换热器基础知识概述

1、换热器基础知识概述在工程中，将某种流体的热量以一定的传热方式传递给其它 流体的设备， 称为换热器。 又称热交换器。 换热器是化工、 石油、 动力、食品及其它许多工业部门的通用设备， 在生产中占有重要 地位。主要用途适用于加热、冷却、蒸发、冷凝、干燥等方面， 因其使用的条件不同，其容量、压力、温度等变动范围较大，为 了适应不同的用途，故要采用各种形式及结构的换热器。一、换热器的分类和说明1. 按用途可分为：（1）加热器：把流体加热到必要的温度，但加热流体没有 发生相的变化。（2）预热器：预先加热流体，为后工序操作提供标准的工 艺参数。（3）过热器：用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状 态。（4

2、）蒸发器：用于加热流体，达到沸点以上温度，使其液 体蒸发，一般有相的变化。（5）再沸器：用于使装置中冷凝了的液体再度加热，使其 蒸发。（6）深冷器：用于把流体冷却到 0C以下的低温状态。（7）冷却器：用于把流体冷却到工艺要求的温度。（8）冷凝器：用于冷却凝结性气体，使其流体凝结液化。（9）全凝器：使凝结性气体全部冷凝为液体。2. 按换热方式可分为：（1）间壁式换热器：把温度不同的两种流体在被壁面分开 的空间里流动， 通过壁面的导热和流体在壁表面对流， 使两种流 体之间进行换热。间壁式换热器可使参加换热的流体不会混合， 在传递过程中可稳定地进行。 其传热面大多采用导热性较好的金 属制作而成，也有

3、些出于防腐等需要，使用非金属，如石墨，聚 四乙烯等制作而成， 是工业制造行业中最为广泛使用的一种换热 器。间壁式换热器又可分为夹套式换热器、沉浸式蛇管换热器、 喷淋式换热器、套管式换热器等几种 1 。（2）蓄热式换热器：也被称作回热式换热器，是指冷热流 体通过交替作用， 与由固体制成的蓄热体相接触， 当热流体通过 的时候，将热量积蓄在蓄热体中，然后让冷流体通过，把热量带 走。蓄热式换热器由于其结构紧凑，价格相对便宜，单位体积传 热面积大，因此在气 - 气热交换中被广泛应用，如石油化工生产 中的原料气转化和空气余热转化。（3）混合式换热器：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

4、， 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 塔为最典型的混合式换热器。3. 按结构和材料可分为：（1）管壳换热器：套管式、管壳式、沉浸式、喷淋式、翅 片式等；（2）板式换热器：夹套式、平板式、板式、螺旋板式、翅 片板式、板壳式等；（ 3）新型材料换热器：石墨、聚四氟乙烯、玻璃钢、钛材、 锆材换热器等；（4）热管式换热器：多室回转式、离心式、重力热管式、 离心热管式等。总之，换热器的种类繁多， 各种换热器各自使用与某一种

5、工 况，为此应根据介质、温度、压力、使用场合不同选择不同种类 的换热器，扬长避短，使之带来更大的经济效益。二、换热器的运行操作步骤 （1）换热器开车前应检查压力表、温度计、液位计以及相 关闸门是否正常。（2）输送加热蒸汽前，先打开冷凝水排放闸门，排除积水 和污垢；打开放空阀，排除空气及其他不凝性气体。（3）换热器开车时，要先通入冷流体，缓慢或数次通入热 流体，做到先预热、后加热，切忌骤冷骤热。开、停换热器时， 不要将闸门开得太猛， 否则容易造成管子和壳体受到冲击， 以及 局部骤然胀缩， 产生热应力，是局部焊缝开裂或管子连接口松动、 脱落。（4）若进入换热器的流体不清洁，需提前过滤、清除，防 止

6、都塞通道。（5）换热器使用期间，需要巡回检查冷、热流体的进、出 口的温度和压力，控制在正常工艺指标内。（6）定期分析流体的成分，以确定换热器有无内漏，以便 及时处理。（7）巡回检查换热器的闸门、封头、法兰连接处有无渗漏， 以便及时处理。（8）换热器定期进行除垢、清洗。三、换热器常见故障及处理方法1. 传热速率下降：（ 1）列管结垢：清洗管子；（ 2）壳体内不凝气或冷凝液增 多：排放不凝气和冷凝液；（ 3）列管、管路或闸门堵塞：检查 清理。2. 振动：（1）壳程介质流动过快：调节流量；（ 2）管路振动所致： 加固管路；（ 3）管束与折流板的结构不合理：改进设计；（4）机座刚度不够：加固机座。3. 管板与壳体连接处开裂：（ 1）焊接质量不好：清除补焊；（ 2）外壳歪斜，连接管线拉力或推力过大：重新调整找正；（ 3）腐蚀严重，外壳壁厚减 薄：鉴定后修补。4. 管束、胀口渗漏：（ 1）管子被折流板磨破：堵管或换管；（ 2）壳体和管束温 差过大：补胀或焊接；（ 3）管口腐蚀或胀（焊）接质量差：换 管或补胀（焊）。四、流体流经管程或壳程的选择原则 2（1）不清洁或易结垢的流体，宜走容易清洗的一侧；（2）腐蚀性流体宜走管程，以免壳体和管束同时被腐蚀；（3）压力高的流体宜走管程，以避免制造耐高压的壳体；（ 4）饱和蒸汽宜走壳程，以便于排出冷凝液；（ 5）对流传热系数明显小的流 体宜走管内，以便