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5分钟带你看遍所有换热器!
来源:www.syshuangyuan.com 发布时间:2019年06月28日

工厂的生产离不开热量的变换,换热器是实现化工生产中热量交换和传递不可缺少的设备。你知道哪些换热器?他们是什么原理?小编总结了最全的换热器,一起来看看吧!

根据换热器的传热方式可以分为三大类。


直接接触式换热器

 换热器

这类换热器的主要工作原理是两种介质经接触而相互传递热量,实现传热,接触面积直接影响到传热量,这类换热器的介质通常一种是气体,另一种为液体,主要是以凉水塔设备为主体的传热设备,但通常又涉及传质,故很难区分与塔器的关系,通常归口为塔式设备,化工厂和发电厂用凉水塔为最典型的直接接触式换热器。

 

蓄能式换热器

 

简称蓄能器,这种换热器的原理是热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,冷热交替使之到达传热量的目的。主要用于回收和利用高温废气的热量。

 

间壁式换热器

 

这类换热器原理是冷、热两种介质被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的,这类换热器的用量非常大,占总量的99%。根据结构不同可分为管式、板式等。

 

管式换热器


管壳式换热器


管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单,操作可靠,可用各种结构材料(主要是金属材料)制造,能在高温、高压下使用,是目前应用最广的类型。


固定管板式换热器

 

固定管板式的两端管板和壳体制成一体。因此它具有结构简单,成本低的优点。但是壳程清洗和检修困难。在壳层里的流体,必须是洁净且不易结垢的物料。

 

当两流体的温差较大时,应考虑热补偿。即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈,当外壳和管束热膨胀不同时,补偿圈发生弹性变形,以适应外壳和管束不同的热膨胀程度。这种补偿方法简单,但不宜应用两流体温差过大(不大于70℃)和壳程流体压强过高的场合。


优点


结构简单、紧凑。在相同的壳体直径内,排管数最多,旁路最少。每根换热管都可以进行更换,且管内清洗方便。


缺点


壳程不能进行机械清洗。当换热管与壳体的温差较大(大于50℃)时产生温差应力,需在壳体上设置膨胀节,因而壳程压力受膨胀节强度的限制不能太高。固定管板式换热器适用于壳方流体清洁且不易结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高的场合。


浮头式换热器


浮头换热器有一端管板不与外壳连为一体,可以沿轴向自由浮动。这种结构不但完全消除了热应力的影响,且由于固定端的管板以法兰与壳体连接,整个管束可以从壳体中抽出,因此便于清洗和检修。故浮头式换热器应用比较普遍,但其结构比较复杂,造价较高。


优点


当换热管与壳体有温差存在,壳体或换热管膨胀时,互不约束,不会产生温差应力。

管束可从壳体内抽出,便于管内和管间的清洗。


缺点


结构较复杂,用材量大,造价高。浮头盖与浮动管板之间若密封不严,发生内漏,造成两种介质的混合。


3U形管式换热器


U 形管式换热器在换热器中是唯一适用于高温、高压和高温差的换热器。其根管子都弯成U型,进出口分别安装在同一管板的两侧,封头用隔板分成两室。这样,每根管子可以自由伸缩。而与其他管子和壳体均无关。这种换热器结构比浮头式简单,重量轻,但管程不易清洗,只适用与洁净而不易结构的流体,比如高压气体的换热。


优点


U 形换热管的管束可以自由浮动,无须考虑温差应力,可用于大温差场合。只有一块管板,法兰数量少,泄露点少、结构简单。运行可靠,造价低。管束可以抽出,管间清洗方便。


缺点


管内清洗比较困难。由于管子需要有一定的弯曲半径,故管板的利用率较低。管束最内层管间距大,壳程易短路。当管内流速太高时,将会对U 形弯管段产生严重的冲蚀,影响寿命。内层管子坏了只能堵塞而不能更换,因而报废率较高。


填料函式浮头换热器


浮头式换热器的一种改型结构,它把原置于壳程内部的浮头移至体外,用填料函来密封壳程内介质的外泄。结构特点是管板只有一端与壳体固定连接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩,不会产生因壳壁与管壁温差而引起的温差应力。


优点


结构较浮头式换热器简单,制造方便,金属耗量较浮头低10% 左右,造价低。管束可从壳体内抽出,管内、管间均能进行清洗,维修方便。


缺点


填料函耐压不高,一般小于4.0MPa。壳程介质可能通过填料函外漏,对易燃、易爆、有毒和贵重的介质不适用。填料函式换热器适用于管、壳壁温差较大或介质易结垢,需经常清理且压力不高的场合。