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介绍几种换热器结构原理及特点

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发表于 2021-10-26 15:23:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
1、板式换热器" B" |3 |! s1 q, x* y' m, A$ ]. P

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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。
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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。
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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。
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板式换热器结构图
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2、螺纹板式换热器; U' _' W4 C4 f9 y& M
螺旋板式换热器
, |/ T  m3 @3 W$ C: Z螺旋板式换热器
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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。
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结构形式可分为:

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  • 不可拆式(Ⅰ型)螺旋板式换热器
  • 可拆式(Ⅱ型、Ⅲ型)螺旋板式换热器

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螺旋板式换热器结构图
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) l. e$ T1 p) _- f4 l3 B+ f/ L3、列管式换热器$ Z# j% i8 i/ M# H: L$ W
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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。) @) y8 `, A0 o8 p9 ]

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列管式换热器结构图

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4、管壳式换热器
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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。
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管壳式换热器结构图
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# w# t* q( O2 \3 V" x( g5、容积式换热器0 m* W' J8 S# _8 o* D6 g+ _) q
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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。

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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。
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6、浮头式换热器) u1 M/ e& C& |% j5 H4 c
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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。

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浮头端设计成可拆结构,使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。

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浮头换热器结构图

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7、管式换热器0 {3 q+ D" _" Z$ j" B

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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。
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管式换热器结构图

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8、热管换热器
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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。

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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,汽化后蒸汽向另一端流动并遇冷凝结向散热区放出潜热。
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冷凝液借毛细力和重力的作用回流,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。
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热管换热器结构图

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! b7 j" O: i. Q8 x0 k& U5 V9、汽水换热器
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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。- \' E+ B  A8 ^

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7 H7 L& U5 v7 _& X10、空气换热器7 p$ W+ s& i8 G+ B. m
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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。

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* d2 `4 B, c& E7 K7 p" k' b11、波纹管换热器( Q5 G' m4 j; N9 R. \, G0 N
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波纹管换热器是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。

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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。) i; U/ \4 j* R5 r1 K

" j, r  W0 C5 R; C, D
总传热系数水-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。

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12、石墨换热器. g" ]8 R8 e" ~: h; u
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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,设备纵向孔走腐蚀性介质,横向孔走非腐蚀性介质,是目前较先进、性能较优越的一种石墨换热器。
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圆柱形石墨换热块的优势:
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  • 有较高的结果强度,并易与解决密封问题;
  • 在密封中采用氟橡胶(或柔性石墨)O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。
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8 z7 `) k3 q$ D$ U" S7 R13、换热机组
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换热机组是一次热网与用户之间的直接桥梁,从一次热网得到热量,自动连续地转换为用户需要的生活用水及采暖用水,适用于空调(供暖供冷),采暖,生活用水(洗浴)或其他换热回路(如地板供热,工艺水冷却等)。

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换热机组由板式换热器、循环水泵、补水泵、过滤器、阀门、机组底座、热计量表、配电箱、电子仪表及自控系统等组成。热源的蒸汽或高温水从机组的一次侧供水口进入板式换热器,二次侧的低温回水经过过滤器除污,通过循环泵也进入板式过滤器,两种不同温度的水经过热交换,二次侧将热量输送给热用户。

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. E9 }6 E$ v$ ~+ P$ O14、U形管式换热器
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U形管式换热器不同于固定管板式和浮头式,只有一块管板,换热管作成U字形、两端都固定在同一块管板上;管板和壳体之间通过螺栓固定在一起。
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这种换热器结构简单、造价低,管束可在壳体内自由伸缩,无温差力,也可将管束抽出清洗且还节省了一块管板;但U形管管内清洗困难且管子更换也不方便,由于U形弯管半径不能太小,故与其他管壳式换热器相比布管较少,结构不够紧凑。
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U形管式换热器适用于冷热流体温差较大、管内走清洁不结垢的高温、高压、腐蚀性较大的流体的场合。

! O3 q: \+ B% o; ~0 J$ q6 E: I15、填料函式换热器) W3 j- `/ o* y
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填料函式换热器与浮头式很相似,只是浮动管板一端与壳体之间采用填料函密封。
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这种换热器管束也可自由伸缩、无温差应力,具有浮头式的优点且结构简单、制造方便、易于检修清洗,特别是对腐蚀严重、温差较大而经常要更换管束的冷却器,采用填料函式比浮头式和固定管板式更为优越;但由于填料密封性所限,不适用于壳程流体易挥发、易燃、易爆及有毒的情况。
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目前所使用的填料函式换热器直径大多在700mm以下,大直径的用得很少,尤其在操作压力及温度较高的条件下采用更少。


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