四种换热器的结构特点及优缺点
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基础知识一、板式换热器:一)、优点:传热效率高,对数温差大。
重量轻,占地面积小,清洗方便,容易改变换热面积或流程组合,适用于多种介质换热。
二)、缺点:工作压力v2Mpa,工作温度V200°C不适用于易堵塞介质。
承温:・160°C~225°C承压:35bar技术参数:板材:AISI316/SUS304等钎焊剂:纯度99.9%铜或银接口连接方式:螺纹、焊接、法兰等。
垫片材料EPDM、NBR胶片。
二、空气换热器:钢制绕片翅片管散热器三、容积式换热器注:碳钢在70%以上的浓硫酸中腐蚀轻微,60%以下稀硫酸中腐蚀严重。
铅对65%以下稀硫酸中耐腐蚀性强,在浓硫酸中腐蚀严重。
硝酸,强烈腐蚀铜,不腐蚀不锈钢,盐酸,腐蚀铜,也腐蚀不锈钢,氯离子,使不锈钢产生晶间腐蚀,变脆。
换热器选型主要因素:1、热负荷及流量大小2、流体的性质3、温度、压力及允许压降的范围4、对清洗、维修的要求5、设备结构、维修的要求6、价格、使用安全性和寿命7、其他:结构强度,材料来源,加工条件,密封性, 安全性等8、板版材质有不锈钢、钛及钛合金、银及鎳铜合金、310S等材B30合金、哈氏合金、蒙乃尔合金、换热器技术问答1.换热设备如何分类?答:按《石油化工总公司设备分类目录》可分为:(1)管壳式换热器(2)套管式换热器(3)水浸式换热器(4)喷淋式换热器(5)凹转(蛇管)式换热器(6)板式换热器(7)板翅式换热器(8)管翅式换热器(9)废热锅炉(10)其他2.换热器是如何传热的?答:在故普遍的间壁式换热器中,主要是传导和对流两种传热方式。
热流体先用对流给热的方式将热最传给管壁的一侧,再以传导的方式将热最从管壁一侧传过另一•侧,最后管壁另一侧乂以对流给热方式将热量传给了冷流体,从而完成了换热器的传热过程。
3.介质流速对换热效果有何影响?答:介质在换热器内的流速越人,其传热系数也越人。
因此提高介质在换热器内的流速可以大大提高换热效果,但增加流速带来的负面影响是增大了通过换热器的压力降,增加了泵的能量消耗,所以要有一定的适宜范围。
3、四种换热器的结构特点及优缺点。
(1)固定管板式换热器组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点:管板与壳体之间采用焊接连接。
两端管板均固定,可以是单管程或多管箱,管束不可拆,管板可延长兼作法兰。
优点:结构简单,制造方便,在相同管束情况下其壳体内径最小,管程分程较方便。
缺点:壳程无法进行机械清洗,壳程检查困难,壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力,即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
(2)浮头式换热器组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。
结构特点:一端管板与壳体固定,另一端管板(浮动管板)与壳体之间没有约束,可在壳体内自由浮动。
只能为多管程,布管区域小于固定管板式换热器,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。
优点:不会产生温差应力,浮头可拆分,管束易于抽出或插入,便于检修和清洗。
缺点:结构较复杂,操作时浮头盖的密封情况检查困难。
(3)U形管式换热器组成:管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点:只有一个管板和一个管箱,壳体与换热管之间不相连,管束能从壳体中抽出或插入。
只能为多管程,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。
总重轻于固定管板式换热器。
优点:结构简单,造价较低,不会产生温差应力,外层管清洗方便。
缺点:管内清洗因管子成U形而较困难,管束内围换热管的更换较困难,管束的固有频率较低易激起振动。
(4)填料函式换热器组成:管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。
结构特点:一侧管箱可以滑动,壳体与滑动管箱之间采用填料密封。
管束可抽出,管板不兼作法兰。
优点:填料函结构较浮头简单,检修清洗方便;无温差应力,(具备浮头式换热器的优点,消除了固定管板式换热器的缺点)。
缺点:密封性能较差,不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。
各种换热器的原理、特点及适用范围一、T 型翅片管一、原理及特点1、原理T型翅片管是由光管经过滚轧加工成型的一种高效换热管。
其结构特点是在管外表面形成一系列螺旋环状T型隧道。
管外介质受热时在隧道中形成一系列的气泡核,由于在隧道腔内处于四周受热状态,气泡核迅速膨大充满内腔,持续受热使气泡内压力快速增大,促使气泡从管表面细缝中急速喷出。
气泡喷出时带有较大的冲刷力量,并产生一定的局部负压,使周围较低温度液体涌入T型隧道,形成持续不断的沸腾。
这种沸腾方式在单位时间内,单位表面积上带走的热量远远大于光管,因而这种管型具有较高的沸腾传热能力。
2、特点⑴传热效果好。
在R113工质中T管的沸腾给热系数比光管高1.6-3.3倍。
⑵常规的光管换热器,只有当热介质的温度高于冷介质的沸点或泡点12℃-15℃时,冷介质才会起泡沸腾。
而T型翅片管换热器只需2℃-4℃的温差,冷介质就可沸腾,且鼓泡细密、连续、快速,形成了与光管相比的独特优势。
⑶以氟利昂11为介质的单管实验表明,T型管沸腾给热系数可达光管的10倍;以液氨为介质的小管束实验结果,总传热系数为光管的2.2倍;C3、C4烃类分离塔的再沸器工业标定表明,低负荷时,T 型管总传热系数比光滑管高50%,大负荷时高99%。
⑷较铝多孔表面传热管的价格便宜。
⑸由于隧道内部的气液扰动非常激烈以及气体沿T缝高速喷出,因而无论是T型槽内部还是管外表面,都不易结垢,这一点保证了设备能长期使用而传热效果不会受到结垢的影响。
二、应用场合只要壳侧介质比较干净、无固体颗粒、无胶质,均可采用T型翅片管作换热元件,形成T型翅片管式高效换热器,以提高壳侧沸腾传热效果。
二、低螺纹翅片管一、原理及特点1、原理低螺纹翅片管是普通换热管经轧制在其外表面形成螺纹翅片的一种高效换热管型,其结构如图所示:这种管型的强化作用是在管外。
对介质的强化作用一方面体现在螺纹翅片增加了换热面积;另一方面是由于壳程介质流经螺纹管表面时,表面螺纹翅片对层流边层产生分割作用,减薄了边界层的厚度。
各种类型换热器结构原理及特点(图文并茂)板式换热器的构造原理、特点板式换热器是由许多波纹形的传热板片,按一定的间隔,通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。
板片组装时,两组交替排列,板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好,其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道,换热板片压成各种波纹形,以增加换热板片面积和刚性,并能使流体在低流速成下形成湍流,以达到强化传热的效果。
板上的四个角孔,形成了流体的分配管和泄集管,两种换热介质分别流入各自流道,形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。
板式换热器结构图螺旋板式换热器的构造原理、特点“螺旋板式换热器是用薄金属板压制成具有一定波纹形状的换热板片,然后叠装,用夹板、螺栓紧固而成的一种换热器。
工作流体在两块板片间形成的窄小而曲折的通道中流过。
冷热流体依次通过流道,中间有一隔层板片将流体分开,并通过此板片进行换热。
螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽-汽、汽-液、液-液,对液传热。
”结构形式可分为不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式及可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图列管式换热器的构造原理、特点列管式换热器(又名列管式冷凝器),按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热面积1~500m2,可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图管壳式换热器的构造原理、特点管壳式换热器(shell and tube heat exchanger)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。
这种换热器结构简单、造价低、流通截面较宽、易于清洗水垢;但传热系数低、占地面积大。
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,是应用最广的类型。
管壳式换热器有固定管板式汽-水换热器、带膨胀节管壳式汽-水换热器、浮头式汽-水换热器、U形管壳式汽-水换热器、波节型管壳式汽-水换热器、分段式水-水换热器等几种类型。
换热器类型及相关特点说明化工工业中不同介质之间存在有大量热交换, 其中很大部分的热交换是通过换热器来完成的。
换热设备是化肥,化工,炼油工业及其他许多工业部门应用最广泛的设备, 在化工企业的建设中换热设备占总投资很大比重。
因此保证换热设备安全运行对其维护和检修质量是非常重要的。
1 管壳式换热器的类型特点常用的管壳式换热器有固定管饭式、浮头式和“U ”型管式。
(1)固定管板式换热器是将两端管板直接与壳体焊接在一起。
主要由外壳、管板、管束、封头等主要部件组成。
壳体中设置有管束,管束两端采用焊接、胀接或胀焊并有的方法将管子固定在管板上,管板外周围和封头法兰用螺栓紧固。
固定管板式换热器的结构简单、造价低廉、制造容易、管程清洗检修方便,但壳程清洗困难,管束制造后有温差应力存在。
当换热管与壳体有较大温差时,壳体上还应设有膨胀节。
(2)浮头式换热器一端管板固定在壳体与管箱之间, 另一端管板可以在壳体内自由移动,也就是壳体和管束热膨胀可自由。
故管束和壳体之间没有温差应力。
一般浮头可拆卸,管束可以自由地抽出和装入。
浮头式换热器的这种结构可以用在管束和壳体有较大温差的工况。
管束和壳体的清洗和检修较为方便, 但它的结构相对比较复杂,对密封的要求也比较高。
(3)U形管式换热器是将换热管炜成U形,两端固定在同一管板上。
由于壳体和换热管分开,换热管束可以自由伸缩,不会由于介质的温差而产生温差应力。
U形管换热器只有一块管板,没有浮头,结构比较简单。
管束可以自由的抽出和装入,方便清洗,具有浮头式换热器的优点,但由于换热管做成半径不等的U形弯,最外层换热管损坏后可以更换外,其它管子损坏只能堵管。
同时,它与固定管板式换热器相比,由于换热管受弯曲半径的限制它的管束中心部分存在空隙,流体很容易走短路,影响了传热效果。
2 管壳式换热器的失效形式换热器常见的损坏形式是腐蚀而泄露,壳体减薄。
腐蚀的部位主要在换热管、换热管与管板的连接处及壳体。
套管式换热器套管式换热器是一种常见的换热设备,广泛应用于化工、石油、电力、食品等行业。
它以其简单、高效、可靠的特点,在工业生产中发挥着重要的作用。
本文将从套管式换热器的原理、结构、应用以及优缺点等方面进行详细介绍。
一、套管式换热器的原理套管式换热器是一种以管内流体和管外流体之间的热交换为基本原理的换热设备。
在套管式换热器中,管内流体通常是冷凝剂或蒸汽,而管外流体则是需要被加热或冷却的工艺流体。
套管式换热器的工作原理是通过管内流体和管外流体之间的热交换来完成的。
管内流体在管内流动,而管外流体则在管外流动,两者之间通过套管进行热传递。
管内流体通过管壁传递热量给管外流体,从而实现热能的转移。
二、套管式换热器的结构套管式换热器的主要结构包括壳体、管束、端盖、法兰和支撑等组成部分。
1. 壳体:套管式换热器的壳体通常由碳钢、不锈钢或其他耐腐蚀材料制成,具有足够的强度和耐腐蚀性。
壳体内部被分为多个独立的流体通道,用于分隔管内流体和管外流体。
2. 管束:管束是套管式换热器的核心部件,由一根根金属管组成。
管束的材料通常是不锈钢、铜合金或钛合金等,具有良好的导热性能和抗腐蚀性能。
管束的排列方式可以是单列式、双列式或多列式,根据实际应用需求来选择。
3. 端盖:端盖是安装在壳体两端的部件,用于固定管束和密封壳体内部。
端盖通常由铸铁或钢板制成,具有足够的强度和密封性。
4. 法兰:法兰是套管式换热器的连接部件,用于连接壳体、管束和管道。
它通常由碳钢、不锈钢等材料制成,具有良好的密封性和承载能力。
5. 支撑:支撑是用于支撑套管式换热器的结构部件,以保证其稳定性。
支撑通常由钢结构或混凝土结构构成,具有足够的强度和稳定性。
三、套管式换热器的应用套管式换热器广泛应用于各个行业的生产过程中,常见的应用领域包括:1. 化工行业:套管式换热器在化工行业中用于加热或冷却各种化工物料,例如反应器的冷却、溶液的加热等。
2. 石油行业:套管式换热器在石油行业中用于石油精炼、裂化和合成等过程中的热能转移。
换热器的形式与优缺点一.换热器的概念换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,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.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。
换热设备因其用途不同,类型繁多,性能不一,但均可归结为管壳式结构和板式结构两大类。
二.换热器的工作原理换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质,而在容器内有管道穿过。
让热水从管道内流过。
由于管道内热水和容器内冷热水的温度差,会形成热交换,也就是初中物理的热平衡,高温物体的热量总是向低温物体传递,这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水,换热器又称热交换器。
三. 机械结构形式换热器的分类良多,可以按传热原理、结构和用途等进行分类,按其结构分类主要有管壳式和板式两种。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。
1、间壁式换热器的类型夹套式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;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釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.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.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。
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.蛇管换热器的优点是结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造;其缺点是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。
喷淋式换热器这种换热器是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,喷淋式换热器的传热效果大有改善。
十三种类型换热器结构原理及特点(图文并茂)展开全文一、板式换热器的构造原理、特点:板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。
板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间,在换热器内部就构成了许多流道,板与板之间用橡胶密封。
压紧板上有本设备与外部连接的接管。
板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成,四角冲有供介质进出的角孔,上下有挂孔。
人字形波纹能增加对流体的扰动,使流体在低速下能达到湍流状态,获得高的传热效果。
并采用特殊结构,保证两种流体介质不会串漏。
板式换热器结构图二、螺旋板式换热器的构造原理、特点:螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽-汽、汽-液、液-液,对液传热。
它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。
结构形式可分为不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式及可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器结构图三、列管式换热器的构造原理、特点:列管式换热器(又名列管式冷凝器),按材质分为碳钢列管式换热器,不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种,按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器,按结构分为单管程、双管程和多管程,传热面积1~500m2,可根据用户需要定制。
列管式换热器结构图四、管壳式换热器的构造原理、特点:管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。
广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。
特别是在石油炼制和化学加工装置中,占有极其重要的地位。
换热器的型式。
管壳式换热器结构图五、容积式换热器的构造原理、特点:钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济,并且技术上有保证。
它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性,即保证热交换器能承受一定工作压力,又使热交换器出水质量好。
钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。
钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空,因此产品出厂时均设有防真空阀。
此阀除非定期检修是绝对不能取消的。
部分真空的形成原因可能是排出不当,低水位时从热交换器,或者排水系统不良。
各种换热器工作原理和特点,值得收藏一、换热器1、U形管式换热器每根管子都弯成U形,固定在同一侧管板上,每根管可以自由伸缩,也是为了除去热应力。
性能特点:(1)优点此类换热器的特点是管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压本领强;管束可从壳体内抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜。
(2)缺点是管内清洗不便,管束中心部分的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
此外,为了弥补弯管后管壁的减薄,直管部分需用壁较厚的管子。
这就影响了它的使用场合,仅宜用于管壳壁温相差较大,或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢,高温、高压、腐蚀性强的情形。
2、沉浸式蛇管换热器沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器,是间壁式换热器种类之一。
依据管外流体冷却方式的不同,蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
(1)优点这是一种古老的换热设备。
它结构简单,制造、安装、清洗和维护和修理便利,便于防腐,能承受高压,价格低廉,又特别适用于高压流体的冷却、冷凝,所以现代仍得到广泛应用。
(2)缺点由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多,因此管外流体的表面传热系数较小。
为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。
3、列管式换热器冷流体走管内,热流体经折流板走管外,冷、热流体通过间壁换热。
性能特点:列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜,但管外不能机械清洗。
此种换热器管束连接在管板上,管板分别焊在外壳两端,并在其上连接有顶盖,顶盖和壳体装有流体进出口接管。
通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。
同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的,而管内管外是两种不同温度的流体。
因此,当管壁与壳壁温差较大时,由于两者的热膨胀不同,产生了很大的温差应力,以至管子扭弯或使管子从管板上松脱,甚至毁坏换热器。
6.7 换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。
化工生产中,换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用甚为广泛。
由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同,故换热器的类型也是多种多样。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类:混合式、蓄热式、间壁式。
6.7.1 直接接触式(混合式)在这类换热器中,冷热两种流体通过直接混合进行热量交换。
在工艺上允许两种流体相互混合的情况下,这是比较方便和有效的,且其结构比较简单。
直接接触式换热器常用于气体的冷却或水蒸汽的冷凝。
6.7.2 蓄热式蓄热式换热器又称为蓄热器,它主要由热容量较大的蓄热室构成,室中可填耐火砖或金属带等作为填料。
当冷、热两种流体交替地通过同一蓄热室时,即可通过填料将得自热流体的热量,传递给冷流体,达到换热的目的。
这类换热器的结构简单,且可耐高温,常用于气体的余热及其冷量的利用。
其缺点是设备体积较大,而且两种流体交替时难免有一定程度的混合。
6.7.3 间壁式这一类换热器的特点是在冷热两种流体之间用一金属壁(或石墨等导热性好的非金属)隔开,以使两种流体在不相混合的情况下进行热量交换。
由于在三类换热器中,间壁式换热器应用最多,因此下面重点讨论间壁式换热器。
(1)夹套式换热器结构:夹套装在容器外部,在夹套和容器壁之间形成密闭空间,成为一种流体的通道。
优点:结构简单,加工方便。
缺点:传热面积A小,传热效率低。
用途:广泛用于反应器的加热和冷却。
为了提高传热效果,可在釜内加搅拌器或蛇管和外循环。
(2)沉浸式蛇管换热器结构:蛇管一般由金属管子弯绕而制成,适应容器所需要的形状,沉浸在容器内,冷热流体在管内外进行换热。
优点:结构简单,便于防腐,能承受高压。
缺点:传热面积不大,蛇管外对流传热系数小,为了强化传热,容器内加搅拌。
(3)喷淋式换热器结构:冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来,沿管表面流下来,被冷却的流体从最上面的管子流入,从最下面的管子流出,与外面的冷却水进行换热。
6.7 换热器换热器是化工、石油、食品及其他许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。
化工生产中,换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用甚为广泛。
由于生产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同,故换热器的类型也是多种多样。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分为三大类:混合式、蓄热式、间壁式。
6.7.1 直接接触式(混合式)在这类换热器中,冷热两种流体通过直接混合进行热量交换。
在工艺上允许两种流体相互混合的情况下,这是比较方便和有效的,且其结构比较简单。
直接接触式换热器常用于气体的冷却或水蒸汽的冷凝。
6.7.2 蓄热式蓄热式换热器又称为蓄热器,它主要由热容量较大的蓄热室构成,室中可填耐火砖或金属带等作为填料。
当冷、热两种流体交替地通过同一蓄热室时,即可通过填料将得自热流体的热量,传递给冷流体,达到换热的目的。
这类换热器的结构简单,且可耐高温,常用于气体的余热及其冷量的利用。
其缺点是设备体积较大,而且两种流体交替时难免有一定程度的混合。
6.7.3 间壁式这一类换热器的特点是在冷热两种流体之间用一金属壁(或石墨等导热性好的非金属)隔开,以使两种流体在不相混合的情况下进行热量交换。
由于在三类换热器中,间壁式换热器应用最多,因此下面重点讨论间壁式换热器。
(1)夹套式换热器结构:夹套装在容器外部,在夹套和容器壁之间形成密闭空间,成为一种流体的通道。
优点:结构简单,加工方便。
缺点:传热面积A小,传热效率低。
用途:广泛用于反应器的加热和冷却。
为了提高传热效果,可在釜内加搅拌器或蛇管和外循环。
(2)沉浸式蛇管换热器结构:蛇管一般由金属管子弯绕而制成,适应容器所需要的形状,沉浸在容器内,冷热流体在管内外进行换热。
优点:结构简单,便于防腐,能承受高压。
缺点:传热面积不大,蛇管外对流传热系数小,为了强化传热,容器内加搅拌。
(3)喷淋式换热器结构:冷却水从最上面的管子的喷淋装置中淋下来,沿管表面流下来,被冷却的流体从最上面的管子流入,从最下面的管子流出,与外面的冷却水进行换热。
一般常见换热器结构、优缺点及适用范围浮头换热器结构:两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。
浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。
管束与壳体的热变形互不约束,不会产生热应力。
优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。
一端可自由浮动,无需考虑温差应力,可用于大温差场合。
缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。
浮头端结构复杂影响排管数。
浮头密封面在操作时,易产生内漏。
适用范围:适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多,由于内浮头结构限制了使用压力和温度一般情况Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。
固定管板换热器结构:管束连接在管板上,管板与壳体相焊。
优点:结构简单紧促,能承受较高压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时方便堵管或更换。
排管数比U 形管换热器多。
缺点:管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体和管束中将产生较大热应力,为此应需要设置柔性元件(如膨胀节)。
不能抽芯无法进行机械清洗。
不能更换管束,维修成本较高。
适用范围:壳程侧介质清洁不易结垢,不能进行清洗,管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
管壳式换热器的管子是换热器的基本构件,它为在管内流过一种流体和穿越管外的另一种流体之间提供传热面。
根据两侧流体的性质决定管子材料,将具有腐蚀性,水质差的海水放在管内流动,水质较好的除盐水放在管子外壳侧,这样管子只需采用耐海水腐蚀的钛管,同时清洗污垢较为方便,管径从传热流体力学角度考虑,在给定壳体内使用小直径管子,可以得到更大的表面密度但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层,尤其管内冷却水水质较差,泥沙和污物及海生物的存在,都可能会在管壁上形成沉积物,将传热恶化并使定期的清洗工作成为必要,管子清洗限制管径最小约为20 mm,钛管一般采Φ25 mm,对给定的流体,污垢形成主要受管壁温度和流速的影响,为得到合理的维修周期,管内侧水的流速应在2 m/s左右(视允许压降的要求)。
四种换热器的结构特点及优缺点
3、四种换热器的结构特点及优缺点。
(1)固定管板式换热器组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点:管板与壳体之间采用焊接连接。
两端管板均固定,可以是单管程或多管箱,管束不可拆,管板可延长兼作法兰。
优点:结构简单,制造方便,在相同管束情况下其壳体内径最小,管程分程较方便。
缺点:壳程无法进行机械清洗,壳程检查困难,壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力,即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
(2)浮头式换热器组成:管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。
结构特点:一端管板与壳体固定,另一端管板(浮动管板)与壳体之间没有约束,可在壳体内自由浮动。
只能为多管程,布管区域小于固定管板式换热器,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。
优点:不会产生温差应力,浮头可拆分,管束易于抽出或插入,便于检修和清洗。
缺点:结构较复杂,操作时浮头盖的密封情况检查困难。
(3)U形管式换热器组成:管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点:只有一个管板和一个管箱,壳体与换热管之间不相连,管束能从壳体中抽出或插入。
只能为多管程,管板不能兼作法兰,一般有管束滑道。
总重轻于固定管板式换热器。
优点:结构简单,造价较低,不会
产生温差应力,外层管清洗方便。
缺点:管内清洗因管子成U形而较困难,管束内围换热管的更换较困难,管束的固有频率较低易激起振动。
(4)填料函式换热器组成:管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。
结构特点:一侧管箱可以滑动,壳体与滑动管箱之间采用填料密封。
管束可抽出,管板不兼作法兰。
优点:填料函结构较浮头简单,检修清洗方便;无温差应力,(具备浮头式换热器的优点,消除了固定管板式换热器的缺点)。
缺点:密封性能较差,不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。