換熱器是什么

換熱器是將熱流體的部熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。它的主要功能是保證工藝過程對介質所要求的特定溫度。

它可以在不同溫度的兩種或兩種以上流體間實現(xiàn)物料之間傳遞熱量，使熱量由溫度較高的流體傳遞給溫度較低的流體，使流體溫度達到流程規(guī)定的指標，以滿足工藝條件的需要，同時換熱器也是提高能源利用率的主要設備之一。

換熱器的作用

換熱器的應用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等，都是換熱器。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產中，換熱器常常用作把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器既可是一種單元設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的換熱器。換熱器是化工生產中重要的單元設備，根據(jù)統(tǒng)計，熱交換器的噸位約占整個工藝設備的20%有的甚至高達30%，其重要性可想而知

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換熱器的原理

換熱器的工作原理是：換熱器中流體的相對流向一般有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的溫差最大，并沿傳熱表面逐漸減小。逆流時，沿傳熱表面兩流體的溫差分布較均勻。

在冷、熱流體的進出口溫度一定的條件下，當兩種流體都無相變時，以逆流的平均溫差最大順流最小。在完成同樣傳熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差增大，換熱器的傳熱面積減小；若傳熱面積不變，采用逆流時可使加熱或冷卻流體的消耗量降低。前者可節(jié)省設備費，后者可節(jié)省操作費，故在設計或生產使用中應盡量采用逆流換熱。

換熱器原理其實就是通過熱傳導，將一邊物體的熱量傳遞給另一邊的物體。但是根據(jù)換熱器種類的不同具體的工作原理和使用方法也不同，比如空氣換熱器是主要用于干燥系統(tǒng)中空氣加熱，它是熱風裝置中的主要設備

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換熱器型號含義

1、前端管箱形式

A：平蓋管箱；

B：封頭管箱；

C：用于可拆管束與管板制成一體的管箱；

N：與管板制成一體的固定管板管箱；

D：特殊高壓管箱；

2、殼體形式

E：單程殼體；

F：具有縱向隔板的雙程殼體；

G：分流；

H：雙分流；

I：U形管式換熱器；

J：無隔板分流（或冷凝器殼體）；

K：斧式重沸器；

O：外導流；

3、后端結構型式

L：與A相似的固定管板結構；

M：與B相似的固定管板結構；

N：與C相似的固定管板結構；

P：填料函式浮頭；

S：鉤圈式浮頭；

T：可抽式浮頭；

U：U形管式；

W：帶套管填料函式浮頭

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換熱器種類

換熱器按傳熱原理分類

1、表面式換熱器

表面式換熱器是溫度不同的兩種流體在被壁面分開的空間里流動，通過壁面的導熱和流體在壁表面對流，兩種流體之間進行換熱。表面式換熱器有管殼式、套管式和其他型式的換熱器。

2、蓄熱式換熱器

蓄熱式換熱器通過固體物質構成的蓄熱體，把熱量從高溫流體傳遞給低溫流體，熱介質先通過加熱固體物質達到一定溫度后，冷介質再通過固體物質被加熱，使之達到熱量傳遞的目的。蓄熱式換熱器有旋轉式、閥門切換式等。

3、流體連接間接式換熱器

流體連接間接式換熱器，是把兩個表面式換熱器由在其中循環(huán)的熱載體連接起來的換熱器，熱載體在高溫流體換熱器和低溫流體之間循環(huán)，在高溫流體接受熱量，在低溫流體換熱器把熱量釋放給低溫流體。

4、直接接觸式換熱器

直接接觸式換熱器是兩種流體直接接觸進行換熱的設備，例如，冷水塔、氣體冷凝器等。

換熱器按用途分類

1、加熱器

加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒有發(fā)生相的變化。

2、預熱器

預熱器預先加熱流體，為工序操作提供標準的工藝參數(shù)。

3、過熱器

過熱器用于把流體（工藝氣或蒸汽）加熱到過熱狀態(tài)。

4、蒸發(fā)器

蒸發(fā)器用于加熱流體，達到沸點以上溫度，使其流體蒸發(fā)，一般有相的變化。

按換熱器的結構分類

可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等

換熱器選型

換熱器的類型很多，每種型式都有特定的應用范圍。在某一種場合下性能很好的換熱器，如果換到另一種場合可能傳熱效果和性能會有很大的改變。

因此，針對具體情況正確地選擇換熱器的類型，是很重要的。換熱器選型時需要考慮的因素是多方面的，主要有:

1、熱負荷及流量大小；

2、流體的性質；

3、溫度、壓力及允許壓降的范圍；

4、對清洗、維修的要求；

4、設備結構、材料、尺寸、重量；

6、價格、使用安全性和壽命；

在換熱器選型中，除考慮上述因素外，還應對結構強度、材料來源、加工條件、密封性、安全性等方面加以考慮。所有這些又常常是相互制約、相互影響的，通過設計的優(yōu)化加以解決。

針對不同的工藝條件及操作工況，我們有時使用特殊型式的換熱器或特殊的換熱管，以實現(xiàn)降低成本的目的。因此，應綜合考慮工藝條件和機械設計的要求，正確選擇合適的換熱器型式來有效地減少工藝過程的能量消耗。

對工程技術人員而言，在設計換熱器時，對于型式的合理選擇、經濟運行和降低成本等方面應有足夠的重視，必要時，還得通過計算來進行技術經濟指標分析、投資和操作費用對比，從而使設計達到該具體條件下的最佳設計。

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換熱器設計

換熱器設計基本要求

隨著經濟的發(fā)展，各種不同型式和種類的換熱器發(fā)展很快，新結構、新材料的換熱器不斷涌現(xiàn)。為了適應發(fā)展的需要，中國對某些種類的換熱器已經建立了標準，形成了系列。完善的換熱器在設計或選型時應滿足以下基本要求：

1、合理地實現(xiàn)所規(guī)定的工藝條件；

2、結構安全可靠；

3、便于制造、安裝、操作和維修；

4、經濟上合理。

板式換熱器設計標準

1、高效節(jié)能：其換熱系數(shù)在3000～4500kcal/m2·°C·h，比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。

2、結構緊湊：板式換熱器板片緊密排列，與其他換熱器類型相比，板式換熱器的占地面積和占用空間較少，面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。

3、容易清洗拆裝方便：板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊，因此拆裝方便，隨時可以打開清洗，同時由于板面光潔，湍流程度高，不易結垢。

4、使用壽命長：板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制，可耐各種腐蝕介質，膠墊可隨意更換，并可方便在、拆裝檢修。

5、適應性強：板式換熱器板片為獨立元件，可按要求隨意增減流程，形式多樣；可適用于各種不同的、工藝的要求。

6、不串液：板式換熱器密封槽設置泄液液道，各種介質不會串通，即使出現(xiàn)泄露，介質總是向外排出

換熱器安裝

1、安裝換熱器的基礎必須滿足以使換熱器不發(fā)生下沉，或使管道把過大的變形傳到傳熱器的接管上。

基礎一般分為兩種：一種為磚砌的鞍形基礎，換熱器上沒有鞍式支座而直接放在鞍形基礎上，換熱器與基礎不加固定，可以隨著熱膨脹的需要自由移動。另一種為混凝土基礎，換熱器通過鞍式支座由地腳螺栓將其與基礎牢固的連接起來。

2、在安裝換熱器之前應嚴格的進行基礎質量的檢查和驗收工作，主要項目如下：

基礎表面概況；基礎標高，平面位置，形狀和主要尺寸以及預留孔是否符合實際要求；地腳螺栓的位置是否正確，螺紋情況是否良好，螺帽和墊圈是否齊全；放置墊鐵的基礎表面是否平整等。

3、基礎驗收完畢后，在安裝釬焊式板式換熱器之前在基礎上放墊鐵，安放墊鐵處的基礎表面必須鏟平，使兩者能很好的接觸。墊鐵厚度可以調整，使換熱器能達到設計的水平高度。墊鐵放置后可增加換熱器在基礎上的穩(wěn)定性，并將其重量通過墊鐵均勻地傳遞到基礎上去。墊鐵可分為平墊鐵、斜墊鐵和開口墊鐵。其中，斜墊鐵必須成對使用。地腳螺栓兩側均應有墊鐵，墊鐵的安裝不應妨礙換熱器的熱膨脹。

4、換熱器就位后需用水平儀對換熱器找平，這樣可使各接管都能在不受力的情況下連接管道。找平后，斜墊鐵可與芝座焊牢，但不得與下面的平墊鐵或滑板焊死。當兩個以上重疊式換熱器安裝時，應在下部換熱器找正完畢，并且地腳螺栓充分固定后，再安裝上部換熱器?？沙楣苁鴵Q熱器安裝前應抽芯檢查，清掃，抽管束時應注意保護密封面和折流板。移動和起吊管束時應將管束放置在專用的支承結構上，以避免損傷換熱管。

5、根據(jù)換熱器的形式，應在管式板式換熱器的兩端留有足夠的空間來滿足條件（操作）清洗、維修的需要。

浮頭式換熱器的固定頭蓋端應留有足夠的空間以便能從殼體內抽出管束，外頭蓋端必須也留出一米以上的位置以便裝拆外頭蓋和浮頭蓋。

6、固定管板式換熱器的兩端應留出足夠的空間以便能抽出和更換管子，并且用機械法清洗管內時。兩端都可以對管子進行刷洗操作，U形管式換熱器的固定頭蓋應留出足夠的空間以便抽出管束，也可在其相對的一端留出足夠的空間以便能拆卸殼體。

7、換熱器不得在超過銘牌規(guī)定的條件下運行。應經常對管，殼程介質的溫度及壓降進行監(jiān)督，分析換熱管的泄漏和結垢情況

換熱器清洗

1、除垢清洗

根據(jù)垢量確定清洗循環(huán)時間和藥劑量，在清洗槽循環(huán)水內按比例加入配置好的除垢清洗劑將全部鍋爐垢質清洗下來

2、清水清洗

將清洗設備和鍋爐連接好后，要用清水循環(huán)清洗10分鐘，檢查系統(tǒng)狀態(tài)，是否有泄漏，同時將浮銹清洗掉。

3、剝離防腐清洗

按比例在清洗槽循環(huán)水內加入表面剝離劑和緩釋劑，循環(huán)清洗20分鐘，使垢質和清洗的各部件的分離，同時對沒有結垢的物體表面進行防腐處理。

4、鈍化鍍膜處理

加入鈍化鍍膜劑，對鍋爐清洗系統(tǒng)進行鈍化鍍膜處理，防治管路和部件腐蝕以及新的銹垢生成