换热器选型详解.docx

1、换热器选型详解换热器选型详解各种类型的换热器作为工艺过程必不可少的设备, 如何根据不同的工 艺生产流程和生产规模,设计出投资省、能耗低、传热效率高、维修 方便的换热器是一项非常重要的工作.换热器分类按工艺功能分类冷却器、加热器、再沸器、冷凝器、蒸发器、过热器、废热锅炉等.按传热方式和结构分类间壁传递热量式和直接接触传递热量式,其中间壁传热式又分为管壳 式、板式、管式、液膜式等其他形式的换热器.从工艺功能选择换热器冷却器间壁式冷却器当传热量大时,可以选择传热面积和传热系数较大的板式换热器比 较经济,但是板式换热器的使用温度一般不大于 150 C ,压降较大.对于压降和温度压力较高的情况,选用管壳

2、式换热器较为合理.板翅式换热器由于翅片的作用,适用于气体物料的冷却,其使用温 度一般也小于150 Co空冷器适用于高温高压的工艺条件,其热物流出口温度要求比设计温度高1520 C.直接接触式冷却器适用于需要急速降低工艺物料的温度、伴随有吸收或除尘的工艺物 料的冷却、大量热水的冷却和大量水蒸气的冷凝冷却等工况.加热器高温情况:当温度要求高达500 c以上时可选用蓄热式或直接火电加 热等方式.中温情况：对于150300 C工况一般采用有机载热体作为加热介质.分为液相和气相两种.低温情况：当温度小于150 c时首先考虑选用管壳式换热器,只有工 艺物料的特性或者工艺条件特殊时,才考虑其他形式,例如热敏

3、性物 料加热多采用降膜式或波纹板式换热器.再沸器塔底部塔板制品Y出液口_1公耐泵(a)强制箱环式 塔d底部塔板1 三导察 刷品-J 落箧 J 一上底部塔桢1制品盅出液(b)卧式热虹吸式制品搜出液图1四种再沸器类型多采用管壳式换热器,分为强制循环式、热虹吸式和釜式再沸器三种.其设计温差一般选用2050 C ,单程蒸发率一般为10%30%.型式 优 点立式热虹耍式传热系数大,投黄和 运转费用最廉价,前热 带时间蝗,结构凝 赛度容易域 A我空收作时.由于 氏障的影陶需野较大 面权.对楷性横体相 韦固体物料不适用. 由于蠢直策设要求 塔稔的离度较热卧式外虹嗫式传热系数中等,加热 带停徵时间短,堆护和

4、建方便.道用于大面 枳的情况.后塔的液面 和流体压降要求不高, 适于以空操作占地就枳大强制循环适用于电性液体及版 毡液,适用于长的显热 段和值蒸发比的低乐降 系统,可调节鞘坏速度能果皆用大投资 桑大在泵的密西凯特尔式 Kettie 式重于清理方便逅于 污囊性强的热媒,相当 于一块理论板传热累畋小占地 面极大.加第附滞留 时间长,易靖垢,克体 日知i 不乜田4一般用于蒸储塔塔顶蒸汽的冷凝以及反响气体的冷凝,对于蒸储塔 顶,一般选用管壳式、空冷器、螺旋板式、板翅式等换热器作为冷凝 器,对于反响系统,一般选用管壳式、套管式或喷淋式等换热器作为 冷凝器.表2冷凝器特性比拟量 式 优 点 缺 点厩力回流

5、卧式施凝器传热系数大,运转费用少,透于小品要高位安装.径困建力回流立 式冷凝8S可作过冷性,运转 疗用少结府索爨 配管容易适于小用生产泵送回流式传热系数较 小可将其鬟春 塔顶,胆整个塔 高增加运转费用大.生产常用换热器选用-管壳式换热器工艺条件温度:冷却水出口温度不宜高于60 c以免结垢严重,高温端的温差不 应小于20 C,低温端的温差不应小于 5C.当在两工艺物流之间进 行换热时,低温端的温差不应小于 20 C.采用多管程单壳程换热器且用水做冷却剂时, 冷却水出口温度不应高 于工艺流体的温度.冷却剂入口温度应高于工艺物流中易结冻组分的 冰点.当冷凝带有惰性气体的物料时,冷却剂出口温度应低于工

6、艺物 料的露点.压力降:增大工艺物流的流速可以增加传热系数,使换热器结构紧凑, 但是流速增加关系到换热器的压力降.物流安排：为节省保温层和减少壳体厚度,高温物流一般走管程,有时候为了物料冷却也可使高温物流走壳程.较高压力的物流走管程.黏度较大的物流走壳程,在壳程可以得到较高的传热系数.腐蚀性较强的物流走管程.对压力降有特定要求的工艺物流走管程,由于管程的传热系数和压 降计算误差小.较脏和易结垢的物流走管程,便于清洗和限制结垢,假设走壳程,应 采用正方形的排管方式,并采用可拆式换热器.流量较小的物流走壳程,易使物流形成湍流状态增加传热系数.传热膜系数较小的物流走壳程,易于提升传热膜系数.结构参数

7、平滑管管径：管径越小换热器越紧凑,越廉价,同时压降也越大.常用的管径有 19mm、25mm、32mm .管长：无相变换热时,管子较长,传热系数增加,对于相同的换热 面积,采用长管管程数少,压力降小,且传热面积比价低.排布：主要有正方形和三角形两种配布形式, 三角形的配布有利于壳程物流的湍流,正方形配布有利于壳程清洗.管心距越小,设备越 紧凑,但会引起管板增厚,清洁不便,壳程压降增大,一般选用 1.251.5倍管外径的间距.管程数及壳程形式单壳程 b双分流式常用的有1、2管程或4管程,管程数增加,管内流速增加,但是管 内流速要受到管程压力降的限制.壳程形式分为单壳程、双分流式、 双壳程和分流式.

8、折流板:折流板可以改变壳程流体的方向,使其垂直于管束流动,获 得较好的传热效果.一般分为圆缺型折流板、环盘型折流板和孔式折 流板.折流板间距影响到壳程物流的流向和流速, 从而影响到传热效 率.最小的折流板间距为壳体直径的 1/5 ,不应小于50mm常用换热器选用-板式换热器根本结构板式换热器的型式主要有框架式可拆卸式和钎焊式两大类,板片 形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种.运行原理板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换 热器,构造包括垫片、压紧板活动端板、固定端板和框架上、 下导杆,前支柱组成.板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷

9、 /热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换,以达 到用户所需温度.特点传热效率高；使用平安可靠；占地小,易维护；随机应变；有利于低温热源的利用;阻力损失少；冷却水量小；在投资效率低应用领域制冷暖通空调化学工业冶金工业机械工业电力工业造纸工业纺织工业食品工业油脂工艺集中供热常用 换热器选用-管式换热器根本结构管式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等局部组成,壳体多呈圆 形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上分类固定管板式浮头式 “U型管式运行原理一种工质由封头端的进口接管进入传热管内, 其流程可根据工艺要 求实现一管程、二管程和四管程结构.另一种工质由壳体一端的进口接管进入壳体内并均匀地分布于传 热管外,其流动状态可根据工艺要求在管束中设置不同型式和数量的 折流板.做为传热元件一一换热管,可根据工艺要求采用黄铜管,铜翅片 管和钢管,从而保证了不同物性、不同温度的工质在换热器内实现热 量交换,到达冷却或加热的目的.