換熱器簡介及分類

IntroductionofHeatExchangers當前第1頁\共有34頁\編于星期五\0點主要內(nèi)容定義及分類管殼式換熱器板面式換熱器空冷器其它當前第2頁\共有34頁\編于星期五\0點換熱設(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%；當前第3頁\共有34頁\編于星期五\0點換熱方式分類一、直接接觸式換熱二、蓄熱式換熱三、間壁式換熱四、中間載熱體式換熱當前第4頁\共有34頁\編于星期五\0點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器空冷器及其它當前第5頁\共有34頁\編于星期五\0點管式換熱器結(jié)構(gòu)堅固、可靠、適應(yīng)性強、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。當前第6頁\共有34頁\編于星期五\0點蛇管式換熱器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，容器加熱當前第7頁\共有34頁\編于星期五\0點蛇管式換熱器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。當前第8頁\共有34頁\編于星期五\0點套管式換熱器結(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當前第9頁\共有34頁\編于星期五\0點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。常用于采樣器冷卻當前第10頁\共有34頁\編于星期五\0點管殼式換熱器一、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量等方面均不如一些新型高效緊湊式換熱器。當前第11頁\共有34頁\編于星期五\0點管殼式換熱器當前第12頁\共有34頁\編于星期五\0點固定管板式換熱器優(yōu)點——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——當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當前第13頁\共有34頁\編于星期五\0點浮頭式缺點——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高。優(yōu)點——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當前第14頁\共有34頁\編于星期五\0點U形管式換熱器缺點——殼程流體易短路，傳熱不利。當管子泄漏損壞時，只有外層U形管可更換，內(nèi)層管只能堵死，壞一根U形管相當于壞兩根管，報廢率較高。優(yōu)點——結(jié)構(gòu)比較簡單、價格便宜，承壓能力強。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當前第15頁\共有34頁\編于星期五\0點填料函式應(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——結(jié)構(gòu)較浮頭式簡單，加工制造方便；節(jié)省材料，造價比較低廉;管束從殼體內(nèi)可抽出;管內(nèi)、管間都能進行清洗，維修方便。缺點——填料處易泄漏。注：填料函式換熱器現(xiàn)在已很少采用。BEP當前第16頁\共有34頁\編于星期五\0點釜式重沸器優(yōu)點——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——占用空間較大應(yīng)用——一般只用于重沸器AKT當前第17頁\共有34頁\編于星期五\0點板面式換熱器其結(jié)構(gòu)特點可強化傳熱；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當前第18頁\共有34頁\編于星期五\0點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當前第19頁\共有34頁\編于星期五\0點板式換熱器當前第20頁\共有34頁\編于星期五\0點板式換熱器較低流速下即可達到湍流，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??；流動阻力大；當前第21頁\共有34頁\編于星期五\0點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)堅固，能承受很高的壓力和溫度當前第22頁\共有34頁\編于星期五\0點板殼式換熱器結(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?。慌c板式換熱器相比，由于沒有密封墊片，較好解決了耐溫、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；當前第23頁\共有34頁\編于星期五\0點板翅式換熱器板翅降低熱阻，傳熱效率提高，且起加強作用當前第24頁\共有34頁\編于星期五\0點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2500～4370m2/m3；

（管殼式Φ1000×6000，347m2，74m2/m3）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?shù)牟牧?，可用?~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；當前第25頁\共有34頁\編于星期五\0點空冷器環(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，風機三個基本部分和百葉窗、梯子平臺等輔助部分組成。缺點——耗電，占地大，其冷卻溫度受空氣干球溫度的影響。優(yōu)點——不消耗循環(huán)冷卻水，維護費用低；可分為干空冷和濕空冷當前第26頁\共有34頁\編于星期五\0點空冷器當前第27頁\共有34頁\編于星期五\0點空冷器當前第28頁\共有34頁\編于星期五\0點空冷器臥式、立式和斜頂式（人字式）排管一般為3～8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12～16毫米管束寬為100～3000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：繞片式、鑲片式、軋片式、套片式、焊片式、橢圓管式、紊流式風機：鼓風機，引風機風速一般在1.5~4m/s，壓降一般300Pa以下，最好不超過200Pa；當前第29頁\共有3