板式换热器工作原理(板式换热器接口安装图)

来源:煤化工联盟

换热器是一种节能装置，可以在两种或两种以上不同温度的流体之间传递热量。对于大面积供暖来说，换热器的存在是必不可少的。

根据换热器的传热方式，换热器可分为三类:

直接接触式换热器，又称混合式换热器，是一种冷热流体直接接触并进行热交换的装置。一般来说，直接接触的两种流体是气体和液体，汽化压力低；

储能换热器的工作原理是利用固体物质的导热性。具体来说，热媒先将固体物质加热到一定温度，冷媒从固体物质中获取热量，可以实现传热。

壁式换热器也利用了中间介质的热传导。冷、热介质由坚固的墙隔开，热量通过墙进行交换。对于供热企业来说，隔板式换热器是应用最广泛的。根据结构不同，可分为管式换热器、板式换热器和热管换热器。

一、管壳式换热器

管壳式换热器也叫管壳式换热器。它是一种以封闭在壳体内的管束壁为传热面的隔板式换热器。这种换热器结构简单，运行可靠，可由各种结构材料(主要是金属材料)制成，可在高温高压下使用。是目前应用最广泛的类型。

▲管壳式换热器

根据采用的补偿措施，管壳式换热器可分为四种类型:固定管板式换热器、浮头式换热器、U型管换热器和填料箱换热器。

二。固定管板换热器

固定管板式换热器是管壳式换热器的一种。固定管板换热器两端的管板通过焊接与壳体连接，主要由壳体、管板、管束、顶盖(封头)等部件组成。

▲固定管板换热器

固定管板式换热器的优点是:

◆结构简单；

◆相同壳体直径内，排气管数量最多，旁通最少；

◆每根换热管均可更换，管内清洗方便。

固定管板换热器的缺点是:

◆壳侧不能机械清洗；

◆当换热管与壳体温差较大时(大于50℃)，会产生温差应力。解决方法是在壳体上设置膨胀节，由于膨胀节的强度，壳侧压力不能过高；

◆只适用于流体清洁不易结垢，两种流体温差小或大，但壳程压力不高的工作场所。

三。浮头热交换器

浮头式换热器是管壳式换热器的一种，其一端有管板，不与壳体相连，可沿轴向自由浮动，也称浮头。浮头由浮管板、卸扣和浮头端盖组成，可拆卸连接，管束可从壳体中抽出。

▲浮头换热器

浮动式热交换器的优点是:

◆如果换热管与壳体之间存在温差，即壳体或换热管膨胀时，不会产生温差应力；

◆管束可从外壳中拉出，便于管内和管间的清洗。

浮动式热交换器的缺点是:

◆结构复杂，用料多，成本高；

◆如果浮动顶盖和浮动管板之间密封不严，会发生内漏，导致两种介质混合。

四。u形管热交换器

u型管换热器是管壳式换热器的一种，由管板、壳体、管束等部件组成。U型管换热器的每根管子都弯成U型，入口和出口分别安装在同一块管板的两侧，封头用隔板分成两个腔室，使每根管子可以自由膨胀和收缩，不考虑其他管子和壳体。

▲U形管热交换器

U形管换热器的优点是:

◆管束可自由浮动，不考虑温差应力，可用于温差大的场合；

◆只有一块管板，法兰少，泄漏点少，结构简单；

◆U型管换热器可靠，成本低。

U形管换热器的缺点是:

◆管内清洗困难。由于管子需要一定的弯曲半径，管板的利用率低；

◆管束最里面的管间距大，壳程容易短路。当管内流速过高时，会对U型弯管段造成严重的冲蚀，影响其使用寿命。

◆内胎损坏无法更换，报废率高。

动词 （verb的缩写）喷淋热交换器

喷淋式换热器是一种列管式换热器，将换热管成排固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上部喷淋装置均匀淋出，故又称喷淋式冷却器。喷淋式换热器管外是一层湍流度很高的液膜，管外传热系数远高于浸没式换热器。另外，喷淋式换热器多放置在空气体流动的地方，冷却水的蒸发也带走了一部分热量，可以降低冷却水的温度，增加传热的驱动力。与浸没式换热器相比，喷淋式换热器的传热效果大大提高。

▲喷淋热交换器

喷淋式换热器的优点是:

◆结构简单，成本低；

◆可降低冷却水温度，增加传热驱动力；

◆能承受高压；

◆维护清洗方便，水质要求低。

喷淋式热交换器的缺点是:

◆冷却水喷洒不均匀会影响传热效果；

◆只能安装在室外。

六、套管式换热器

套管式换热器是管式换热器的一种，是由两根不同尺寸的标准管连接而成的同心套管。外侧称为壳程，内侧称为管程。两种不同的介质可以在壳程和管程中反向(或同向)流动，达到换热的效果。套管式换热器通常由壳体(包括内壳和外壳)、U形弯头、填料函等组成。

▲套管热交换器

套管热交换器的优点是:

◆结构简单，耐压高；

◆传热面积可根据需要增减，方便应用。

套管热交换器的缺点是:

◆间接管多，容易漏；

◆占地面积大，单位传热面积消耗大量金属。

七。夹套热交换器

夹套式换热器是板式换热器的一种，是在容器外壁安装夹套制成的，结构简单。但其受热面受容器壁的限制，传热系数不高。为了提高传热系数，使釜内液体受热均匀，可以在釜内安装搅拌器。当夹套内通入不发生相变的冷却水或加热剂时，也可以在夹套内设置螺旋挡板或其他增加湍流的措施，以提高夹套一侧的供热系数。为了补充传热面的不足，也可以在壶内安装盘管。夹套换热器广泛用于反应过程中的加热和冷却。

▲夹套热交换器

夹套换热器的优点是:

◆结构简单；

◆易加工。

夹套换热器的缺点是:

◆传热面积小，传热效率低。

八、螺旋板换热器

板式换热器是板式换热器的一种，由两块平行的金属板制成，内部形成两个同心螺旋通道。热交换器的中心有隔板将螺旋通道隔开，两块板之间焊接有间隔柱以保持通道间距。

▲螺旋板式换热器

螺旋板换热器的优点是:

◆传热系数高；

◆不易结垢和堵塞；

◆可使用低温热源；

◆结构紧凑。

螺旋板换热器的缺点是:

◆操作压力和温度不能太高；

◆不好修。

九。热管换热器

热管是由不凝性气体被抽出并充入一定量工作液体的密封金属管组成。工作液体在热端吸收热量并沸腾和蒸发。产生的蒸汽流向冷端冷凝释放潜热。冷凝水返回到热端，再次沸腾和蒸发。如此循环往复，热量不断从热端传递到冷端。

▲热管换热器

热交换器的优点是:

◆结构简单，使用寿命长，运行可靠；

◆具有极高的导热系数和良好的等温性能；

◆冷热侧传热面积可任意改变，远距离传热，温度可控。

它的缺点是:

◆抗氧化性和耐高温性差。

换热器使用注意事项:

◆保持管网清洁。无论是工作前还是工作后，都必须对管网进行清洗，避免出现换热器堵塞的现象。此外，还要注意去污装置和过滤器的清洗，这样才能顺利完成整个热交换工作。

◆严格控制软化水。热媒处理前，应检查系统和软化罐的水质。水质合格后，即可注入。

◆检查新系统。至于新系统，不能立即与换热器交替使用，但换热器只有在运行检查完成后才能纳入系统，使新系统在规定的时间内运行。这样做的目的是防止管网中的杂质损坏换热器的内部设备。