史上最全换热器工作原理动画看个够!
换热器(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。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位,其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。
换热装备
单段绝热反应器
单段绝热反应器结构简单,生产能力大。但缺点是反应过程中温度变化较大。适用于反应热效应不大的放热反应,反应过程允许温度有较宽变动范围的反应;热效应较大的,但对反应温度不很敏感或是反应速率非常快的过程也可适用。
多段式绝热反应器
根据段间反应气体的冷却或加热方式,多段绝热床又分为间接换热式和冷激式(直接换热式)。前者催化剂床层的温度波动小,但结构较复杂,催化剂装卸较困难,多适用于放热反应;后者反应器结构简单,便于装卸催化剂,催化剂床层的温度波动小,但对操作要求较高,多适用于放热反应,能做成大型催化反应器。
热管换热器
热管是一种具有高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。缺点是抗氧化、耐高温性能较差。此缺点可以通过在前部安装一套陶瓷换热器来予以解决,陶瓷换热器较好地解决了耐高温、耐腐蚀的难题。
目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中,作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备,取得了显著的经济效益。
套管式换热器
以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管,每一段套管称为“一程“,程的内管(传热管)借U形肘管,而外管用短管依次连接成排,固定于支架上(图中a)。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常,热流体(A流体)由上部引入,而冷流体(B流体)则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与U形肘管多用法兰连接,便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4——7米。这种换热器传热面积最高达18平方米,故适用于小容量换热。
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。
列管式换热器
列管式换热器(tubular exchanger)是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质 ,可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。
在进行换热时,一种流体由封头的连结管处进入,在管流动,从封头另一端的出口管流出,这称之管程;另-种流体由壳体的接管进入,从壳体上的另一接管处流出,这称为壳程列管式换热器。
具有补偿圈的换热器
由挡板、补偿圈和放热嘴构成的换热器。当流体为高温换热时,由于壳体与管束因温度相差太大,引起不同的热膨胀率,补偿圈就是为了消除这种热应力。
U型管式换热器
此类换热器的特点是管束可以自由伸缩,不会因管壳之间的温差而产生热应力,热补偿性能好;管程为双管程,流程较长,流速较高,传热性能较好;承压能力强;管束可从壳体内抽出,便于检修和清洗,且结构简单,造价便宜。但管内清洗不便,管束中间部分的管子难以更换,又因最内层管子弯曲半径不能太小,在管板中心部分布管不紧凑,所以管子数不能太多,且管束中心部分存在间隙,使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
沉浸蛇管换热器
沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器,是间壁式换热器种类之一。这是一种古老的换热设备。它结构简单,制造、安装、清洗和维修方便,价格低廉,又特别适用于高压流体的冷却、冷凝,所以现代仍得到广泛应用。但蛇管式换热器的体积大、笨重;单位传热面积金属耗量多,传热效能低。根据管外流体冷却方式的不同,蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
这种换热器多以金属管子绕成,或制成各种与容器相适应的情况,并沉浸在容器内的液体中。
夹套换热器
夹套式换热器是间壁式换热器的一种,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
浮头式换热器
新型浮头式换热器浮头端结构,它包括圆筒、外头盖侧法兰、浮头管板、钩圈、浮头盖、外头盖及丝孔、钢圈等组成,其特征是:在外头盖侧法兰内侧面设凹型或梯型密封面,并在靠近密封面外侧钻孔并套丝或焊设多个螺杆均布,浮头处取消钩圈及相关零部件,浮头管板密封槽为原凹型槽并另在同一端面开一个以该管板中心为圆心,半径稍大于管束外径的梯型凹槽,且管板分程凹槽只与梯型凹槽相连通,而不与凹型槽相连通。
螺旋板式换热器
螺旋板换热器(spiral heat exchanger),是由两张平行的金属板卷制成两个螺旋形通道,冷热流体之间通过螺旋板壁进行换热的换热器。螺旋板换热器有可拆的和不可拆的两种型式。
文章来源: 中国暖通网