五、換熱設(shè)備

　　換熱器是用來完成各種傳熱過程的設(shè)備，它是化工、石油、核能和其他許多工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的一種通用工藝設(shè)備。

　　（一）換熱設(shè)備分類

　　熱傳遞有3種基本方式：傳導(dǎo)、對流和輻射。

　　1．按作用原理或傳熱方式分類

　?。?）混合式換熱器。

　　（2）蓄熱式換熱器。

　?。?）間壁式換熱器。這種形式的換熱器使用最廣泛。

　　2．按生產(chǎn)中的使用目的分類?？煞殖衫鋮s器、加熱器、冷凝器、汽化器（或再沸器）和換熱器等。

　　3．按換熱器所用材料分類。一般分成金屬材料和非金屬材料換熱器。

　　4．按換熱器傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)分類。

　?。ǘ追N常用換熱器

　　常用的換熱器有夾套式、蛇管式、套管式、列管式、螺旋板式、板式、板翅式等。

　　1、夾套式換熱器

　　這種換熱器構(gòu)造簡。換熱器的夾套安裝在容器的外部，夾套與器壁之間形成密封的空間，作為載熱體（加熱介質(zhì)）或載冷體（冷卻介質(zhì)）的通路。夾套一般用碳鋼或鑄鐵制成，可焊在器壁上或者用螺釘固定在容器的法蘭或器蓋上。

　　夾套式換熱器主要用于反應(yīng)過程的加熱或冷卻。在用蒸汽進(jìn)行加熱時(shí)，蒸汽由上部接管進(jìn)入夾套，冷凝水則由下部接管流出。作為冷卻器時(shí)，冷卻介質(zhì)（如冷卻水）由夾套下部的接管進(jìn)入，而由上部的接管流出。

　　該種換熱器的傳熱系數(shù)較小，傳熱面又受到容器的限制，因此只適用于傳熱量不太大的場合。為了提高其傳熱性能，可在容器內(nèi)安裝攪拌器，使容器內(nèi)液體作強(qiáng)制對流；為了彌補(bǔ)傳熱面的不足，還可在容器內(nèi)安裝蛇管換熱器。

　　2、蛇管式換熱器

　　其傳熱面是由彎曲成圓柱形或平板形的蛇形管子組成。制作蛇管的材料有鋼管、銅管或其他有色金屬管、陶瓷管、石墨管等。蛇管式換熱器可分沉浸式和噴淋式兩種。

　　（1）沉浸式蛇管換熱器。蛇管多以金屬管彎制，制成適應(yīng)容器要求的形狀，沉浸在容器中。兩種流體分別在蛇管內(nèi)、外流動而進(jìn)行熱量交換。這種蛇管換熱器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，便于防腐，能承受高壓。主要缺點(diǎn)是由于容器的體積較蛇管的體積大得多，故管外流體的對流換熱系數(shù)較小，因而總傳熱系數(shù)K值也較小。如在容器內(nèi)加攪拌器或減小管外空間，則可提高傳熱系數(shù)。

　?。?）噴淋式蛇管換熱器。噴淋式蛇管換熱器多用作冷卻器。這種設(shè)備常放置在室外空氣流通處，冷卻水在汽化時(shí)，可帶走部分熱量，可提高冷卻效果。它和沉浸式蛇管換熱器相比，具有便于檢修和清洗、傳熱效果較好等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是噴淋不易均勻。

　　3、套管式換熱器

　　套管式換熱器系用管件將兩種尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)管連接成為同心圓的套管，然后用180°的回彎管將多段套管串連而成。套管式換熱器的優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造較簡單；能耐高壓；傳熱面積可根據(jù)需要而增減；適當(dāng)?shù)剡x擇管子內(nèi)徑、外徑，可使流體的流速較大，且雙方的流體可作嚴(yán)格的逆流，有利于傳熱。缺點(diǎn)是：管間接頭較多，易發(fā)生泄漏；單位換熱器長度具有的傳熱面積較小。故在需要傳熱面積不太大而要求壓強(qiáng)較高或傳熱效果較好時(shí)，宜采用套管式換熱器。

　　4、列管式換熱器

　　列管式換熱器是目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)備，與前述的各種換熱器相比，主要優(yōu)點(diǎn)是單位體積所具有的傳熱面積大以及傳熱效果好。此外，結(jié)構(gòu)較簡單，制造的材料范圍較廣，操作彈性較大等。因此在高溫、高壓和大型裝置上多采用列管式換熱器。