换热器基础知识.ppt

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1、换热器基础知识一、概述二、换热器的分类与结构形式三、换热器的选型和提高热效率的途径四、板式换热器的常见问题与维修目录一、概述1、换热器的定义以在两种流体之间用来传递热量为基本目的的装置统称换热设备，又称换热器（热交换器）。2、功能主要功能是保证工艺过程对介质所要求的特定温度，同时也是提高能源利用率、回收利用余热、废热和低位热能。3、应用换热器的应用十分广泛，它是化工、炼油、动力、原子能、轻工、食品制药和机械制造等行业广泛使用的一种通用设备。换热器既可是一种单独的设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的热交换器。二、换热器的分类与结构型式2.1、

2、换热器的分类2.1.1按作用原理和传热方式分类1）直接接触式换热器冷热流体直接接触，相互混合传递热量。特点是结构简单，传热效率高。适用于冷热流体允许混合的场合，如凉水塔、洗涤塔文氏管及喷射冷凝器等。2）蓄热式换热器借助热容量较大的固体蓄热体，将热量由热流体传给冷流体。当蓄热体与热流体接触时，从热流体接受热量，然后与冷流体接触，将热量传递给冷流体，从而达到换热目的。特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能避免冷热两种流体的混合。适用于高温气体热量的回收与冷却。如回转式空气预热器。3）间壁式换热器（表面式换热器、间接式换热器）冷热流体被固体避免隔开，互不接触，热量由热流体通过壁面传递给

3、冷流体。形式多样。应用广泛。适用于冷、热流体不允许混合的场合。如各种管壳式、板式换热器。2.1.2、按用途分类1）加热器用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热过程中不发生相变。2）预热器用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。3）过热器用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。4）蒸发器用于加热液体，使其蒸发汽化。5）再沸器用于加热已被冷凝的液体，使其再受热汽化。为蒸馏过程专用设备。6）冷却器用于冷却流体，使其达到所需温度。7）冷凝器用于冷凝饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。2.1.3、按传热面形状和结构分类1）管式换热器通过管子壁面进行传热的换热器。按传热管的结构形式可分为管壳式

4、换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、翅片式换热器等。应用广泛。2）板式换热器通过板面进行传热的换热器。按传热板的结构形式可分为平板式、螺旋板式、板翅式换热器等3）特殊形式换热器根据工艺特殊要求而设计的具有特殊结构的换热器。如回转式、热管、同流式换热器等。2.1.4、按所用材料分类1）金属材料换热器由金属材料加工制成的换热器。因金属材料导热系数大，故此类换热器的传热效率高。2）非金属材料换热器由非金属材料加工制成的换热器。常用的材料有石墨、玻璃、塑料、陶瓷等。因非金属材料导热系数小，故此类换热器的传热效率低。常用于具有腐蚀性的流体。2.2、换热器的结构形式2.2.1、管式换热器的结构

5、形式2.2.1.1、列管式换热器（管壳式换热器）它结构比较紧凑，单位体积所具有的传热面积大（40～150平方米/立方米），传热效果好，适应性强，操作弹性较大，尤其适用于高温、高压和大型装置中，是管式换热器中应用最普遍的换热器。在列管换热器中，由于管内外流体温度不同，使管束和壳体的受热程度不同，导致它们的热膨胀程度出现差别。若两种流体温差较大，就可能由于热应力而引起设备变形，管子弯曲甚至破裂，严重时从管板上脱落。因此，当两种流体的温度超过50℃时，就应当从结构上考虑热膨胀的影响，采取相应的热补偿措施。根据热补偿方式的不同，列管换热器分为三种形式：2.2.1.2、蛇管式换热器2.2.1

6、.3、套管式换热器2.2.1.4、翅片管式换热器2.2.2、板式换热器二十世纪20年代，APV公司设计了可以成批生产的板式换热器，板式换热器得以发展，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑，传热效果好，因此陆续发展为多种形式。30年代初，瑞典首次制成螺旋板换热器。接着英国用钎焊法制造出一种由铜及其合金材料制成的板翅式换热器，用于飞机发动机的散热。30年代末，瑞典又制造出第一台板壳式换热器，用于纸浆工厂。在此期间，为了解决强腐蚀性介质的换热问题，人们对新型材料制成的换热器开始注意，如316L、254SMO、镍、哈氏合金以及钛等逐渐应用于换热器板材。上世纪60年代左右，由于空

7、间技术和尖端科学的迅速发展，迫切需要各种高效能紧凑型的换热器，再加上冲压、钎焊和密封等技术的发展，换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑型板面式换热器的蓬勃发展和广泛应用。此外，自60年代以后，为了适应高温和高压条件下的换热和节能的需要，焊接式换热器和板壳式换热器的也得到了快速发展。我国从1960年开始研制板式换热器，上世纪八、九十年代迅速发展，到目前为止，国内已有近百家板式换热器生产厂家，板框式换热器、板翅式换热器、钎焊式换热器、全焊接板壳式换热器等产品已用于