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您常见,不常见的换热器优缺点

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您常见,不常见的换热器优缺点

发布日期:2017-07-04 09:01 来源:http://www.wallsinn.com 点击:

[分享]您常见,不常见的换热器优缺点

2017-07-04 冬旭 

工厂的生产离不开热量的变换,换热器是实现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,用动画+图文的形式,将下图的所有换热器呈现给大家,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


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



北京11选5走势图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。



1
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



  • 北京11选5走势图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。



2
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。


3
U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。
      


4
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。



沉浸式蛇管换热器





这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状,并沉浸在容器内的液体中。




优点



  • 结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造。



缺点



  • 容器内液体湍动程度低,管外给热系数小.为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。 



喷淋式换热器




北京11选5走势图将换热管成排地固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多。另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用。因此,和沉浸式相比,淋式换热器的传热效果大有改善。



优点



  • 结构简单、造价便宜。

  • 能耐高压。

  • 便于检修、清洗,水质要求低。



缺点



  • 冷却水喷淋不易均匀而影响传热效果。

  • 只能安装在室外。



套管式换热器




以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管,每一段套管称为“一程“,程的内管(传热管)借U形肘管,而外管用短管依次连接成排,固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。


通常,热流体(A流体)由上部引入,而冷流体(B流体)则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4~7米。这种换热器传热面积最高达18平方米,故适用于小容量换热。



优点



  • 结构简单,能耐高压。

  • 传热面积可根据需要增减,应用方便。



缺点



  • 管间接头多,易泄露。

  • 北京11选5走势图占地面积较大,单位传热面消耗金属量大。



翅片管式换热器




翅片管换热器的结构与一般管壳式换热器基本相同,只是用翅片管代替了光管作为传热面。翅片管是一种带肋的壁面,对扩展换热面积和促进湍流有显著的作用。


由于传热加强,结构紧凑,可做成紧凑式换热器。翅片管换热器也经常用于加热或冷却管外气体,而在管内通以蒸汽或水,例如空冷器、锅炉省煤器等。



优点



  • 与光管相比,传热面增大,传热能力增强。

  • 同样热负荷下,比光管的管子少,因此结构更紧凑。

  • 可针对传热和工艺灵活选择材料,做成镶嵌或焊接翅片管。



缺点



  • 造价高。

  • 流阻大,动力消耗大。



板式换热器




夹套换热器




在容器外壁安装夹套制成,夹套与容器之间形成的空间作为加热介质或冷却介质的通路。但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高。为提高传热系数且使容器内液体受热均匀,可在容器内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数。



优点



  • 结构简单。

  • 加工方便。



缺点



  • 传热面积小,传热效率低。



螺旋板式换热器




螺旋板换热器是由两张平行的金属板卷制而成,在其内部形成两个同心的螺旋形通道。换热器中央设置隔板,将螺旋形通道隔开,两板之间焊有定距柱以维持通道间距。在螺旋板两侧焊有盖板。冷热流体分别通过两条通道,在器内逆流流动,通过薄板进行换热。




优点



  • 传热系数高。

  • 不易结垢和堵塞。

  • 北京11选5走势图能利用温度较低的热源。

  • 结构紧凑。



缺点



  • 操作压强和温度不宜太高。

  • 不易检修。



平板式换热器




简称板式换热器,由一组长方形的薄金属板平行排列,加紧组装于支架之上而构成。两相邻板片的边缘衬有垫片,压紧后板间形成密封的流体通道,且可用垫片的厚度调节通道的大小。

流向结构

瑟克赛斯产品:


优点



  • 传热系数高。

  • 结构紧凑。

  • 具有可拆结构,可随时增加或减少换热面积。

  • 维修简单。

  • 价格相对较低



缺点



  • 允许的操作压强3。0MPa以下和温度比较低250度以下。





板翅式换热器



是一种更为高效、紧凑、轻巧的换热器。过去由于制造成本较高,仅用于宇航、电子、原子能等少数部门。现已逐渐用于石油化工及其他工业部门。


板翅式换热器的结构形式很多,但基本元件相同,即在两块平行的薄金属板之间,加入波纹状或其他形状的金属翅片,将两侧面封死,即成为一个换热基本元件。



优点



  • 北京11选5走势图传热效率高,温度控制性好。

  • 翅片很薄,结构紧凑,体积小。

  • 翅片兼具传热面和支撑作用,强度高。



缺点



  • 北京11选5走势图流道狭小,容易堵塞,且清理困难。

  • 隔板和翅片很薄,要求介质对铝不会腐蚀,若腐蚀,造成内部串漏,很难修补。

  • 结构复杂,给设计增加了难度。


来源:化工707


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