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换热器有哪些种类?

作者:佚名 来源:未知 时间:2024-11-19

在工业生产中,换热器的应用无处不在,它们如同热量的搬运工,将热流体的热量传递给冷流体,使流体温度达到工艺要求的指标。今天,我们就来深入了解一下换热器的世界,看看它们究竟有多少种类,各自又有哪些独特之处。

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换热器的分类与特点

换热器,又称热交换器,是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现热量传递的设备。根据传热原理、用途和结构,换热器有多种分类方法。

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一、按传热原理分类

1. 间壁式换热器

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间壁式换热器是最常见的换热器类型,它通过壁面将两种不同温度的流体分隔开,利用壁面的导热和流体在壁表面对流进行热量交换。这种换热器有管壳式、套管式和其他型式。

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管壳式换热器:由许多小管束组成,管束两端固定在管板上,管板与外壳连接。这种换热器结构坚固,适应性强,能处理高温高压流体。

套管式换热器:由两根同心的管子组成,内管走一种流体,外管走另一种流体。其结构简单,换热效率较高。

2. 蓄热式换热器

蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,将热量从高温流体传递给低温流体。热介质先加热固体物质,冷介质再通过固体物质被加热。这种换热器有旋转式、阀门切换式等。

3. 流体连接间接式换热器

流体连接间接式换热器由两个表面式换热器通过在其中循环的热载体连接起来。热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,实现热量的传递。

4. 直接接触式换热器

直接接触式换热器,又称混合式换热器,两种流体直接接触并混合进行换热。这种换热器的典型例子是冷水塔和气体冷凝器。

5. 复式换热器

复式换热器兼具汽水面式间接换热和水水直接混流换热两种换热方式,具有较高的换热效率和稳定性。

二、按用途分类

1. 加热器

加热器用于将流体加热到必要的温度,但加热过程中流体不发生相变。

2. 预热器

预热器用于预先加热流体,为工序操作提供标准的工艺参数。

3. 过热器

过热器用于将流体(工艺气或蒸汽)加热到过热状态。

4. 蒸发器

蒸发器用于加热流体,使其达到沸点以上温度并蒸发,过程中发生相变。

三、按结构分类

1. 管式换热器

浮头式换热器:管束一端可自由浮动,与壳体无固定连接,便于清洗和维修

固定管板式换热器:管束两端均固定在管板上,结构简单,但清洗困难。

U形管换热器:管束呈U形,两端固定在管板上,可自由伸缩,无热应力。

套管式换热器:如前所述,由两根同心的管子组成,结构简单,换热效率高。

2. 板式换热器

板式换热器由一系列金属板片堆叠而成,板片之间通过密封垫片密封,形成流体通道。根据板片形状,可分为平板式换热器和波纹板式换热器。

平板式换热器:板片为平板形状,结构简单,换热效率较高,但承受压力能力较弱。

波纹板式换热器:板片上压制有波纹状的凸起,增加了流体的湍流程度,提高了换热效率。其结构紧凑,换热效率高,但价格相对较高。

3. 翅片式换热器

翅片式换热器通过在管道或平板表面加装翅片来增加换热面积。根据翅片的固定方式,可分为绕管式换热器和翅片管式换热器。

绕管式换热器:翅片缠绕在管子上,形成螺旋状结构,换热效率高,适用于气体对气体的换热。

翅片管式换热器:翅片固定在管子上,形成管翅式结构,换热效率高,结构紧凑,适用于气体对气体或液体对液体的换热。

4. 螺旋板式换热器

螺旋板式换热器由两张平行的钢板卷制而成,形成螺旋状的通道。流体在螺旋通道中流动,通过板壁进行换热。其结构紧凑,换热效率较高,适用于处理粘性流体或含有固体颗粒的流体。

5. 碳化硅换热器

碳化硅换热器具有高温强度大、耐磨损性好、热稳定性佳等优良特性。其结构紧凑轻巧,传热系数高,适用性强。但制造工艺复杂,价格较高,且比较易碎。

6. 其他类型换热器

缠绕管换热器:通过设置多股管程(壳程单股),能够在一台设备内满足多股流体的同时换热。消除温差应力,可在高温高压下工作,适用于容易结垢或管程容易腐蚀的场合。

列管式换热器:结构简单紧凑,换热效率高,适应性强,造价便宜。但管束不可清洗,管壁与壳壁之间存在较大的温差应力。

换热器的应用领域

换热器在化工、石油、动力、食品等多个领域占有重要地位。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,应用广泛。例如,在炼油工业中,换热器的利用率直接影响到炼油工艺的效率和成本。

换热器的维护与保养

为了确保换热器的正常运行和延长使用寿命,需要对其进行定期维护和保养。包括在工作前和工作完成后对管网进行清洁处理,保持管网的清洁;严格把关软化水质量,认真检查系统中的水和软化罐水质问题;新系统在使用前应运行一段时间,确保其稳定后再接入换热器。

结语

换热器种类繁多,各具特色,它们在不同的领域发挥着不可替代的作用。通过了解各种换热器的特点和应用领域,我们可以更好地选择和使用它们,为生产和生活带来更多便利和效益。希望本文能帮助您深入了解换热器的世界,为您的选型和使用提供参考。