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换热器
换热器（heat exchanger），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，其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，应用广泛。
中文名 换热器 外文名 heat exchanger 别 称热交换器 应用领域 化工、石油、动力、食品
发展
换热器是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。数据显示2010年中国换热器产业市场规模在500亿元左右，主要集中于石油、化工、冶金、电力、船舶、集中供暖、制冷空调、机械、食品、制药等领域。其中，石油化工领域仍然是换热器产业最大的市场，其市场规模为150亿元；电力冶金领域换热器市场规模在80亿元左右；船舶工业换热器市场规模在40亿元以上；机械工业换热器市场规模约为40亿元；集中供暖行业换热器市场规模超过30亿元，食品工业也有近30亿元的市场。另外，航天飞行器、半导体器件、核电常规岛核岛、风力发电机组、太阳能光伏发电、多晶硅生产等领域都需要大量的专业换热器，这些市场约有130亿元的规模。国内换热器行业在节能增效、提高传热效率、减少传热面积、降低压降、提高装置热强度等方面的研究取得了显着成绩。基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器行业在未来一段时期内将保持稳定增长，2011年至2020年期间，我国换热器产业将保持年均10-15%左右的速度增长，到2020年我国换热器行业规模有望达到1500亿元。 [1]
分类编辑
适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器，结构型式也不同，换热器的具体分类如下：
按传热原理分类
1、间壁式换热器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。间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。间壁式换热器是目前应用最为广泛的换热器。2、蓄热式换热器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、直接接触式换热器又被称为混合式换热器，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例如，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。同汽水面式间接换热相比，具有更高的换热效率；同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。 [1]
按用途分类
1、加热器加热器是把流体加热到必要的温度，但加热流体没有发生相的变化。
2、预热器预热器预先加热流体，为工序操作提供标准的工艺参数。
换热器
换热器
3、过热器过热器用于把流体（工艺气或蒸汽）加热到过热状态。4、蒸发器蒸发器用于加热流体，达到沸点以上温度，使其流体蒸发，一般有相的变化。
按结构分类
可分为：浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。

列管式换热器
列管式换热器 [1] （tubular exchanger）是目前化工及酒精生产上应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板等组成。所需材质 ，可分别采用普通碳钢、紫铜、或不锈钢制作。在进行换热时，一种流体由封头的连结管处进入，在管流动，从封头另一端的出口管流出，这称之管程；另一种流体由壳体的接管进入，从壳体上的另一接管处流出，这称为壳程。
中文名 列管式换热器 外文名 tubular exchanger 种 类 固定管板式 学 科 物理 分 类 器械 学 科 热力工程
目录
1 种类
? 固定管板式
? 浮头式
? 填料函式
? U型管式
? 涡流热膜
? 折流挡板
? 多壳程
2 技术参数
3 渗漏解析
4 试漏方法
5 清洗
6 渗漏解决
7 设计注意
种类编辑
固定管板式
列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6Mpa时由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其他结构。
浮头式
换热器的一块管板用法兰与外壳相连接，另一块管板不与外壳连接，以使管子受热或冷却时可以自由伸缩，但在这块管板上连接一个顶盖，称之为“浮头”，所以这种换热器叫做浮头式换热器。其优点是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨胀不变壳体约束，因而当两种换热器介质的温差大时，不会因管束与壳体的热膨胀量的不同而产生温差应力。其缺点为结构复杂，造价高。
填料函式
这类换热器管束一端可以自由膨胀，结构比浮头式简单，造价也比浮头式低。但壳程内介质有外漏的可能，壳程中不应处理易挥发、易燃、易爆和有毒的介质。
U型管式
U形管式换热器，每根管子都弯成U形，两端固定在同一块管板上，每根管子皆可自由伸缩，从而解决热补偿问题。管程至少为两程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨胀。其缺点是管子内壁清洗困难，管子更换困难，管板上排列的管子少。优点是结构简单，质量轻，适用于高温高压条件。
涡流热膜
涡流热膜换热器采用最新的涡流热膜传热技术，通过改变流体运动状态来增加传热效果，当介质经过涡流管表面时，强力冲刷管子表面，从而提高换热效率。最高可达10000W/m2℃。同时这种结构实现了耐腐蚀、耐高温、耐高压、防结垢功能。其它类型的换热器的流体通道为固定方向流形式，在换热管表面形成绕流，对流换热系数降低。
据「换热设备推广中心】的资料显示，涡流热膜换热器的最大特点在于经济性和安全性统一。由于考虑了换热管之间，换热管和壳体之间流动关系，不再使用折流板强行阻挡的方式逼出湍流，而是靠换
列管式换热器
列管式换热器
热管之间自然诱导形成交替漩涡流，并在保证换热管不互相摩擦的前提下保持应有的颤动力度。换热管的刚性和柔性配置良好，不会彼此碰撞，既克服了浮动盘管换热器之间相互碰撞造成损伤的问题，又避免了普通管壳式换热器易结垢的问题。
涡流热膜换热器性能特点：
1.高效节能，该换热器传热系数为6000-8000W/m2.0C；
　　2.全不锈钢制作，使用寿命长，可达20年以上,十年内出现换热器质量问题免费更换；
　　3.改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻；
　　4.换热速度快，耐高温（400℃），耐高压（2.5Mpa）;
　　5.结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节约土建投资；
　　6.设计灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金；
　　7.应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换；
　　8.维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便。
　　9.采用纳米热膜技术，显着增大传热系数。
　　10.应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
涡流热膜换热器性能对比：
对比项目
浮动盘管换热器
螺纹管换热器
涡流热膜换热器
适用介质种类
蒸汽、水
蒸汽、水
弱腐蚀性化工原料、蒸汽、水
介质的参数范围
温度：0-150度
压力：0-1.0MPa
温度：0-150度
压力：0-1.6MPa
温度：-40-400度
压力：0-10.0MPa
热效率
热效率=92%
热效率=93%
热效率=96%
防垢性能
自动除垢
人工除垢
具有防垢功能
耐震、噪音
振动较大，噪音大
振动较小，噪音小
振动微弱，噪音小
试用寿命
7年左右
10年左右
20年左右
维修
停机维修，更换管束
停机维修，拔管再胀管
无需维修
折流挡板
为提高壳程流体流速，往往在壳体内安装一定数目与管束相互垂直的折流挡板。折流挡板不仅可防止流体短路、增加流体流速，还迫使流体按规定路径多次错流通过管束，使湍动程度大为增加。常用的折流挡板有圆缺形和圆盘形两种，前者更为常用。
多壳程
列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响，采取各种补偿的办法，消除或减小热应力，根据所采取的温差补偿措施。

冷却器
冷却器是换热设备的一类，用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。主要可以分为列管式冷却器、板式冷却器和风冷式冷却器。冷却器是冶金、化工、能源、交通、轻工、食品等工业部门普遍采用的热交换装置 [1] 。
它适用于冷却器、冷凝、加热、蒸发、废热回收等不同工况。因此，在门类众多的热交换器中，冷却器，管式换热器仍居于重要位置。
中文名 冷却器 外文名 cooling apparatus 主要种类 间壁式冷却器、喷淋式冷却器 主要用途 工业滤水器 主要结构 转动轴系，进出水口，过滤网 原 理 空气压原理 别 名 换热器
目录
1 简介
2 分类
? 列管式冷却器器
? 板式冷却器
? 风冷式冷却器
3 安装方式
4 排污方法
5 水垢影响
? 影响表现
? 预防影响
6 日常检查与维护
? 日常检查
? 日常维护
7 停用
8 使用注意
9 排除故障
10 冷却水的维护
简介
cooler；cooling apparatus
冷却器是换热设备的一类，用以冷却流体。通常用水或空气为冷却剂以除去热量。有间壁式冷却器、喷淋式冷却器、夹套式冷却器和蛇管式冷却器等。广泛用于大功率硅整流和感应炉及中频炉等大电器设备配套作为冷却保护付机的纯水、水风、油水、油风冷却装置。
冷却器以间壁式、混合式、蓄热式交换器为主要对象，冷却器的工作原理、传热计算、结构计算、流动阻力计算和设计程序，在热交换器一书中均有较多插图和详尽的例题。
分类编辑
列管式冷却器器
第一种液压机冷却器列管式，有双重管式、立式、卧式、浮头式等多种。这种类型的特点是用作冷却的水从管内部流过，而油则从列管的间隔中流过，中间设置的折板让油折流，它所使用的双城甚至四程流动方式让它的冷却效果更加强烈。
组成 [2]
列管式冷却器由外部壳体、内部冷却器体两大部份组成。由于具体结构方式的不同，从外部连接形式分为管螺纹式和法兰式；从安装形式分为卧式和立式；从浮动形式分为浮动盘式和浮动头式；从冷却器管结构分为螺管式和翅片管式；从折流的结构分为弓形折流板、矩形折流板、双堰形折流板和圆形折流板等多种结构形式，均按具体条件选用。
外部壳体包括：筒体、分水盖和回水盖。其上设有进、出油管和进、出水管,了解*的规则，并附设排油、排水、排气螺塞、锌棒安装孔连温度计接口等。
冷却器体由冷却器管、定孔盘、动孔盘、折流板等组成。冷却器管两端与定、动孔盘连接,冷却器 装载机冷却器里边漏机油；定孔盘和外体法兰连接，动孔盘可在外体内自由伸缩，以消除温度对冷却器管由于热胀冷缩而产生的影响。折流板起强化传热及支承冷却器管的作用。
原理
列管式冷却器器的热介质是由筒体上的接管进口，顺序经各折流通道，曲折地流至接管出口。而冷却器介质则采用双管程流动，即冷却器介质由进水口经分水盖进入一半冷却器管之后，再从回水盖流入另一半冷却器管进入另一侧分水盖及出水管。冷介质在双管程流过程中，吸收热介质放出的余热由出水口排出，使工作介质保持额定的工作温度。
板式冷却器
第二种板式也分为人字和斜波纹式等，利用波纹构造排列的接触点，让流体在流速并不高的情况下形成紊流，大幅度的提升了散热的效果。
板式热交换器是一种新型高效的换热设备，它具有传热效率高、结构紧凑、占地面积小，易于安装得优点，并且可根据不同的工艺要求，非常方便地组合成任意流量形式，因而它被广泛应用石油、化工、冶金、机械、轻工、食品、医药、电力、涂装、供热等工业领域，近年来在微电子行业的冷却水、纯水和超纯水系统中也被广泛采用。
由于冷冻水（冷媒流体）与循环冷却水（工作流体）不是直接接触的，它们是通过换热片将循环冷却水的热量传给冷冻水，此时较高温度的循环冷却水的温度降低成为低温流体，当换热片两侧的流体为恒温传热时，
它包括了三个过程：
1）循环冷却水（工作流体）流动过程中把热量传到换热 片壁上的对流传热过程；
2）穿过换热片的导热过程；
3）由另一侧的换热片壁把热量传给冷冻水（冷媒流体）的对流传热。
风冷式冷却器
第三种的风冷式冷却器一样分为间接式、固定式和悬挂式等等多种。它的特点也有许多，它简单的结构、小体积小重量和使用方便等都是它的优势所在 [3] 。
风冷式油冷却器（简称风冷却器）是一种以空气为冷却源的铝合金板翅式热交换器，其特点是热交换器芯体的油通道和风通道均设换热翅片，同体积比换热面积大，传热效率高，以空气为介质进行热量交换。与水冷式散热器相比，不仅安装维护简便，更可避免铜管爆裂造成的油水混合，对系统造成严重的毁坏。其次，对于需要变换工作地点的设备（如工程机械）来说，不需考虑水源的供应，不存在水循环系统的拆装和重建，是应用日益广泛的环保型产品。
安装方式
冷却器安装方式分为立式冷油器和卧式冷油器，立式冷却器具有所需安装面积小、安装方便等特点。卧式冷油器具有压降较小、抗水冲击性强等特点，因此根据不同的场地、空间高度、使用性能等要求正确选用立式或卧式冷油器，能更好地满足发电机组及其它设备的需要。
(1)冷却器打压试验合格后，方可投用，启用前排尽内部存水。
(2)检查各倒淋、放空阀是否灵活好用及开关位置，压力表、温度计是否全部装好。
(3)检查基础、支座是否牢固，各部螺栓是否满扣、紧固。
(4)投用时，先投冷流，后投热流。
(5)在投用冷介质或热介质时，首先要保证副线畅通，再缓慢开出口阀，检查无问题后开入口阀，一定要缓慢开，防止憋压。投用过程要注意观察设备变化情况。 冷却器投用后，随着温度压力的变化，可能会出现泄漏现象，应及时进行检查。
冷却器
排污方法
1、压差排污:当杂质聚积到一定数量时，利用冷却水进出水管之间差压信号来反冲洗排污，即电接点压力表接通控制信号，控制机构打开电动排污阀，电动减速机将以每分钟3-6转的转速运转,经由排污管路和排污阀门排入冷却水出水管中，清排一次约5-10分钟左右。当出现大的杂物，滤网不能运行到位时，电动装置应作反方向运行，冲洗杂物。
2、用户如需要可设置排污时间性，在0-99小时内设定清洗排污时间, 一般设置为12个小时排污一次,时间设定可以按照电厂水质的情况而做相应调整。即设定时间启动电动减速机进行反转使排污阀打开，依次进行反转反冲洗排污。直至全部腔室反冲完毕，电动装置停止工作，电动反冲阀和电动排污阀关闭，排污工作全部结束。
水垢影响
离子和酸式碳酸盐。有碳酸盐的生成。另外，形成铁锈。由于锈垢的产生，换热效果下降。使换热效果失去作用。节约能源、延长设备的使用寿命。
影响表现
(1)压缩机组的影响：由于冷却水质差，在冷却器中形成的污垢热阻大，使冷却器不能正常运行，导致了压缩机中每一级的进口、出口参数偏离，影响了级与级之间的匹配性能，降低了压缩机的效率，减少了加工气量，增加了机组的能耗，使机组的整体性能下降。最终使空分装置的产量下降，能耗增加，运行周期缩短和变工况调节范围缩小。
(2)冷冻机的影响：冷却水形成的污垢热阻大，使冷冻机中的冷凝器不能正常运行。冷媒的冷凝压力、温度升高，使冷冻机的制冷量下降，导致空气出空冷塔进分子筛纯化器的温度升高，降低了分子筛的吸附能力，这也将使空分装置的运行周期缩短。
(3)对预冷系统的影响：对于空气预冷系统，当水质较差时，在空气冷却塔内的部件上（如筛板、填料），也要形成污垢，从而降低了冷却塔的换热效率，使空气温度升高，也要影响分子筛的吸附能力，导致空分装置的运行周期缩短。
预防影响
预防冷却器水垢 [4] 的产生应该从源头上实施控制，可最大限度的保证系统的良好运行，减少损失，如安装（奥瑞沃）自动自清洁水过滤器。另外，也可以使用电子除垢仪，如德科乐电
电子除垢仪--单程冷却塔
电子除垢仪--单程冷却塔
子除垢仪，它的原理是利用综合电波改变水里的钙、等离子的物理结构，变成不溶于水的新结晶体，它们会悬浮于水里，不会粘附于管壁上，防止水垢形成。由于钙等离子从水中析出，水便回复于高溶解状态，水本身为高溶解度液体，但会因吸收其它物质而致饱和，当回复为高溶解状态的水流经有水垢的管道，便能把水垢溶解并吸收，并于排水时排走，因此，该产品除具有防止水垢形成外，还能有效清除老垢。

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