换热设备基础知识

换热器培训课件(多应用)换热器培训课件一、引言换热器是工业生产过程中重要的热能交换设备，广泛应用于石油、化工、制药、食品、电力等领域。

换热器的设计、制造、安装和维护对企业的生产效率和经济效益具有重要影响。

为了提高员工对换热器的了解和应用能力，本培训课件将介绍换热器的基本原理、分类、结构、性能、选型及维护等方面的知识。

二、换热器的基本原理1.热传递方式（1）对流换热：流体与固体表面之间的热量传递，主要受流体流速、温差、流体性质等因素影响。

（2）导热换热：固体内部的传热，主要受材料导热系数、温度梯度、几何尺寸等因素影响。

（3）辐射换热：物体表面之间的热量传递，主要受物体表面温度、颜色、形状等因素影响。

2.换热器的传热方程Q=U×A×ΔT×τ其中，Q表示热量（W）；U表示总传热系数（W/(m²·K)）；A表示传热面积（m²）；ΔT表示温差（K）；τ表示时间（s）。

三、换热器的分类与结构1.按热流体与冷流体的流动方式分类（1）顺流式换热器：热流体与冷流体在换热器内同向流动。

（2）逆流式换热器：热流体与冷流体在换热器内反向流动。

（3）错流式换热器：热流体与冷流体在换热器内呈交叉流动。

（4）混合流式换热器：热流体与冷流体在换热器内呈混合流动。

2.按传热方式分类（1）直接接触式换热器：热流体与冷流体直接接触进行换热。

（2）间壁式换热器：热流体与冷流体通过换热器壁进行换热。

3.换热器的结构（1）壳体：用于容纳换热管束，承受工作压力。

（2）管束：由多根换热管组成，用于实现热流体与冷流体之间的热量交换。

（3）管板：用于连接换热管与壳体，并传递热量。

（4）折流挡板：用于引导流体流动，增加流体湍流程度，提高传热效率。

四、换热器的性能与选型1.换热器的性能指标（1）传热系数：表示单位时间内单位面积上的热量传递能力。

（2）压降：表示流体在换热器内流动时产生的压力损失。

换热站设备知识讲解1、换热站设备简介：换热站设备是指连接于一次网和二次网并装有用户连接的有关设备、仪表和控制设备的机房，是热量交换、热量分配以及系统监控的枢纽。

一次网：指连接于热电厂换热首站（或大型区域锅炉房）与换热站之间的管网。

二次网：指连接于换热站与热用户之间的管网。

2、换热站主要设备包括：① 换热器：转换供热介质种类，改变供热介质参数的设备。

② 循环泵：为二次循环回水提供动力的设备。

③ 除污器：对系统介质的杂质进行过滤器清理的设备。

④ 补水泵：对系统介质的损失进行补充的设备。

⑤ 疏水器：自动的排除加热器设备或蒸汽管道中的凝结水及空气等不凝结气体且不漏出蒸汽的设备。

⑥ 水箱：储备补水水源、自来水、凝结水的设备。

⑦ 配电设备：主要对泵等设备控制和监控作用。

⑧ 计量设备：对供热进行参数进行统计计算的作用。

其他：各类阀门，如闸阀、截止阀等3、换热站的供热系统包括哪些部分？① 热源，②供热热网，③热用户。

4、换热站的工作原理是什么？换热站的工作原理是：一次网热源通过管道送到换热站，并进入换热器内，通过换热器的换热，将一次网热源交换到二次网供热管道内，二次网供热管道引出至热用户。

二次网回水经过过滤器除污，经由循环进入换热器，被蒸汽或高温水加热后进行供热，蒸汽或高温水进入换热器后，变成凝结水或高温回水，返回热源，进行一、二次网供热系统的循环。

补水泵将软水打入系统中以保持系统压力恒定。

5、换热站的分类① 根据热网输送的热媒不同，分为：热水供热换热站和蒸汽供热换热站；② 根据服务对象不同，可分为工业换热站和民用换热站；③ 根据换热站的位置和功能不同，分为用户换热站（点）和区域性换热站。

6、换热站水泵的选型流程？根据总负荷和供回水温度算出循环水泵流量，根据供热半径和换热站阻力及末端阻力计算循环水泵扬程，根据楼高计算补水泵扬程（楼高加3-5m），依据循环水泵流量计算补水泵流量（系统总循环量的3%-5%）。

7、换热站的热水采暖系统有哪些优点？热能利用率高，输送时无效损失小，散热设备不易腐蚀，使用周期长，且散热设备表面温度低，符合卫生要求，系统操作方便，运行安全，易于实现供水温度的集中调节，系统蓄热能力高，散热均衡，适于远距离输送。

一、换热器的定义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。

二、换热器的分类与结构换热器按用途分类可以分为：冷却器、冷凝器、加热器、换热器、再沸器、蒸气发生器、废热(或余热)锅炉。

按换热方式可以分为：直接接触式换热器（又叫混合式换热器）、蓄热式换热器和间壁式换热器。

下面主要介绍一下按换热方式分类的换热器：1、直接接触式换热器直接接触式交换器是依靠冷、热流体直接接触而进行传热的，这种传热方式避免了传热间壁及其两侧的污垢热阻，只要流体间的接触情况良好，就有较大的传热速率。

故凡允许流体相互混合的场合，都可以采用混合式热交换器，例如气体的洗涤与冷却、循环水的冷却、汽-水之间的混合加热、蒸汽的冷凝等等。

它的应用遍及化工和冶金企业、动力工程、空气调节工程以及其它许多生产部门。

常用的混合式换热器有：冷却塔、气体洗涤塔、喷射式换热器和混合式冷凝器。

2、蓄热式换热器蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备。

内装固体填充物，用以贮蓄热量。

一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。

换热分两个阶段进行。

第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。

第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。

这两个阶段交替进行。

通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。

常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。

也用于化学工业，如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。

3、间壁式换热器此类换热器中，冷热俩流体间用一金属隔开，以便俩种流体不相混合而进行热量传递。

在化工生产中冷热流体经常不能直接接触，故而间壁式换热器是最常用的一种换热器。

换热器基础必学知识点
以下是换热器基础的一些必学知识点：
1. 热传导：介质中的热能通过分子间的碰撞传递的现象，即由高温区到低温区的传导。

热传导正比于温度梯度和介质的热导率。

2. 对流传热：介质周围的流体通过对流现象将热能传递出去。

对流传热正比于流体的流速、温度差和传热系数。

3. 辐射传热：通过辐射形式将热能传递出去，不需要介质的存在。

辐射传热正比于表面的辐射率、温度差和黑体辐射功率。

4. 传热方程：换热器中的传热可以通过传热方程来描述，常用的传热方程有热传导方程（Fourier定律）和对流换热方程（Newton冷却定律）。

5. 传热系数：描述换热器界面传热能力的物理量，是传热率与温度差之间的比例关系。

传热系数决定了传热的效率和速率。

6. 换热器类型：常见的换热器类型有壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等，根据不同的工艺需求选择适合的换热器类型。

7. 换热器设计：换热器的设计要考虑流体流量、温度差、传热系数、换热面积等因素，并进行热力学和动力学计算。

8. 热媒介选择：根据不同的工艺要求选择适合的热媒介，并考虑其传热性能、耐腐蚀性和成本等因素。

9. 损失：换热器中存在一定的传热损失，包括壁面传热损失、传热介质的流动损失和泄漏损失等，需要进行合理的设计和控制。

10. 性能评价：换热器的性能评价包括换热效率、效果、能耗等指标的考核和比较，以提高换热器的工作效率和经济性。

以上是换热器基础必学的知识点，掌握了这些知识可以更好地理解和应用换热器的原理和设计。

换热设备相关资料
换热设备是指用于实现热量传递的机械设备，通常用于加热、冷却或控制流体温度。

换热设备包括各种形式的换热器，如板式换热器、壳管式换热器、换热管等，也包括换热泵、换热器组件等。

换热设备的基本原理是利用热交换介质和传热面之间的温度差，通过传热过程实现热量的传递。

在使用过程中，热源流体和热负载流体通过换热设备分别进入换热介质的两端，经过传热面的热传递，实现热量的交换。

热源流体通常是高温的热源介质，如蒸汽、高温水等，而热负载流体则是需要加热或冷却的流体，如空气、水、油等。

换热设备的应用领域非常广泛，包括工业生产、暖通空调、核能工程、化工及制药等行业。

在工业领域，换热设备常常用于加热或冷却生产过程中的流体介质，以实现能源的高效利用及工艺条件的控制。

在暖通空调领域，换热设备则常用于建筑空调系统中的供暖、制冷及通风过程中，以提高室内舒适度并满足人们的生活需求。

随着科学技术的不断发展和进步，换热设备的技术水平也在不断提高。

新型的换热设备在材料、结构、工艺等方面不断创新，使得换热效果更好、能耗更低、维护更方便，更符合人们对环保与节能的需求。

同时，新型换热设备的应用范围也在不断扩大，为各个行业提供更多更好的选择。

总之，换热设备作为实现热能转换和传递的重要设备，在工业
生产和日常生活中具有不可替代的作用。

随着科技的不断推进，换热设备将会迎来更多的发展机遇，为人们的生活和生产带来更多便利和效益。

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石油化工换热设备的基础知识换热设备是石油、化工等广泛应用的主要设备之一，约占工艺设备总台数的30~70%，占工艺设备总重量的25~50%，占工艺设备总投资的12~20%，在工艺生产操作中对工艺参数的调节，生产稳定性起着重要的作用。

1. 分类1.1 按用途分类：换热器、冷凝器、蒸发器、冷却器、加热器1.1.1 换热器：两种温度不同的流体进行热量的交换，使一种流体降温而另一种流体升温，以满足各自的需要，充分回收热量。

1、1、2冷凝器：在两种温度不同的流体进行热量的交换中，有一种流体是从气态被冷凝成为液态，温度变化不大，为冷凝器。

1、1、3冷却器：凡是热量不回收利用，单纯只要一种流体冷却的换热器，为冷却器。

1.2 按结构型式分类：管式换热设备、板式式换热设备1.2.1 管式换热设备：管壳式换热设备、套管式换热设备、水浸式冷却器、空气冷却器。

1.2.2 管壳式换热设备特点：在圆筒形外壳中装有管束，一种流体在管内流动，另一种流体在管外流动。

可分为：固定管板式、带膨胀节的固定管板式、浮头式、u形管式、填函式。

天然气制氢装置换热设备结构型式主要为固定管板式（131-C、1110-C、1109-C等）、带膨胀节的固定管板式（105-UC2）、u形管式（1111-C、130-CA/CB、1105-C等）。

2. 主要参数压力除注明者外，压力均指表压力。

2.1.1 工作压力工作压力指在正常工作情况下，换热器管、壳程顶部可能达到的最高压力。

2.1.2 设计压力设计压力指设定的换热器管、壳程顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。

2.1.3 试验压力试验压力指在压力试验时，换热器管、壳程顶部的压力。

2.2 温度2.2.1 设计温度设计温度指换热器在正常工作情况下，设定的元件金属温度(沿元件金属横截面的温度平均值)，设计温度与设计压力一起作为设计载荷条件。

在任何情况下，元件金属的表面温度不得超过材料的允许使用温度。