《过程设备设计》课件——6.换热设备.pptxVIP

;目录;换热设备：是一种实现物料之间(两种或两种以上流体间、一种流体一种固体间、固体粒子间或者热接触且具有不同温度的同一种流体间)热量（或焓）传递的通用设备。

应用广泛：在炼油、化工装置中，换热设备约占全部工艺设备数量的20%～40%，占总投资的30%～40%。

低碳经济要求换热器效率越来越高，以利于保护地球资源，改善生态环境。;按作用原理或传热方式;目录;;;;;;间壁式换热器分类;;沉浸式蛇管;喷淋式蛇管;套管式换热器;管式换热器——管壳式换热器;管壳式换热器;管式换热器——缠绕管式换热器;缠绕管式换热器;;板面式换热器——通过板面进行传热的换热器。

其传热性能要比管式换热器优越，由于其结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍流状态，从而强化了传热。板面式换热器采用板材制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。;板面式换热器——螺旋板式换热器。

螺旋板式换热器是由两张平行钢板卷制成的具有两个螺旋通道的螺旋体构成，并在其上安有端盖(或封板)和接管。螺旋通道的间距靠焊在钢板上的定距柱来保证。

其结构紧凑，单位体积内的传热面积约为管壳式换热器的2～3倍，传热效率比管壳式高50～100%左右；材料利用率高；流体单通道螺旋流动，有自冲刷作用，不易结垢；可呈全逆流流动，传热温差小。;螺旋板式换热器;螺旋板式换热器;螺旋板式换热器;板面式换热器——板式换热器;板式换热器原理图;;单流程;板式换热器;板式换热器常见的板片表面形式;焊接板式换热器——尺寸大、可承受高温高压，但不可拆;板面式换热器——板翅式换热器;板翅式换热器;翅片结构形式;多股流板翅式换热器;多股流板翅式换热器;板面式换热器——印刷线路板换热器;板面式换热器——印刷线路板换热器;板面式换热器——板壳式换热器;;板壳式换热器;全焊式板壳式换热器;板面式换热器——伞板式换热器;伞板式换热器——蜂螺式;;;;;双层热管——“忍者一代”散热器;;1）熟悉各类换热设备结构

换热设备有多种多样的形式，每种结构形式的换热设备都有其本身的结构特点和工作特性，有些结构形式，在??种情况下使用是好的，但是，在另外的情况下，却不太合适，或根本就不能使用。只有熟悉和掌握这些特点，并根据生产工艺的具体情况，才能进行合理的选型和正确的设计。;2）综合分析各种影响因素，选取重要影响因素

影响因素包括：

①流体的性质、压力、温度、压降及其可充许范围；对清洗、维修的要求；

②材料价格及制造成本；

③动力消耗费；

④现场安装和检修的方便程度；

⑤壁面工作温度；

⑥使用寿命和可靠性等。;考虑因素（流体的性质）;3）主要的选择标准

①必须首先满足工艺过程要求。流体经换热设备换热后应能达到进入下一道工艺流程的参数要求；

②本身应能够在所要求的工程实际环境下正常工作；

③容易维护；

④尽可能地经济；

⑤应根据场地的限制，综合选择换热器的直径、长度、重量和换热管结构等。;;;固定管板式换热器;固定管板式换热器（二）;固定管板式换热器（三）;固定管板式换热器（四）;固定管板式换热器（五）;;浮头式换热器;;浮头式换热器（三）;;;;;填料函分流式换热器;;填料函分流式换热器（三）;釜式重沸器;按结构特点;;型式;单;;;换热管的排列应在整个换热器的截面上均匀地分布，要考虑换热效率、流体性质(是否需要经常清洗)、制造难易等多方面因素。;换热管排列形式;选择管板材料时，除力学性能外，还应考虑管程和壳程流体的腐蚀性，以及管板和换热管之间的电位差对腐蚀的影响。当流体无腐蚀性或有轻微腐蚀性时，管板一般采用压力容器用碳素钢或低合金钢板或锻件制造。

当流体腐蚀性较强时，管板应采用不锈钢、铜、铝、钛等耐腐蚀材料。但对于较厚的管板，若整体采用价格昂贵的耐腐蚀材料，造价很高。工程上常采用不锈钢+钢、钛+钢、铜+钢等复合板，或堆焊衬里。;在满足强度的前提下，应尽量减少管板厚度。;管板结构;薄管板结构形式;薄管板结构形式;;;;强度焊;;;;;;;;;;;;;管板设计的三种基本假设;管板设计的基本考虑;管板设计思路;膨胀节的作用——降低由于管束和壳体间热膨胀差所引起的管板应力、换热管与壳体上的轴向应力以及管板与换热管间的拉脱力。起到补偿轴向变形的作用。;;目录;增加平均传热温差——逆流流动、多股流体流动;主动

强化;槽管;????;;;;其它形状换热管：缩放管、螺纹管、波纹管;其它形状换热管——钉头管;其它形状换热管——鳍片管;不改变传热面形状，通过改变换热管内流体流动来强化传热，提高传热效率，简便有效，也有利于传热面积的扩大，且易于对旧设备进行改造，应用广泛。

目前管内插入物种类较多，主要是利用各种金属的条、带、片和丝等绕制或扭曲成螺旋形（如螺旋线、扭带、错开扭带、螺旋片