换热器简介及分类

1、Introduction of Heat Exchangers,主要内容,定义及分类,管壳式换热器,板面式换热器,空冷器其它,换热设备的定义,使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备 它是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备 化工厂中，约占总投资的10%20%；炼油厂常减压装置，约占总投资的35%40%；,换热方式分类,一、直接接触式换热 二、蓄热式换热 三、间壁式换热 四、中间载热体式换热,换热器分类,螺旋板式换热器 板式换热器 板壳式换热器 板翅式换热器,管式换热器,板面式换热器,蛇管式换热器 套管式换热器 缠绕管式换热器 管壳式换热

2、器,空冷器及其它,管式换热器,结构坚固、可靠、适应性强、易于制造、能承受较高操作压力和温度。在高温、高压和大型换热器中，管式换热器仍占绝对优势，是目前使用最广泛的一类换热器。 换热效率、结构紧凑性、单位传热面积的金属消耗等方面不如其他新型换热器。,蛇管式换热器,a.沉浸式蛇管,结构简单，造价低廉，操作敏感性较小，管子可承受较大流体介质压力。,管外流体流速很小，因而传热系数小，传热效率低，需要的传热面积大，设备显得笨重。,常用于高压流体冷却、反应器的传热元件，容器加热,蛇管式换热器,b. 喷淋式蛇管,管外流体传热系数大，便于检修和清洗。,体积庞大，冷却水用量较大，有时喷淋效果不够理想。,套管式换

3、热器,结构简单，适应广，传热面弹性大, 两侧流体均可提高流速，两侧传热系数高。,金属消耗大，检修、清洗和拆卸较麻烦， 可拆连接处易泄漏。,一般用于高温、高压、小流量流体和所需传热面积不大的场合,缠绕管式换热器,适用于同时处理多种介质、在小温差下需要传递较大热量且管内介质操作压力较高的场合,如制氧等低温过程中使用的换热设备等。,常用于采样器冷却,管壳式换热器,一、固定管板式 二、浮头式 三、U形管式 四、填料函式 五、釜式重沸器,结构坚固、可靠性高、适应性广、易于制造、处理能力大、生产成本较低、选用材料范围广、换热表面清洗较方便、可用于高温和高压。 传热效率、结构紧凑性及单位换热面积所需金属消耗

4、量等方面均不如一些新型高效紧凑式换热器。,管壳式换热器,固定管板式换热器,优点结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价 低，管程清洗方便，管子损坏时易于堵管或更换。,缺点当管束与壳体的壁温或材料的线膨胀系数相 差较大时，壳体和管束中将产生较大的热应力。,应用适用于壳侧介质清洁且不易结垢并能进行溶解清洗, 管、壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。,BEM,浮头式,缺点 结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较高。结构复杂，造价比固定管板式换热器高，设备笨重，材料消耗量大，且浮头端小盖在操作中无法检查，制造时对密封要求较

5、高。,优点 管间和管内清洗方便，不会产生热应力；,应用壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合,BES,U形管式换热器,缺点 壳程流体易短路，传热不利。当管子泄漏损坏时，只有外层U形管可更换，内层管只能堵死，坏一根U形管相当于坏两根管，报废率较高。,优点结构比较简单、价格便宜，承压能力强。,应用管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢需要应用 清洗，又不宜采用浮头式和固定管板式的场合。特别适用于管内走清洁而不易结垢的高温、高压、腐蚀性大的物料。,BEU,填料函式,应用 4MPa 以下，且不适用于易挥发、易燃、易爆、有毒及贵重介质，使用温度受填料的物性限制。,优点结构较浮头式简单，加工制造方便；节

6、省材料，造价比较低廉;管束从壳体内可抽出;管内、管间都能进行清洗，维修方便。,缺点 填料处易泄漏。,注：填料函式换热器现在已很少采用。,BEP,釜式重沸器,优点与浮头式、U形管式换热器一样，清洗维修方便；可处理不清洁、易结垢介质，能承受高温、高压（无温差应力）。,缺点占用空间较大,应用一般只用于重沸器,AKT,板面式换热器,其结构特点可强化传热；采用板材制作，大规模生产时，可降低设备成本； 耐压性能比管式换热器差；,螺旋板式换热器 板式换热器 板翅式换热器 板壳式换热器,板面式换热器,螺旋板式换热器,传热面积大 传热效率高 易制造 材料利用率高 自身冲刷不易结垢 可全逆流流动 传热温差小,特别

7、适合高粘度流体的加热或冷却、含有固体颗粒的悬浮液的换热,板式换热器,板式换热器,较低流速下即可达到湍流，具有较高的传热效率； 结构紧凑； 使用灵活； 清洗和维修方便； 能精确控制换热温度等； 密封周边太长，不易密封，渗漏可能性大； 承压能力低； 使用温度受密封垫片材料耐温性能限制，不宜过高； 流道狭窄，易堵塞，处理量小； 流动阻力大；,板壳式换热器,紧密排列、结构紧凑、传热系数高 单位体积提供的换热面为列管式的3.5倍以上 且结构坚固，能承受很高的压力和温度,板壳式换热器,结构紧凑，单位体积包含换热面积较管壳式换热器增加70%； 传热效率高，压力降小； 与板式换热器相比，由于没有密封垫片，较好

8、解决了耐温、抗压与高效率之间的矛盾； 容易清洗； 焊接技术要求高； 常用于加热、冷却、蒸发、冷凝等过程；,板翅式换热器,板翅降低热阻， 传热效率提高， 且起加强作用,板翅式换热器,传热系数比管壳式换热器大3 10倍； 结构紧凑、轻巧，单位体积传热面积能达25004370m2 /m 3； （ 管壳式 1000 6000，347m2，74 m2 /m 3） 单位重量换热面积是管壳式换热器的十几倍到几十倍； 适应性广，可作气- 气、气- 液和液-液的热交换； 亦可作冷凝和蒸发，适用于多种不同的流体在同一设备中操作； 选用适当的材料，可用于01000K各种温度范围的热交换； 铝制材质特别适用于低温或超

9、低温的场合； 结构复杂，造价高，流道小，易堵塞，不易清洗，难以检修等；,空冷器,环境空气作为冷却介质，使管内高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备。,由管束，构架，风机三个基本部分和百叶窗、梯子平台等辅助部分组成。,缺点耗电，占地大，其冷却温度受空气干球温度的影响。,优点不消耗循环冷却水，维护费用低；,可分为干空冷和湿空冷,空冷器,空冷器,空冷器,卧式、立式和斜顶式（人字式） 排管一般为38排，管束系列尺寸一般为3，4.5，6，9，12米； 光管外径常为25毫米和38毫米,翅片高度一般取1216毫米 管束宽为1003000毫米 翅片管材质：碳钢、铜、铝和不锈钢等 翅片材质：一般为铝，特殊情况采用铜或不锈钢。 翅片形式：绕