换热器基础知识

换热器基础知识
简单计算板式换热器板片面积
选用板式换热器就是要选择板片的面积的简单方法：
Q=K×F×Δt，
Q——热负荷
K——传热系数
F——换热面积
Δt——传热对数温差
传热系数取决于换热器自身的结构，每个不同流道的板片，都有自身的经验公式，如果不严格的话，可以
取2000~3000。

最后算出的板换的面积要乘以一定的系数如1.2。

换热器的分类与结构形式
换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。

随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：
一、换热器按传热原理可分为：
1、表面式换热器
表面式换热器是温度不同的两种流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换热器。

、蓄热式换热器2．
蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通
过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、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，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

4、直接接触式换热器
直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

二、换热器按用途分为：
1、加热器
加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

2、预热器
预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

3、过热器
过热器用于把流体(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，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

三、按换热器的结构可分为：
可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

各种换热器原理及特点
■板式换热器的构造原理、特点：
板式换热器由高效传热波纹板片及框架组成。

板片由螺栓夹紧在固定压紧板及活动压紧板之间，在换热器内部就构成了许多流道，板与板之间用橡胶密封。

压紧板上有本设备与外部连接的接管。

板片用优质耐腐蚀金属薄板压制而成，四角冲有供介质进出的角孔，上下有挂孔。

人字形波纹能增加对流体的扰动，使流体在低速下能达到湍流状态，获得高的传热效果。

并采用特殊结构，保证两种流体介质不会串漏。

■螺旋板式换热器的构造原理、特点：
螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。

它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。

按结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。

■列管式换热器的构造原理、特点：
列管式换热器（又名列管式冷凝器），按材质分为碳钢列管式换热器，不锈钢列管式换热器和碳钢与不锈钢混合列管式换热器三种，按形式分为固定管板式、浮头式、U型管式换热器，按结构分为单管程、双管程和多管程，传热面积1～500m2，可根据用户需要定制。

■管壳式换热器的构造原理、特点：
管壳式换热器是进行热交换操作的通用工艺设备。

广泛应用于化工、石油、石油化工、电力、轻工、冶金、原子能、造船、航空、供热等工业部门中。

特别是在石油炼制和化学加工装置中，占有极其重要的
地位。

换热器的型式。

■容积式换热器的构造原理、特点：
自动控温节能型容积式热交换器，它充分利用蒸汽能源、高效、节能，是一种新型热水器。

普通热水器一般需要配置水水热交换器来降低蒸汽凝结水温度以便回用。

而节能型热交换器凝结水出水温度在45℃左右，或直接回锅炉房重复使用。

这样减少了设备投资，节约热交换器机房面积，从而降低基建造价，因此节能型容积式热交换器深受广大设计、用户单位欢迎。

钢衬铜热交换器比不锈钢热交换器经济，并且技术上有保证。

它利用了钢的强度和铜的耐腐蚀性，即保证热交换器能承受一定工作压力，又使热交换器出水质量好。

钢壳内衬铜的厚度一般为1.0mm。

钢衬铜热交换器必须防止在罐内形成部分真空，因此产品出厂时均设有防真空阀。

此阀除非定期检修是绝对不能取消的。

部分真空的形成原因可能是排出不当，低水位时从热交换器，或者排水系统不良。

水锤或突然的压力降也是造成压负的原因。

■浮头式换热器的构造原理、特点：
浮头式换热器其一端管板与壳体固定，而另一端的管板可以在壳体内自由浮动。

壳体和管束对热膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束与壳体之间不会产生温差应力。

浮头端设计成可拆结构，使
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管束可以容易地插入或抽出，这样为检修和清洗提供了方便。

这种形
式的换热器特别适用于壳体与换热管温差应力较大，而且要求壳程与管程都要进行清洗的工况。

■管式换热器的构造原理、特点：
DLG型列管式换热器利用热传导和热辐射的原理，烟道气通过管程与逆流通过壳程的空气进行能量交换，从而达到输出洁净热空气的目的。

该换热器结构紧凑，运行可靠，列管采用耐高温的薄壁波纹管，增加发传热面积和换热效率。

广泛应用于化工、制药、轻工等行业废气余热利用和空气加热。

■热管换热器的构造原理、特点：
热管是一种高效传热元件，其导热能力比金属高几百倍至数千倍。

热管还具有均温特性好、热流密度可调、传热方向可逆等特性。

用它组成热管换热器不仅具有热管固有的传热量大、温差小、重量轻体积小、热响应迅速等特点，而且还具有安装方便、维修简单、使用寿命长、阻力损失小、进、排风流道便于分隔、互不渗漏等特点。

热管是由内壁加工有槽道的两端密封的铝（轧）翅片管经清洗并抽成高真空后注入最佳液态工质而成，随注入液态工质的成分和比例不同，分为KLS低温热管换热器、GRSC-A中温热管换热器、GRSC-B高温热
管换热器。

热管一端受热时管内工质汽化，从热源吸收汽化热，汽化后蒸汽冷凝液借毛细力和重力的向另一端流动并遇冷凝结向散热区
放出潜热。

．
作用回流，继续受热汽化，这样往复循环将大量热量从加热区传递到散热区。

热管内热量传递是通过工质的相变过程进行的。

将热管元件按一定行列间距布置，成束装在框架的壳体内，用中间隔板将热管的加热段和散热段隔开，构成热管换热器。

热管是由美国发明的，最初被用于航天技术和核反应堆，以解决向阳面和背阴面受热不均匀。

20世纪90年代被用于民用空调，由于其优越的导热性，受到越来越广泛的重视，目前在计算机、雷达等高科技领域被广泛应用。

我公司生产的KLS系列低温热管换热器，曾连续获得国家机械委科学进步奖，北京市科委星火科技研制和生产奖，国家两项专利，其各项性能参数获得国家权威部门认可。

并被编入93年后各种暖通空调设计手册。

KLS低温热管换热器和以其配套的能量回收空调机组至今已生产2000多台套，受到广大用户好评，正在国民经济建设各个领域发挥着着巨大作用。

■汽水换热器的构造原理、特点：
该换热器是在板式换热器的基础上加装降温与降压器而组成的，利用调节器对高蒸汽或高温水进行一级换热使之降之150℃以下。

进入板式换热器进行换热，适用于高温蒸汽及高温水(150℃以上)。

这种装置集板式换热器同时具有降温与降压器的优点。

使换热器更加充分地进行热量交换。

■空气换热器的构造原理、特点：
加热炉窑为了降低能耗，在烟道中设置空气换热器，以回收烟气中的大量余热，达到节约燃料、降低生产成本，提高燃烧温度、增加炉子的产量。

空气换热器是余热利用的理想设备，在轧钢加热炉、热处理
炉、煅造加热炉等各种工业炉窑上得到广泛应用。

炉用空气换热器的种类很多，目前国内外绝大多数采用的是金属换热器，空气换热器是利用炉窑排出的尾气热量将空气预热至一定的温度后返回炉内助
燃或用于其它设备。

金属换热器具有体积小、热交换效率高、严密性好、结构简单等特点。

■波纹管换热器的构造原理、特点：
产品特点一种新型的强化传热节能型高效换热设备，在传统列管式换热器的基础上，采用强化传热技术，是对传统各类换热器的重大突破。

公称通径DN325～2000mm；公称压力P0.6～.4Mpa；换热管规格Ф19,Ф25,Ф32,Ф42.壁厚0.5～1.0；工作介质水－水、汽－水、油－水、油－油等多种换热介质。

总传热系
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数水－水K＝2000～3500w/㎡；汽－水K＝2500～4000w/㎡；其它介质视介质物理性能及工况而定。

优性能传热效率高，防腐能力好，不污、不堵、不易结垢，无需维护，密封可靠，运行平稳，占地少，节省投资。

■石墨换热器的构造原理、特点：
圆块孔式石墨换热器由柱形不渗透性石墨换热块、石墨上下盖和其间的氟氧橡胶（或柔性石墨）O型圈及金属外壳、压盖等组装而成。

是目前圆柱形石墨换热块有较高的结性能较优越的一种石墨换热器。

较先进、．
O果强度，并易与解决密封问题；在密封中采用氟橡胶（或柔性石墨）
型圈密封介质，加装压力弹簧作为热胀冷缩的自动补偿，以起到密封保持作用；采用短通道提高紊流程度使设备结构度高、耐温耐压性能强、抗热冲击性能好、体积利用率高、传热效果好并便于装拆检修。

设备纵向孔走腐蚀性介质，横向孔走非腐蚀性介质。

换热器的种类
板式换热器：等截面、不等截面板式换热器、宽通道板式换热器、窄通道板式换热器、钎焊式板式换热器
管式换热器：固定管板管式换热器、浮头管式换热器、管箱管式换热器、浮动盘管式管式换热器等（有些特殊行业使用非标换热器）
螺旋板式换热器：可拆式螺旋板式换热器和不可拆式螺旋板式换热器
空气换热器（也叫空冷器）
容积式换热器
管板式换热器
换热器的类型（转帖）(2009-03-20 11:17:16)
标签：文化
2.1.1 前端管箱型式代号
根据前端管箱的类型主要分为以下几种类型：
(1) A型：平盖管箱，管箱端部为平盖与管箱法兰通过螺栓、垫片来连接；
(2) B型：封头管箱，管箱端部为椭圆封头；
(3) N型：与管板制成一体的固定管板管箱，管箱端部为平盖，与A 型管箱类似；
2.1.2 壳体型式代号
；7表GB151-1999型：单程壳体，详见(1) E．
(2) I型：U形管式换热器壳体，详见GB151-1999表7中I型；
(3) K型：釜式重沸器壳体，主要用于带蒸发空间的换热器；
(4) O型：带外导流筒的换热器壳体，主要用于浮头式换热器；
2.1.3 后端结构型式代号
(1) L型：与A相似的固定管板结构；
(2) M型：与B相似的固定管板结构；
(3) N型：与N相似的固定管板结构
以上分类详见GB151-1999中图1-7主要部件分类及代号，以上前端、壳体、后端任意组合，构成不同形式的管壳式换热器，本软件根据石油化工（尤其是烯烃、炼油等）工艺过程中常用的类型组合出总计16种换热器；详见2.2节。

2.2 换热器型式代号
根据换热器2.1节中所列出的前管箱、壳体、后端管箱类型，本软件对其进行了组合，提供了组合后各类型换热器的“数据模板”，供用户在输入数据时，可直接选择相应的换热器类型数据模板，以节省数据输入的时间。

换热器
编辑
换热器（英语翻译：heat exchanger），是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交
换器。

换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备，在生产中占有重要地位。

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，应用更加广泛。

换热器种类很多，但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。

在三类换热器中，间壁式换热器应用最多。

目录
1发展
2介绍
1. 2.1 基本概念
2. 2.2 分类
3. 2.3 注意事项
3行业状况
1. 3.1 概述
2. 3.2 管壳式
3. 3.3 市场前景金属换
1.4.1间壁
2.4.2混合
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发展1换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能
设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。

换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备等近30多种产业，相互形成产业链条。

[1]据《2013-2017年中国换热器行业发展前景预测与转型升级分析报告》数据显示2010年中国换热器产业市场规模在500亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。

其中，石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，其市场规模为150亿元;电力冶金领域换热器市场规模在80亿元左右;船舶工业换热器市场规模在40亿元以上;机械工业换热器市场规模约为40亿元;集中供暖行业换热器市场规模超过30亿元，食品工业也有近30亿元的市场。

另外，航天飞行器、半导体器件、核电常规岛核岛、风力发电机组、太阳能光伏发电多晶硅生产等领域都需要大量的专业换热器，这些市场约有130亿元的规模。

近年来国内换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面的研究取得了显著成绩。

基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器行业在未来一段时期内将保持稳定增长，前瞻网预计2011年至2020年期间，我国换热器产业将保持年均10-15%左右的速度增长，到2020年我国换热器行业规模有望达到1500亿元。

目前，全国换热设备市场呈现出供不应求的市场状态，换热设备产业正处在黄金增长期。

介绍2．
基本概念
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，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。

换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类越来越多。

分类
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：
一、换热器按传热原理分类
1、表面式换热器
表面式换热器是温度不同的两种流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换热器。

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，把热量从高温流体传递给低温流体，热介质先通过加热固体物质达到一定温度后，冷介质再通过固体物质被加热，使之达到热量传递的目的。

蓄热式换热器有旋转式、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，是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器，热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环，在高温流体接受热量，在低温流体换热器把热量释放给低温流体。

4、直接接触式换热器
直接接触式换热器是两种流体直接接触进行换热的设备，例如，冷水塔、气体冷凝器等。

二、换热器按用途分类
1、加热器
加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。

2、预热器
预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。

．
3、过热器
过热器用于把流体（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，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。

三、按换热器的结构分类
可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

注意事项
1、保持管网的清洁，无论是在工作前还是工作完成后，我们都必须对管网中进行清洁处理，这样做的目的是为了避免发生换热器堵塞的现象。

还要注意及时对除污器以及过滤器的清洗，让整个工作顺利完成。

2、严重把关软化水，对于任何一种水质把关，这一点是相当重要，在进行对软化水水质处理的前提下，首先要认真检查系统中的水和软化罐水质问题，如果确定合格就可以进行注入处理。

3、新系统检验，对于一些新系统来说，不能马上与换热器进行交替使用，首先需把新的系统在指定的时间段运行，让它有了一个运行模式后，此时方可以把换热器并入系统中使用，这样做的目的完全是为了避免管网中的杂质破坏换热器设备。

换热器
行业状况3概述
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。

换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。

在石油、化工、轻工、制药、能源等工业生产中，常常用作把低温流体加热或者把高温流体冷却，把液体汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液体。

换热器既可是一种单元设备，如加热器、冷却器和凝汽器等；也可是某一工艺设备的组成部分，如氨合成塔内的换热器。

换热器是化工生产中重要的单元设备，根据统计，热交换器的吨位约占整个工艺设备的20%有的甚至高达30%，其重要性可想而知。

管壳式
管壳式换热器是一个量大而品种繁多的产品，迫切需要新的耐磨损、耐腐蚀、高强度材料。

我国在发展不锈钢铜合金复合材料、铝镁合金及碳化硅等非金属材料等方面都有不同程度的进展，其中尤以钛材发展较快。

钛对海水、氯碱、醋酸等有较好的抗腐蚀能力，如再对材料的喷涂，一些制造单位已较好的掌握了钛材的加工制造技术。

效果将更好，强化传热，
我国已从国外引进生产线。

铝镁合金具有较高的抗腐蚀性和导热性，价格比钛材便宜，应予注意。

国内在节能增效等方面改进换热器性能，提高传热效率，减少传热面积降低压降，提高装置热强
度等方面的研究取得了显著成绩。

换热器的大量使用有效的提高了能源的利用率，使企业成本降低，效益提高。

市场前景
2016年换热器行业规模突破1000亿元，2020年实现由换热器生产大国迈入世界换热器强国的行列的奋斗目标，为加快振兴我国装备制造业做出贡献。

产品精度、性能、寿命和可靠性达到同期国外大公司同类产品水平，重大装备配套换热器实现国产化：设计和制造技术达到同期国外大公司水平，有一批核心技术的自主知识产权；有3-5家拥有自主知识产权和世界知名品牌、国际竞争力较强的优势企业；行业生产和销售总规模位居世界前列，有2-3家内资控股企业进入世界换热器销售额前10名；行业生产集中度达到80以上。

这些都将为换热器行业提供更加广阔的发展空间。

未来，国内市场需求将呈现以下特点：对产品质量水平提出了更高的要求，如环保、节能型产品将是今后发展的重点；要求产品性价比提高；对产品的个性化、多样化的需求趋势强烈；逐渐注意品牌产品的选用；大工程项目青睐大企业或企业集团产品。

金属换热4间壁式
夹套式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成，结构简单；但其加热面受容器壁面限制，传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时，亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足，也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。

沉浸式蛇管换热器这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状，并沉浸在容器内的液体中.蛇管换热器的优点是结构简单，能承受高压，可用耐腐蚀材料制造；其缺点是容器内液体湍动程度低，管外给热系数小.为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。

喷淋式换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸式增大很多.另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用.因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果大有改善。

套管式换热器套管式换热器是由直径不同的直管制成的同心套管，并由U形弯头连接在这种换热器中，一种流体走管内，另一种流体走环隙，两者皆可得到较高的流速，.而成．
故传热系数较大.另外，在套管换热器中，两种流体可为纯逆流，对数平均推动力较大。

套管换热器结构简单，能承受高压，应用亦方便(可根据需要增减管段数目). 特别是由于套管换热器同时具备传热系数大，传热推动力大及能够承受高压强的优点。

板式换热器：
板式换热器高清图
最典型的间壁式换热器，它在工业上的应用有着悠久的历史，而且至今仍在所有换热器中占据主导地位。

主体结构由换热板片以及板间的胶条组成。

长期在市场占据主导地位，但是其体积大，换热效率低，更换胶条价格昂贵（胶条的更换费用大约占整个过程的1/3-1/2）.主要应用于液体-液体之间的换热，行业内常称为水水换热，其换热效率在5000w/m2.K。

为提高管外流体给热系数，通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。

折流档板不仅可防止流。