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,应用十分广泛,因此有些企业在TPM咨询活动中将换热器视为重点。
换热器可适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的,当然结构型式也会不同,那在TPM咨询中换热器的具体分类有哪些呢?
一、按照传热原理分类
①间壁式换热器,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。常见有管壳式、套管式,是目前应用最为广泛的换热器。
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,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混合式换热器,这种换热器是两种流体直接接触,彼此混合进行换热的设备,比如:冷水塔、气体冷凝器等。
⑤复式换热器,兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。
二、按用途分类
换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。
换热器从结构上分类很多,本篇章重点讲解最常见换热器——管壳式换热器。
管壳式换热器又称列管式换热器,是一种通用的标准换热设备。它具有结构简单、坚固耐用、造价低廉、用材广泛、清洗方便、适应性强等优点,应用最为广泛,在换热设备中占据主导地位。管壳式换热器根据结构特点分为以下几种。
①固定管板式换热器,由壳体、管束、封头、管板、折流挡板、接管等部件组成。其结构特点是,两块管板分别焊于壳体的两端,管束两端固定在管板上,整个换热器分为两部分:换热管内的通道及与其两端相贯通处称为管程,换热管外的通道及与其相贯通处称为壳程。冷、热流体分别在管程和壳程中连续流动,实现换热。
②浮头式换热器,其结构特点是两端管板之一不与壳体固定连接,可在壳体内沿轴向自由伸缩,该端称为浮头。浮头式换热器的优点是壳体或换热管膨胀时,互不约束,不会产生温差应力,管束可从壳体内抽出,便于管内和管间的清洗,适用于壳体和管束壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
③U 型管式换热器其结构是只有一个管板,换热管为 U 型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与 U 型换热管有温差时,不会产生温差应力。管束可以抽出,管间清洗方便,但管内清洗比较困难,适用于管、壳壁温差较大或壳程介质易结垢,而管程介质清洁不易结垢以及高温、高压、腐蚀性强的场合。
④填料函式换热器是管板只有一端与壳体固定连接,另一端采用填料函密封。管束可以自由伸缩,管束可从壳体内抽出,管内、管间均能进行清洗,维修方便,填料函耐压不高,一般小于4.0MPa,对易燃、易爆、有毒和贵重的介质不适用,适用于管、壳壁温差较大或介质易结垢,需经常清理且压力不高的场合。
⑤釜式换热器是在壳体上部设置适当的蒸发空间,同时兼有蒸汽室的作用。管束可以为固定管板式、浮头式或 U 型管式。釜式换热器清洗维修方便,能承受高温、高压,适用于液-汽式换热。
以上就是管壳式换热器常见的五种换热器类型以及性能特点,后面章节还会继续介绍TPM咨询中关于蛇管式换热器、螺旋式换热器、套管式换热器、翅片管式换热器等样式结构和性能特点,希望对你在推行TPM咨询过程中对换热器的掌握学习有所帮助。