三個基本部分和百葉窗、梯子平臺等輔助部分組成。,缺點(diǎn)耗電，占地大，其冷卻溫度受空氣干球溫度的影響。,優(yōu)點(diǎn)不消耗循環(huán)冷卻水，維護(hù)費(fèi)用低；,可分為干空冷和濕空冷,空冷器,空冷器,空冷器,臥式、立式和斜頂式（人字式） 排管一般為38排，管束系列尺寸一般為3，4.5，6，9，12米； 光管外徑常為25毫米和38毫米,翅片高度一般取1216毫米 管束寬為1003000毫米 翅片管材質(zhì)：碳鋼、銅、鋁和不銹鋼等 翅片材質(zhì)：一般為鋁，特殊情況采用銅或不銹鋼。 翅片形式：繞