换热器设计及选型应满足哪些要求

你对换热器了解吗？什么是换热器呢？换热器，就是指一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。

今天我要为大家讲解换热器的相关知识。换热器，又称热交换器。是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业，相互形成产业链条。为了适应发展的需要，中国对某些种类的换热器已经建立了标准，形成了系列。完善的换热器设计或选型时应满足基本要求。今天我就来为大家讲解换热器以及换热器设计的相关知识。

换热器原理

换热器原理是什么？换热器的流向一般有两种，顺流和逆流。顺流时，入口处两流体的温差最大，并沿传热表面逐渐减小，至出口处温差为最小。逆流时，沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下，当两种流体都无相变时，以逆流的平均温差最大顺流最小。

同样传热量的条件下，逆流可使温差增大，传热面积减小;若传热面积不变，逆流可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费，后者可节省操作费，故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。

换热器种类

1、夹套式换热器

什么是夹套式换热器?这种换热器是加热、冷却介质的通路。换热器主要用于反应过程的加热或冷却。蒸汽加热时，蒸汽上部接管进入夹套，冷凝水由下部接管流出。冷却时，冷却介质(如冷却水)由夹套下部接管进入，由上部接管流出。夹套式换热器结构简单，但由于其加热面受容器壁面限制，传热面较小，且传热系数不高。

2、喷淋式换热器

喷淋式换热器主要作用是冷却。热流体在管内自下而上流动，冷水由最上面的淋水管流出，均匀地分布在蛇管上，并沿其表面呈膜状自上而下流下，最后流入水槽排出。喷淋式换热器常置于室外空气流通处。冷却水在空气中汽化亦可带走部分热量，增强冷却效果。其优点是便于检修，传热效果较好。缺点是喷淋不易均匀。

3、套管式换热器

什么是套管式换热器？套管式换热器，由直径不同的直管以及同轴线相套组合而成。如果管子太长，中间会向下弯曲，使流体分布不均匀。套管式换热器的优点：构造简单、内管能耐高压、传热面积可根据需要增减、适当选择两管的管径、两流体皆可获得适宜的流速、且两流体可作严格逆流。缺点：管间接头较多，接头处易泄漏，单位换热器体积具有的传热面积较小。故适用于流量不大、传热面积要求不大但压强要求较高的场合。

换热器设计

换热器设计计算为例：

1.根据已知条件确定管程和壳程的物体流量，进出口的温度条件；根据两侧流体的温度条件，确定两流体在该换热器中定性温度的物性值。物性值包括密度ρ，比热cp，热导率λ，黏度μ，并计算该换热器的传热量Q。

2.根据换热器的对数平均温差Δtm，温差修正数FT。

3.假定总传热系数K0。

4.按式Q=KAΔt计算所需的传热面积A。

式中K—总传热系数，W/(m2·K)；A—换热器总传热面积，m2；Δt—进行换热的两流体之间的平均温差，K。

5.分别计算管程、壳程的传热系数hi、ho，根据两物体的污垢系数计算总传热系数K计，如果K0＞K计，按K0=K计返回第四步，如满足则进行下一步。

6.计算管、壳两侧压力降，如满足工艺条件则结束，不然，则调整管程和壳程的结构条件，返回第五步重新计算。

换热器清洗原因

1.生产过程中，设备和管道难免会产生很多污垢。比如：沉积物、腐蚀产物、结焦、油污垢、水垢、聚合物、等。

2.污垢的产生会使设备和管道线路失效，装置系统生产下降，能耗、物耗增加等不良情况，污垢腐蚀特别严重时还会使流程中断，装置系统被迫停产，直接造成各种造成经济损失，甚至还有可能发生恶性生产事故。

3.要想避免零污垢的产生，绝对是不可能的。所以，换热器等设备的清洗便成为工业生产，尤其是石油化工及热电工厂生产中所不可缺少的一个重要环节。

换热器清洗发展

由于受各种因素的影响，大多数人对换热器结垢的清除工艺还停留在传统的“破坏性”工艺和观念方面。而且简单地认为设备清洗只有在严重影响生产的情况下才会考虑，其不知水垢的生成在不断影响着企业的能耗，吞噬着企业的利润。而且，单一为了降低清洗的费用，选择了对设备有损害和腐蚀的清洗方法，造成设备的报废和生产的停滞，付出了比清洗剂高几百倍甚至上千倍的代价。比如某水泥集团，采用草酸清洗换热器，每次清洗时间都不敢超过2个小时，因清洗的不够彻底，所以清洗时间有以前的一年一次变为现在的一年三次，增加了两次的停机停产时间，间接地给企业造成了损失。

目前，各国都在发展环保清洗技术，以求降低能耗，扼止对环境的过度破坏。在发达国家，各科研机构尤其注重环保技术的研发，以美嘉华国际为代表的一大批高科技企业近两年陆续推出相关新技术，引起国际注目，中国国内目前也在逐步向环保清洗剂新技术靠拢。

编辑总结：以上就是换热器设计及选型应满足哪些基本要求的相关知识介绍，希望能够帮助到有这方面需求的朋友们！如需了解更多相关资讯，请继续关注我们网站，后续将呈现更多精彩内容。