换热器的分类与构造培训教程

1、 换热器广泛应用于化工、石油、制药、能换热器广泛应用于化工、石油、制药、能 源等工业生产过程中，其主要用途适用于加热、源等工业生产过程中，其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，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为了适应不同的用途，故要采用各种形式及结构的换热器。的换热器。 加热器加热器 冷却器冷却器 冷凝器冷凝器 蒸发器蒸发器 再沸器再沸器 1、按用途分 2、按传热方式分直接接触式直接接触式 蓄热式蓄热式间壁式间壁式 2.1直接接触式

2、2.2蓄热式 2.3间壁式换热器间壁式换热器2.3.12.3.1夹套式换热器夹套式换热器结构：在容器（或反应器外部）安装结构：在容器（或反应器外部）安装夹套而成，密闭空间成为某种流体的夹套而成，密闭空间成为某种流体的通道通道 。 特点：特点：传热系数不高（可在釜内安装搅拌传热系数不高（可在釜内安装搅拌器、蛇管、螺旋隔板）；器、蛇管、螺旋隔板）；换热介质为水蒸气、冷却水。换热介质为水蒸气、冷却水。应用：反应过程的加热和冷却。应用：反应过程的加热和冷却。 压缩机缸套（夹套式）压缩机缸套（夹套式）2.3.22.3.2套管式换热器套管式换热器 结构：将直径不同的直管制成同心套结构：将直径不同的直管制成

3、同心套管，并由管，并由U形弯头连接，每一段直管称作形弯头连接，每一段直管称作一程。一程。 特点特点： 表面传热系数大，表面传热系数大， 平均温差平均温差最大，结构简单，最大，结构简单， 能承受高压，传热面能承受高压，传热面积可灵活变化，但易泄漏，金属耗量大。积可灵活变化，但易泄漏，金属耗量大。 应用应用 ： 流量不大、传热面积不多而要流量不大、传热面积不多而要求压强较高的场合。求压强较高的场合。 2.3.32.3.3蛇管式换热器蛇管式换热器油浆采样器（蛇管式）油浆采样器（蛇管式）制氮喷淋冷却器（蛇管式）制氮喷淋冷却器（蛇管式）特点：特点： 传热推动力大，传热效果好，便于检修和清洗。但传热推动力

4、大，传热效果好，便于检修和清洗。但喷喷淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。淋不易均匀而影响传热效果，只能安装在室外。 用途：用途： 用于冷却或冷凝管内液体。用于冷却或冷凝管内液体。 2.3.4板式换热器结构：板式换热器结构： 由一组长方形的薄由一组长方形的薄金属板金属板 平行排列构成，平行排列构成，用框架夹紧组用框架夹紧组 装在支架装在支架上。两相邻流体板的上。两相邻流体板的 边边缘用垫片压紧，四角有缘用垫片压紧，四角有圆孔形成流体通道，冷圆孔形成流体通道，冷热流体在板片的两侧流热流体在板片的两侧流过，通过板片换热。过，通过板片换热。空压站板式换热器空压站板式换热器特点：特点： 传热效率

5、高，结构紧凑，传热效率高，结构紧凑， 操作灵操作灵活，安装检修方便。活，安装检修方便。 但耐温、耐但耐温、耐压性较差，易渗压性较差，易渗 漏，处理量小。漏，处理量小。 应用：食品、轻工、化工。应用：食品、轻工、化工。结构：结构： 1翅片管束翅片管束 2物料进口分配管物料进口分配管 3物料流出集液管物料流出集液管 4支架支架 5风机风机催化干式空冷催化干式空冷特点：特点： 综合费用低于水冷综合费用低于水冷 空气不易结垢、不腐蚀设备空气不易结垢、不腐蚀设备 应用：应用： 初步冷却或高沸点馏分的初步冷却或高沸点馏分的 冷凝场合，适用于缺水地区。冷凝场合，适用于缺水地区。翅片管的断面翅片管的断面结构：

6、结构： 主要由壳体、管主要由壳体、管束、管板、束、管板、折流挡板和封头等组成。折流挡板和封头等组成。一种流体在管内流动，其一种流体在管内流动，其行程称为管程；另一种流行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称体在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为为壳程。管束的壁面即为传热面。传热面。管壳式换热器管壳式换热器2.3.6.1固定管板式固定管板式 壳体及传热管壁温壳体及传热管壁温 度之差大于度之差大于5050 C C，加，加 补偿圈，也称补偿圈，也称膨胀节，膨胀节， 当壳体和管束之间有当壳体和管束之间有 温差时，依靠补偿圈温差时，依靠补偿圈 的弹性变形来适应它的弹性变形来适应它 们之间的不同

7、的热膨们之间的不同的热膨 胀。胀。 特点：特点： 结构简单，成结构简单，成 本低，壳程检修和本低，壳程检修和 清洗困难，壳程必清洗困难，壳程必 须是清洁、不易产须是清洁、不易产 生垢层和腐蚀的介生垢层和腐蚀的介 质。质。 2.3.6.2浮头式浮头式 当壳体及管束因当壳体及管束因温度温度不同而引起热膨胀时，管不同而引起热膨胀时，管束连同浮头可在壳体内沿束连同浮头可在壳体内沿轴向自由伸缩，可完全消轴向自由伸缩，可完全消除热应力。除热应力。 特点：特点： 结构较为复杂，成本结构较为复杂，成本高，消除了温差应力，是高，消除了温差应力，是应用较多的一种结构形式。应用较多的一种结构形式。 浮头式换热器管束

8、浮头式换热器管束2.3.6.3 U型管式型管式 把每根管子都弯成把每根管子都弯成U U形，两端固定在同一管板上，每形，两端固定在同一管板上，每根管子可根管子可自由伸缩，来解决热补偿问题。自由伸缩，来解决热补偿问题。 特点：特点： 结构较简单，管程不易清洗，常为洁净流体，适用于高压气结构较简单，管程不易清洗，常为洁净流体，适用于高压气体的换热体的换热 。2.4列管式换热器的选用列管式换热器的选用2.4.1列管式换热器流体流道的选择列管式换热器流体流道的选择1）不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。）不洁净或易结垢的液体宜在管程，因管内清洗方便。2）腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受

9、到腐蚀。）腐蚀性流体宜在管程，以免管束和壳体同时受到腐蚀。3）压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。）压力高的流体宜在管内，以免壳体承受压力。4）饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，而且冷凝液容易排出。）饱和蒸汽宜走壳程，饱和蒸汽比较清洁，而且冷凝液容易排出。5）流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。）流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜。6）需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。）需要被冷却物料一般选壳程，便于散热。7）有毒的液体宜走管程。）有毒的液体宜走管程。2.4.2.1流体流速的选择流体流速的选择 2.4.2列管换热器内常用的流速范围列管换热器内常用的流速范围流体流体 种类种类 流速流速

10、m/s m/s 管程管程 壳程壳程 一般液体一般液体 宜结垢液体宜结垢液体 气体气体 0.50.50.3 0.3 1 1 5 530 30 0.20.21.5 1.5 0.5 0.5 3 315 15 2.4.2.2不同粘度液体在列管换热器中流速（在钢管中）不同粘度液体在列管换热器中流速（在钢管中） 液体粘度液体粘度mPa.s mPa.s 最大流速最大流速m/s m/s 1500 1500 10001000500 500 500500100 100 10010053 53 35351 1 1 1 0.6 0.6 0.75 0.75 1.1 1.1 1.5 1.5 1.8 1.8 2.4 2.4

11、 2.4.3管子的规格和排列方式管子的规格和排列方式 管子的规格管子的规格 19192mm2mm和和 25252.5mm 2.5mm 管长：管长：1.51.5、2.02.0、3.03.0、6.0m 6.0m L/D=4L/D=4 排列方式：正三角形、正方形直列和错列排列。排列方式：正三角形、正方形直列和错列排列。 2.4.4折流挡板及板间距折流挡板及板间距圆缺形圆缺形 圆盘形圆盘形 为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目 及管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体及管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体 短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流 通过管束，使湍动程度大为增加。通过管束，使湍动程度大为增加。 a.a.切除过少切除过少 b.b.切除适当切除适当 c.c.切除过多切除过多 挡板切除对流动的影响挡板切除对流动的影响 一般取挡板间距为壳体内径的一般取挡板间距为壳体内径的0.21.0 倍。我国系列标准中采用的板间距为：固倍。我国系列标准中采用的板间距为：固定管板式有定管板式有150