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1、IntroductionofHeatExchangers 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器 空冷器及其它 管式换热器 结构
2、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 套管式换热器 结构简单 适应广 传热面弹性大 两侧流体均
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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2500 4370m2 m3 管壳式 1000 6000 347m2 74m2 m3 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0 1000K各种温度范围的热交换 铝制材质特别适用于低温或超低温的场合 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
9、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3 8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12 16毫米管束宽为100 3000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 绕片式 镶片式 轧片式 套片式 焊片式 椭圆管式 紊流式风机 鼓风机 引风机风速一般在1 5 4m s 压降一般300Pa以下 最好不超过200Pa 其它 直接接触式换热 其它 新型闭式循环空冷塔 很多地方代替凉水塔 其它 蓄热式换热 其它 中间热载体式换热 Thankyou
