管殼式換熱器介紹

管殼式換熱器又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、流通截面較寬、易于清洗水垢；但傳熱系數(shù)低、占地面積大?？捎酶鞣N結(jié)構(gòu)材料（主要是金屬材料）制造，能在高溫、高壓下使用，是應(yīng)用的類(lèi)型。 
管殼式換熱器有固定管板式汽-水換熱器、帶膨脹節(jié)管殼式汽-水換熱器、浮頭式汽-水換熱器、U形管殼式汽-水換熱器、波節(jié)型管殼式汽-水換熱器、分段式水-水換熱器等幾種類(lèi)型。管殼式換熱器的主要控制參數(shù)為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數(shù)等。

管殼式換熱器結(jié)構(gòu)組成
管殼式換熱器由殼體、傳熱管束、管板、折流板（擋板）和管箱等部件組成。殼體多為圓筒形，內(nèi)部裝有管束，管束兩端固定在管板上。進(jìn)行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程流體；另一種在管外流動(dòng)，稱為殼程流體。為提高管外流體的傳熱分系數(shù)，通常在殼體內(nèi)安裝若干擋板。擋板可提高殼程流體速度，迫使流體按規(guī)定路程多次橫向通過(guò)管束，增強(qiáng)流體湍流程度。換熱管在管板上可按等邊三角形或正方形排列。等邊三角形排列較緊湊，管外流體湍動(dòng)程度高，傳熱分系數(shù)大；正方形排列則管外清洗方便，適用于易結(jié)垢的流體。
管殼式換熱器的主要控制參數(shù)為加熱面積、熱水流量、換熱量、熱媒參數(shù)等。
流體每通過(guò)管束一次稱為一個(gè)管程；每通過(guò)殼體一次稱為一個(gè)殼程。圖示為的單殼程單管程換熱器，簡(jiǎn)稱為1-1型換熱器。為提高管內(nèi)流體速度,可在兩端管箱內(nèi)設(shè)置隔板，將全部管子均分成若干組。這樣流體每次只通過(guò)部分管子，因而在管束中往返多次，這稱為多管程。同樣，為提高管外流速，也可在殼體內(nèi)安裝縱向擋板，迫使流體多次通過(guò)殼體空間，稱為多殼程。多管程與多殼程可配合應(yīng)用。

管殼式換熱器分類(lèi)
管殼式換熱器由于管內(nèi)外流體的溫度不同，因之換熱器的殼體與管束的溫度也不同。如果兩溫度相差很大，換熱器內(nèi)將產(chǎn)生很大熱應(yīng)力，導(dǎo)致管子彎曲、斷裂，或從管板上拉脫。因此，當(dāng)管束與殼體溫度差超過(guò)50℃時(shí)，需采取適當(dāng)補(bǔ)償措施，以消除或減少熱應(yīng)力。根據(jù)所采用的補(bǔ)償措施，管殼式換熱器可分為以下幾種主要類(lèi)型：
①固定管板式換熱器管束兩端的管板與殼體聯(lián)成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但只適用于冷熱流體溫度差不大,且殼程不需機(jī)械清洗時(shí)的換熱操作。當(dāng)溫度差稍大而殼程壓力又不太高時(shí)，可在殼體上安裝有彈性的補(bǔ)償圈，以減小熱應(yīng)力。
②浮頭式換熱器管束一端的管板可自由浮動(dòng)，消除了熱應(yīng)力;且整個(gè)管束可從殼體中抽出,便于機(jī)械清洗和檢修。浮頭式換熱器的應(yīng)用較廣，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。
③ U型管式換熱器 每根換熱管皆彎成U形，兩端分別固定在同一管板上下兩區(qū)，借助于管箱內(nèi)的隔板分成進(jìn)出口兩室。此種換熱器消除了熱應(yīng)力，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，但管程不易清洗。
④渦流熱膜換熱器渦流熱膜換熱器采用的渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過(guò)改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)渦流管表面時(shí)，強(qiáng)力沖刷管子表面，從而提高換熱效率?？蛇_(dá)10000W/m2℃。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能。其它類(lèi)型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對(duì)流換熱系數(shù)降低。
各種分類(lèi)換熱器性能對(duì)比：

管殼式換熱器特點(diǎn)
1.高效節(jié)能，該換熱器傳熱系數(shù)為6000-8000W/m2.0C。
2.全不銹鋼制作，使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)20年以上。
3.改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻。
4.換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5Mpa）。
5.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節(jié)約土建投資。
6.設(shè)計(jì)靈活，規(guī)格齊全，實(shí)用針對(duì)性強(qiáng)，節(jié)約資金。
7.應(yīng)用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換。
8.維護(hù)費(fèi)用低，易操作，清垢周期長(zhǎng)，清洗方便。
9.采用納米熱膜技術(shù)，顯著增大傳熱系數(shù)。
10.應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機(jī)械輕工等領(lǐng)域。
11.傳熱管采用外表面軋制翅片的銅管,導(dǎo)熱系數(shù)高，換熱面積大。
12.導(dǎo)流板引導(dǎo)殼程流體在換熱器內(nèi)呈折線形連續(xù)流動(dòng)，導(dǎo)流板間距可根據(jù)流速進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，能滿足大流量甚至超大流量、脈動(dòng)頻率高的殼程流體換熱。
13.當(dāng)殼程流體為油液時(shí)，適用于粘度低和較清潔的油液換熱。

管殼式換熱器換熱器選用要點(diǎn)：
1）、根據(jù)已知冷、熱流體的流量，初、終溫度及流體的比熱容決定所需的換熱面積。初步估計(jì)換熱面積，一般先假定傳熱系數(shù)，確定換熱器構(gòu)造，再校核傳熱系數(shù)K值。
2）、選用換熱器時(shí)應(yīng)注意壓力等級(jí)，使用溫度，接口的連接條件。在壓力降，安裝條件允許的前提下，管殼式換熱器以選用直徑小的加長(zhǎng)型，有利于提高換熱量。
3）、換熱器的壓力降不宜過(guò)大，一般控制在0.01～0.05MPa之間；
4）、流速大小應(yīng)考慮流體黏度，黏度大的流速應(yīng)小于0.5～1.0m/s；一般流體管內(nèi)的流速宜取0.4～1.0m/s；易結(jié)垢的流體宜取0.8～1.2m/s。
5）、高溫水進(jìn)入換熱器前宜設(shè)過(guò)濾器。
6）、熱交換站中熱交換器的單臺(tái)處理和配置臺(tái)數(shù)組合結(jié)果應(yīng)滿足熱交換站的總供熱負(fù)荷及調(diào)節(jié)的要求。在滿足用戶熱負(fù)荷調(diào)節(jié)要求的前提下，同一個(gè)供熱系數(shù)中的換熱器臺(tái)數(shù)不宜少于2臺(tái)，不宜多于5臺(tái)。

管殼式換熱器安裝要點(diǎn)：
1）、熱交換器應(yīng)以工作壓力的1.5倍做水壓試驗(yàn)，蒸汽部分應(yīng)不低于蒸汽供汽壓力加0.3MPa；熱水部分應(yīng)不低于0.4MPa。在試驗(yàn)壓力下，保持10min壓力不降。
2）、管殼式換熱器前端應(yīng)留有抽卸管束的空間，即其封頭于墻壁或屋頂?shù)木嚯x不得小于換熱器的長(zhǎng)度，設(shè)備運(yùn)行操作通道凈寬不宜小于0.8m。
3）、各類(lèi)閥門(mén)和儀表的安裝高度應(yīng)便于操作和觀察。
4）、加熱器上部附件（一般指安全閥）的點(diǎn)至建筑結(jié)構(gòu)點(diǎn)的垂直凈距應(yīng)滿足安裝檢測(cè)的要求，并不得小于0.2m。