内容发布更新时间 : 2024/12/22 16:18:57星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

换热器最新换热技术

换热器在工、农业的各领域应用十分广泛，在日常生活中传热设备也随处可见，是不可缺少的工艺设备之一。因此换热设备的研究备受世界各国政府及研究机构的高度重视，在全世界第一次能源危机爆发以来，各国都在下大力量寻找新的能源及在节约能源上研究新途径。在研究投入大、人力资源配备足的情况下，一批具有代表性的高效换热器和强化传热元件诞生。随着研究的深入，工业应用取得了令人瞩目的成果，得到了大量的回报，如板翅式换热器、大型板壳式换热器和强化沸腾的表面多孔管、T形翅片管、强化冷凝的螺纹管、锯齿管等都得到了国际传热界专家的首肯，社会效益非常显著，大大缓解了能源的紧张状况。 换热器的种类繁多，有多种分类方法。 一、按原理分类： 1、直接接触式换热器

这类换热器的主要工作原理是两种介质经接触而相互传递热量，实现传热，接触面积直接影响到传热量，这类换热器的介质通常一种是气体，另一种为液体，主要是以塔设备为主体的传热设备，但通常又涉及传质，故很难区分与塔器的关系，通常归口为塔式设备，电厂用凉水塔为最典型的直接接触式换热器。

2、蓄能式换热器(简称蓄能器)，这类换热器用量极少，原理是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，使之到达传热量的目的。

3、间壁式换热器

这类换热器用量非常大，占总量的99%以上，原理是热介质通过金属或非金属将热量传递给冷介质，这类换热器我们通常称为管壳式、板式、板翅式或板壳式换热器。

二、按传热种类分类 1、无相变传热

一般分为加热器和冷却器。 2、有相变传热

一般分为冷凝器和重沸器。重沸器又分为釜式重沸器、虹吸式重沸器、再沸器、蒸发器、蒸汽发生器、废热锅炉。 三、按传热元件分类 1、管式传热元件： (1)浮头式换热器

(2)固定管板式换热器 (3)填料函式换热器 (4)U型管式换热器 (5)蛇管式换热器 (6)双壳程换热器 (7)单套管换热器 (8)多套管换热器 (9)外导流筒换热器 (10)折流杆式换热器

(11)热管式换热器 (12)插管式换热器

(13)滑动管板式换热器 2、板式传热元件 (1)螺旋板换热器 (2)板式换热器 (3)板翅式换热器 (4)板壳式换热器 (5)板式蒸发器 (6)板式冷凝器

(7)印刷电路板板换热器 四、非金属材料换热器分类 (1)石墨换热器 (2)氟塑料换热器

(3)陶瓷纤维复合材料换热器 (4)玻璃钢换热器

五、空冷式换热器分类 (1)干式空冷器 (2)湿式空冷器

(3)干湿联合空冷器 (4)电站空冷器

(5)表面蒸发式空冷器 (6)板式空冷器

(7)能量回收空冷器 (8)自然对流空冷器 (9)高压空冷器 (10)穿孔板换热器

六、按强化传热元件分类 (1)螺纹管换热器 (2)波纹管换热器 (3)异型管换热器

(4)表面多孔管换热器 (5)螺旋扁管换热器 (6)螺旋槽管板换热器 (7)环槽管换热器 (8)纵槽管换热器

(9)螺旋绕管式换热器 (11)T型翅片管换热器 (12)新结构高效换热器 (13)内插物换热器 (14)锯齿管换热器

目前，在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。管壳式换热器按用途分为无相变传热的换热器和有相变传热的冷凝器和重沸器。

随着环境保护要求的提高，近年来加氢装置的需求越来越多，如加氢裂化，煤油加氢，汽油、柴油加氢和润滑油加氢装置等建设量增加，所需的高温、高压换热器数量随之加大。螺纹锁紧环换热器、密封环换热器、金属垫圈式换热器、密封盖板式换热器技术发展越来越快，不仅在承温、承压上满足装置运行要求，而且在传热与动力消耗上发展较快，同时亦适用于乙烯裂解、化肥中合成氨、聚合和天然气等场合，可满足承压高达35MPa,承温达700℃的使用要求。在这些场合，换热器占有的投资占50%以上。在500-1200℃燃气、合成气、烟气使用的石油、化工、乙烯、原子能、航天、化肥等领域使用的换热器主要是用特殊材料制造的废热锅炉，各种结构和用途的废热锅炉的应用回收了大量的热能。如温度高550-780℃炼油装置燃气系统，450-1200℃的航天发动机燃气系统，680-1100℃化肥中合成气系统，650-900℃乙烯裂解气系统都采用具有特殊结构的一种管壳式换热器。

进入20世纪如年代以来，随着装置大型化的发展要求，大型换热器的使用需求增加，乙烯换热器就是一个例子：换热器直径达2.4m，炼油重整装置进料换热器直径达2.4m，重量达120t，传热面积已达3300m2，高度达30m。如何提高传热效率，减少振动损失，是两项十分重要的课题。大型化使得换热面积要达到5000m2，国外已达到8000m2，这样大面积的换热器制造难度大，使用要求高，安装难度更大。如何解决大型化的难题，经过20年的努力，在传热技术上国内已研制成功的双壳程换热器、大型板壳式换热器，具有强化传热的高效换热器，有效地解决了传热效率低的问题；折流杆换热器的应用有效地克服了管束的振动，延长了管子的寿命，解决了振动损坏，提高了工艺性能，降低了动力消耗，且宜用于较脏的场合。

板翅式换热器的发展，使换热器的效率提高到新的水平，结构更紧凑。这种换热器的采用，满足了飞机发动机中间冷却和内燃机车发动机、汽车发动机冷却的需要。由于具有体积小、重量轻、效率高、可处理两种以上介质的优点，这种换热器迅速在石油化工、乙烯装置中得到推广应用。在低温场合（ -185℃的氮气冷却、-177℃液态空气冷却、-130-150℃的乙烯冷却、-165℃的天然气冷却和空分装置的冷却），采用板翅式换热器可减小体积5-15倍，节约重量20-30倍以上。随着铝及铝合金钎焊技术的日趋发展，应用场合及范围将越来越广泛。

新型高效、紧凑式换热器的另一个结构形式——板式换热器及板壳式换热器的应用亦不断得到拓展，由于城市集中供热的需求，越来越多的板式换热器得到使用，节省了占地面积，节约了金属耗量。随着城市中集中供热规模越来越大，面积小于1000m2,使用温度小于200℃压力小于2.0MPa的板式换热器已不能适应工况的需要。如山西某城市供热系统200MW的场合，换热面积单台需要3600m2，这无疑需要大型板壳式换热器，单板面积可达12m2（板式换热器单板面积国外2.4m2，国内1.8m2），单台传热面积可达5000m2，板壳式换热器承温可达700℃，承压可达20MPa。用板壳式换热器取代管壳式换热器，重量可节省1倍左右，占地面积可节省60%,多回收热量可达总热负荷10%以上，节省设备长度近2倍，节约投资10%左右。单套60万吨/年重整装置的立式换热器采用管壳式换热器，换热面积约需3350m2，重量125t，高度30m。而采用板壳式换热器，换热面积约需1800m2，重量55t，高度13m，每年可节省燃料油600t，节省操作费用125万元。国产第一台350m2板壳式换热器，已在中国石油克拉玛依分公司运行1年零2个月；国产