發(fā)表時間： 2025-05-29 10:13:52
作者： 石油化工設(shè)備維護與檢修網(wǎng)
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換熱器是進行冷熱交換的設(shè)備，在化工裝置中應(yīng)用廣泛，占有非常重要的地位。根據(jù)不同的介質(zhì)、工況、用途等，換熱器已開發(fā)出多種結(jié)構(gòu)型式，了解不同結(jié)構(gòu)型式的換熱器原理、優(yōu)缺點，對換熱器的應(yīng)用、設(shè)備布置、管道設(shè)計工作起到非常重要的作用。
一、固定管板式換熱器
固定管板式換熱器屬于管殼式換熱器，在該項目中數(shù)量最多，應(yīng)用最廣。它主要由殼體、管板、傳熱管、管箱、折流板等組成，其中傳熱管固定在兩端的管板上，管板焊于殼體上。在進行換熱時，一種流體從管箱的接管進入傳熱管，從管箱的另一端接管流出，這叫管程；另一種流體由殼體的接管進入，從殼體上的另一端接管流出，這叫殼程。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，相對投資費用較低；能用于高溫高壓的場合；方便清洗管程。
缺點：殼程不易清洗，檢查困難；管殼兩物流溫差較大時，殼體和管束中將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力；管程損壞后連同殼體一起報廢，故設(shè)備壽命相對較低。
二、U型管式浮頭式換熱器
Ｕ型管式換熱器的結(jié)構(gòu)和固定管板式換熱器很接近，最大的區(qū)別是將傳熱管從直管彎成Ｕ型管，并且固定在同一管板上。這樣換熱管可以自由伸縮，不受管板和殼程的約束，且管束可以自由的抽出和裝入。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，密封面少，制造和安裝方便，造價較低，承壓能力強；管束可以抽出，管間和殼程清洗方便。
缺點：管程難清洗；空間利用率較低，結(jié)構(gòu)不緊湊；當傳熱管泄漏時，只有外層Ｕ型管可更換，內(nèi)層管只能堵死，因而報廢率比較高。
三、浮頭式換熱器
浮頭式換熱器也是管殼式換熱器的一種。它跟固定管板式換熱器的區(qū)別是一端是管板，一端是浮頭。浮頭分為外填料函式浮頭，鉤圈式浮頭，可抽式浮頭。鉤圈式浮頭結(jié)構(gòu)由外頭蓋法蘭、封頭、鉤圈、浮頭蓋法蘭、球冠型封頭、浮動管板等組成。浮頭可沿著管束方向伸縮，因此管程和殼程之間的熱應(yīng)力小。
優(yōu)點：管束可以抽出，清洗管程和殼程方便；當管殼程兩物料有溫差時，殼體和換熱管各自膨脹，兩者之間的熱應(yīng)力小。
缺點：結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高；密封面多，泄漏點多，對密封面要求較高。
四、板式換熱器
板式換熱器是由具有一定波紋形狀的一系列金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器，因其體積小、換熱效率高，在化工裝置中使用較多。板式換熱器的換熱板片是長方形的薄波紋金屬板，每個換熱板片之間通過膠墊密封，用導桿、夾緊板和夾緊螺栓重疊壓緊而成。每塊換熱板片的四角圓孔是流體的分配管和匯集管。相鄰兩個換熱板片波紋方向相反，使冷熱流體相間流過，實現(xiàn)熱交換。
優(yōu)點：傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，使用靈活，清洗和維修方便，能精確控制換熱溫度等。
缺點：容易滲漏，承壓能力低，使用溫度不宜過高，容易堵塞，阻力大等。
五、套管式換熱器
套管式換熱器由內(nèi)管和外管組成，其中內(nèi)管（傳熱管）兩側(cè)接Ｕ形管，外管是多個短管依次排列成排，固定于支架上。外管的兩端與內(nèi)管焊接，內(nèi)管與Ｕ形管法蘭連接，這樣可以拆卸Ｕ形管，清洗傳熱管。熱量通過內(nèi)管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。每一段套管的有效長度約4~7ｍ，傳熱面積不易太大，適用于小容量換熱。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，不易堵塞，能耐高溫高壓。傳熱面積可根據(jù)需要增減，應(yīng)用方便。
缺點：管間接頭多，容易泄露；同等傳熱效果下，耗金屬多；使用面積不宜大于20ｍ2。
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