换热器讲座.描述课件.ppt

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1、换热器设计讲座主要内容I换热器的分类及特点II管壳式换热器设计III换热器设计软件介绍IV标准与规范VHTRI实例I换热器的分类及特点间壁式换热器列管式换热器.swf冷、热流体被固体传热表面隔开，而热量的传递通过固体传递面而进行。适于冷、热流体不允许混和的场合。直接接触式换热器气体冷却塔.swf冷、热流体直接接触进行热量交换。特点是结构简单，传热效率高。适于冷、热流体允许混和的场合。如凉水塔、洗涤塔、文氏管及喷射冷凝器等。蓄热式换热器蓄热室.swf冷、热流体交替通过传热表面，冷流体通过时贮存冷量，热流体通过时取走冷量。特点是结构简单，可耐高温，体积庞大，不能完全避免两种流体的混和。

2、适于高温气体热量的回收或冷却。如回转式空气预热器。1.按换热原理分：换热器的分类及特点2.按用途分加热器：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。预热器：用于流体的预热，以提高整套工艺装置的效率。过热器：用于加热饱和蒸汽，使其达到过热状态。蒸发器：用于加热液体，使其蒸发汽化。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。冷却器：用于冷却流体，使其达到所需温度。冷凝器：用于冷却凝结性饱和蒸汽，使其放出潜热而凝结液化。换热器的分类及特点3.按结构分：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换热器、蛇管式换热器、套管

3、式换热器、翅片式换热器等。应用最广。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、热板式换热器等。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。板式换热器的传热效率虽然较高，但由于其强度低，密封性能差，故其应用受到了限制。在石油、化工工业中应用较多的是管壳式换热器。换热器的分类及特点——管式换热器1.管壳式换热器结构紧凑，单位体积所具有的传热面积较大传热效果好，适应性强，操作弹性大，尤其适用于高温、高压和大型装置中，是应用最普遍的换热器。在管壳式换热器中，由于管内外流体温度不同，使管束和壳体的受热

4、程度不同，导致它们的热膨胀程度出现差别。若两流体温差较大，就可能由于热应力而引起设备的变形，管子弯曲甚至破裂，严重时从管板上脱落。因此当两流体的温度差超过50℃时，就应从结构上考虑热膨胀的影响，采取相应的热补偿措施。根据热补偿方法的不同，分为三种形式：(1)固定管板式换热器1.挡板2.补偿圈3.放气嘴特点:管子、管板、壳体三者刚性连接,结构简单、紧凑,造价便宜,应用较广缺点:壳程清洗和检修困难适用:两流体温差小于70℃，壳程流体压强小于0.6MPa的场合。对温差稍大时可在壳体的适当部位焊上补偿圈(或称膨胀节)，通过补偿圈发生弹性变形(拉伸或压缩)来适应外壳和管束不同的膨胀程度，如图

5、示。换热器的分类及特点——管式换热器(2)浮头式换热器浮头式换热器.swf特点:一块管板与壳体螺栓固定,另一块管板相对于壳体自由移动如图示。这种结构不但可完全消除热应力，而且在清洗和检修时整个管束可以从壳体中抽出。应用较为普遍。缺点:结构复杂，造价高，（比固定式高约20%）,浮头处若密封不严会造成两种流体混合。适用:冷热流体温差较大（一般冷流进口与热流进口温差可达110℃），介质易结垢需要清洗的场合。1.管程隔板2.壳程隔板3.浮头换热器的分类及特点——管式换热器(3)U型管式换热器U型管.swf特点:将每根管子都弯成U型状,两端固定在同一管板的两侧,管板用隔板分成两室,如图示。这

6、种结构使得每根管子可以自由伸缩，与其它管子和壳体无关，从而解决了热补偿问题。这种换热器结构简单,造价低,管束可抽出,管外清洗方便。缺点:管束对管板无支撑作用,所需管板厚,管内清洗不便,常振动,管板布管少,管板利用率低,管外流体常短路,内层损坏不易更换,堵管后管子报废率高。适用:冷热流体温差较大、管内走清洁不易结垢的高温、高压、腐蚀性较大的流体的场合。1.U形管2.壳程隔板3.管程隔板换热器的分类及特点——管式换热器2.蛇管式换热器蛇管多以金属管弯绕而成，或制成适应各种容器需要的形状，沉浸在容器中。两种流体分别在管内外流动通过蛇管表面进行换热。优点是结构简单，制造方便，能承受高压，可

7、用耐腐蚀材料制造。缺点是容器内液体湍动程度低，管外对流传热系数小，传热效果可通过增设搅拌提高，此外传热面积有限。用于传热量不大的容器中。(1)沉浸式蛇管换热器沉浸蛇管换热器.swf换热器的分类及特点——管式换热器(2)喷淋式蛇管换热器喷淋式换热器.swf将蛇管成排地固定在支架上，冷却水由最上层管的喷淋装置中均匀淋下，沿管表面流过，与管内热流体换热。优点是传热效果较沉浸式好，传热面积大而且可以改变，检修和清洗方便。缺点是喷淋不易均匀。主要用于管内流体的冷却，常设置在室