石油化工换热器基础知识

石油化工行业中换热器的种类及用途原理作者：董旭宇阎依强李想高鹏翔来源：《硅谷》2013年第16期摘要在石油化工行业中，换热器的应用非常广泛，是一种非常常见的换热设施，它占石油化工行业所有工艺设施投资的1/3以上。

基于此，有必要深入地研究石油化工行业中换热器的种类及用途原理，从而切实在一定程度上提升换热器的传热效率、降低换热设施的投资，最终实现石油化工行业经济效益和社会效益的最大化。

关键词石油化工行业；换热器；种类；用途原理中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0130-01在现阶段，在石油化工行业中，换热器的应用是非常广泛的。

接下来，本文将通过探索石油化工行业中换热器的种类及用途原理，旨在避免换热器过早损坏，提高石油化工行业的能源利用效率，防止不必要的停产停工问题的出现，并且避免由于换热器出现问题而导致的产品损失等问题的出现。

1 石油化工行业中的热管换热器通常情况下，热管换热器在石油化工行业中的回收废热的恶劣工况中的使用是非常广泛的，主要包括高含硫的燃料生产等恶劣工况。

在石油化工行业的生产工艺中，非常关键的设施就是高温加热和裂解设施，具体来说，在小分子烯烃生产中所选取的高温石油脑裂解炉，其排烟的温度能够达到200℃～400℃，而且，恶劣的工况也不利于工业生产所形成的尾气的排空。

空气预热热管式换热器能够借助于废气的余温来对于空气进行加热，从而起到助燃的作用，一方面能够起到节能降耗的作用，另一方面，也有利于回收尾气避免空气污染问题的恶化。

在当今时代，多种管式换热器组合的方式在国内外得到了普遍推广，从而能够取得节节能排流的良好效果。

2 石油化工行业中的螺旋折流板换热器螺旋折流板换热器是一种现代化的高效换热设施，在世界上众多的国家和地区都获得了广泛的应用。

自从20世纪50年代开始，我国的石油化工行业开始推广应用螺旋折流板换热器，与此同时，在20世纪60年代中期，实现了卷床卷制批量生产。

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。

石化行业换热器的种类及用途原理阐述随着近代低碳工业的不断发展，在工业领域相继出现了越来越多的新型高效的换热器。

而在当今社会的石油化工行业中，换热器的应用更是十分广泛。

在此大的环境背景下，深入地研究在石油化工方面换热器的工作原理及种类是十分必要的，避免因为换热器的损坏从而造成严重的经济损失。

1.热换器的概念及其发展现状换热器是在石油化工、电力冶金、能源制备等行业中应用十分广泛的单元设备之一，但在石油化工方面应用最为广泛。

换热器是将温度进行交换，从而达到热量交换的目的。

也就是可以将低温的媒介对高温的介质进行降温或者预冷，将高温的介质对低温的介质进行加热，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。

世界上最早出现的是板式换热器，随机又出现了螺旋板式换热器和板翅式换热器。

由于科技的发展，换热器的需求急剧上升，进入二十一世纪以后，世界上的换热器产业的技术水平得到迅速提升。

我国的换热器发展起步较晚，1963年制造出了中国第一台管壳式换热器，随后又研制了第一台板式换热器，第一台螺旋板式换热器。

二十世纪80年代后，以折流杆换热器、双壳程换热器、板壳式换热器为代表的高效换热器的出现，是源于在国内掀起了自主开发传热技术的热潮，极大地促进了我国热换器的发展进步。

目前换热器从大的分类角度上可以分为混合式、蓄热式和间壁式三类。

2.换热器的种类及用途原理2.1板式换热器板式換热器是使用时间最早，也是最为典型的间壁换热器，可以分为焊接式和可拆式两种类型，在换热器应用领域中占据主要地位。

板式换热器形成的原理是按照固定的间隔把一系列的波纹状薄板通过垫片紧压而形成，应对较高的压力以及较高的温度的一种换热器是高效板式换热器。

具体来说，焊接式板式换热器具备较强的便捷性、不易泄漏、耐高温高压、传热性能良好、价格便宜的优点，不易清洗是最主要的缺点，因此只适用于不结垢介质的换热环境。

可拆式换热器的工作原理是利用橡胶垫对换热片进行密封，同时在不同的换热场合都能够对换热片的数量进行比较灵活的增减。

HTRI培训教程：板式换热器1.概述板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，广泛应用于石油、化工、食品、制药等行业。

本教程旨在介绍板式换热器的工作原理、结构特点、选型计算、操作维护等方面的知识，帮助学员掌握板式换热器的设计、应用和维护技能。

2.工作原理（1）高效换热：波纹形板片增大了热交换面积，提高了换热效率。

（2）紧凑结构：板式换热器相较于壳管式换热器，具有体积小、重量轻的优势。

（3）灵活组合：板式换热器可根据工艺要求，增减板片数量，调整换热面积。

（4）易于清洗：板式换热器拆卸方便，可进行化学清洗或机械清洗。

3.结构特点（1）板片：波纹形板片是板式换热器的核心部件，常用材料有不锈钢、钛合金、铝等。

（2）夹紧装置：用于固定板片，保证板片在高温、高压下的密封性能。

（3）进出口接管：连接热介质和冷介质的管道，可实现多程布置。

（4）支架：用于支撑整个换热器，保证其稳定运行。

4.选型计算（1）确定工艺条件：明确热介质和冷介质的流量、温度、压力等参数。

（2）选择板片材料：根据介质性质、温度、压力等因素，选择合适的板片材料。

（3）计算换热面积：根据换热任务，计算所需换热面积。

（4）确定板片数量：根据换热面积和单张板片的换热面积，确定板片数量。

（5）校核压力降：确保换热器在设计工况下的压力降满足工艺要求。

5.操作维护（1）开机准备：检查设备各部件是否正常，确保管道畅通。

（2）运行监控：关注换热器进出口温度、压力等参数，及时调整工况。

（3）停机操作：按照工艺要求，缓慢降低热介质和冷介质的流量，直至设备停止运行。

（4）清洗保养：定期对板式换热器进行清洗，保持设备清洁，提高换热效率。

（5）故障排除：针对设备运行过程中出现的问题，及时分析原因，采取相应措施。

6.总结本教程介绍了板式换热器的工作原理、结构特点、选型计算、操作维护等方面的知识。

通过学习本教程，学员应掌握板式换热器的设计、应用和维护技能，为实际工程中的应用奠定基础。

列管式换热器的基本知识列管式换热器列管式换热器又称管壳式换热器，是目前石油化工生产中应用最广泛的一种换热器。

它与其它换热器相比，主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好，结构比较简单，处理能力大，适应性强，操作弹性大，尤其在高温、高压和大型装置中应用更为普遍。

列管换热器的构造原理：列管换热器主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。

一种流体在管内流动。

其行程称为管程；另一种流体在管外流动，其行程称为壳程。

管束的壁面为传热面。

为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与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，还可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。

列管换热器主要特点：1．耐腐蚀性：聚丙烯具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸，碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎直到100℃都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下均不溶解，一般烷、径、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用。

2．耐温性：聚丙烯塑料熔点为164-174℃，因此一般使用温度可达110-125℃。

3．无毒性：不结垢，不污染介质，也可用于食品工业。

4．重量轻：对设备安装维修极为方便。

列管换热器应用范围：本设备适用于在化工、轻工、冶金、制药、食品、化纤等工业中做各种用途的换热设备，尤宜于做冷凝器，代替原有的不锈钢，搪瓷、石墨、玻璃冷凝器。

使用后效果显著。

无锡市凌云换热器有效公司是生产列管式换热器的专业厂家，多年来，在各大专院校、科研单位的鼎立相助和各用户单位的大力支持下，已形成了一定规模的换热器生产体系。

该厂以优质的产品和完善的售后服务使企业树立了良好的形象，并得到广大用户的一致好评和信赖。

石油化工行业学习资料——工艺设备（基础）1、化工机械化工生产中所使用的机械设备的总称，包括化工设备与化工机器。

化工设备指静止设备，如各种塔、换热器；化工机器指动设备，如各种压缩机、泵等。

化工设备主要由化工容器和不同的设备内件所组成。

化工容器是化工生产中所使用的化工设备外部壳体的总称。

2、容器的分类（1）按原理与作用反应容器：反应塔、分解塔、合成塔、蒸压釜等换热容器：热交换器、蒸发器、冷凝器、管壳式余热锅炉、加热器等分离类容器：洗涤塔、过滤器、吸收塔、干燥塔、分离器、缓冲器等储存类容器：各种储罐（2）按支撑形式：立式容器和卧式容器3、压力容器结构基本承压部件：筒体、封头、密封装置（法兰、密封元件、坚固件）、开孔、接管、支座附件：安全附件（安全阀、爆破片）、测量与控制仪表4、塔设备的分类按操作压力分：加压塔、减压塔、常压塔按化工单元操作分：精馏塔、吸收塔和解吸塔、萃取塔、反应塔、再生塔、干燥塔按气液接触的基本构件分：填料塔、板式塔5、填料塔包括填料、喷淋装置、液体再分布装置、填料的支撑结构、除沫器塔设备喷淋装置分类：管式喷淋型、莲蓬头式、盘式、溢流式、槽式6、板式塔塔板分为整块式塔板和分块式塔板。

塔分为泡罩塔和浮阀塔。

7、换热设备按热量的接受方式分为：（1）表面式换热器：温度不同的两种液体在被壁面分开的空间里流动，通过壁面的导热和流体在壁表面对流，两种流体之间进行换热。

表面式换热器有管壳式、套管式和其他型式的热交换器。

（2）蓄热式换热器：借助于由固体构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，蓄热体与高温流体接触一定时间，接受和储蓄了一定热量，然后与低温流体接触一定时间，把热量释放给低温流体。

蓄热式换热器有用在一段炉对流段上的旋转换热器，回收烟气温度用于预热燃烧空气。

（3）流体连接间接式换热器：把两个表面式换热器由在气体中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体热交换器和低温流体之间循环，在高温流体换热器接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

石油化工厂设备检修手册第八分册换热器一、换热器的基本知识换热器是一种将热量从一个介质传递到另一个介质的设备，广泛应用于石化、化肥、冶金、机械、电力等行业。

换热器按照传热介质的形式可以分为液-液换热器、气-液换热器和气-气换热器等。

液-液换热器是指热量从一个液体介质传递到另一个液体介质的设备，如常见的冷却器、加热器、再热器等；气-液换热器是指热量从气体介质传递到液体介质的设备，如冷凝器、蒸馏塔、吸收塔等；气-气换热器是指热量从一个气体介质向另一个气体介质传递的设备，如热交换器、空气预热器等。

二、换热器的分类按照结构形式可以分为管式换热器、板式换热器和联合式换热器等。

管式换热器的传热面积较小，维护保养也相对容易，但由于管道交错排列，传热效率较低；板式换热器的流动阻力小，传热效率高，但对洁净程度、压力和温度限制较高，维护保养较为繁琐；联合式换热器是管式换热器和板式换热器的结合体，可有效克服各自的缺陷，广泛应用于石油化工行业。

三、热降系数的计算热降系数越小，传热效率越高，因此必须对其进行合理的计算和控制。

热降系数计算的最重要的是确定传热介质的使用情况，包括介质的流动速度、流量、温度和压力等。

同时，还要考虑到换热器的结构特点、布置方式和传热面积等因素。

四、换热器的维护保养换热器的维护保养工作非常重要，如果不及时维护保养，会影响到设备的正常运行和寿命，甚至会引起严重的事故。

维护保养工作主要包括以下几个方面：1、清洗管道和传热面积，清除积垢和异物，以保证传热效率。

2、检查管道和法兰连接是否密封，如果发现泄漏现象，及时更换密封件。

3、检查支承和悬挂装置是否安全可靠，防止设备变形和破坏。

4、检查各阀门、流量计、温度计等仪表是否正常。

5、按照规定的时间，定期更换换热介质以及冷却水等。

五、换热器的安全操作在使用换热器的过程中，必须注意以下安全操作事项：1、严格按照使用说明进行操作，禁止过载或不当使用。

2、严格按照工艺流程和操作规程进行操作，禁止瞬时停机或反流。

换热器原理知识点总结一、换热器的基本原理（一）热传导和对流传热换热器的换热过程主要涉及到热传导和对流传热两种方式。

热传导是指热量通过物体内部的传递方式，对流传热则是指流体与物体表面发生热量交换的过程。

在换热器中，通过这两种方式实现两种流体之间的热量传递。

（二）换热器的热力学基础换热器的热力学基础主要涉及热平衡、温度差、热传导等概念。

在换热器中，不同流体之间必须达到热平衡，即两种流体的温度相等。

换热器的有效性取决于流体之间的温差，温差越大，热量传递效率越高。

此外，热传导是换热的主要方式之一，它取决于物体的热导率、厚度和传热面积等因素。

二、换热器的分类（一）按换热方式分类按照换热方式的不同，换热器可以分为直接接触换热器和间接换热器。

直接接触换热器是指两种流体直接接触并交换热量，常见的有冷凝器和蒸发器；间接换热器则是指通过换热表面将两种流体的热量传递，常见的有管壳式换热器和板式换热器等。

（二）按换热器结构分类换热器的结构形式有很多种，常见的包括管式换热器、壳管式换热器、板式换热器、螺旋板片换热器等。

不同的结构形式适用于不同的工艺条件和换热要求。

（三）按换热性能分类换热器的性能可分为传热效率、压降、热应力等，这些性能指标对换热器的运行稳定性、能效和安全性有重要影响。

传热效率是衡量换热器性能的重要指标，不同的流体、流速、换热面积等因素都会影响传热效率。

三、换热器的性能参数（一）传热系数传热系数是衡量换热器性能的重要参数之一，它表示单位时间内单位换热面积上的传热量。

传热系数的大小直接影响着换热效率和设备尺寸，传热系数越大，换热器的性能越好。

（二）压降压降是指流体在换热器中通过程中的压力损失，它与设备的阻力、流体速度、管道布局等因素有关。

理想的换热器应该具有较小的压降，以降低能耗和提高设备效率。

（三）换热面积换热面积是指换热器传热表面的总面积，它是决定传热效率的重要因素之一。

通过增加换热面积可以提高传热效率，但也会增加设备成本和维护难度。