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淺談工業(yè)設(shè)備之換熱器

Time: 2023-04-27 08:53:48

換熱器作為一種重要的傳熱設(shè)備

，在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。本文將從換熱器的定義

、分類(lèi)

、應(yīng)用行業(yè)、優(yōu)缺點(diǎn)及密封方式等方面對(duì)其進(jìn)行介紹

。

一、是什么

換熱器（heat exchanger）

，又稱(chēng)熱交換器

，是一種用于將熱量從一個(gè)介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)介質(zhì)的設(shè)備，在化工

、石油

、動(dòng)力

、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位

，其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器

、冷凝器

、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用廣泛

。

它的主要作用是通過(guò)接觸面積的增大，使兩個(gè)介質(zhì)之間的溫度差異盡可能小

，從而實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移

。它的工作原理是將熱源或熱負(fù)荷所在的熱介質(zhì)通過(guò)換熱器中的管道或板式熱交換器傳輸，將熱量傳遞給另一個(gè)冷介質(zhì)

，實(shí)現(xiàn)熱量的轉(zhuǎn)移

。不同的介質(zhì)之間可以是流體與流體、流體與氣體

、氣體與氣體等，也可以是固體與流體等

。

二

、常見(jiàn)的換熱器

換熱器的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)形式非常多樣化，常見(jiàn)的換熱器還包括：螺旋板式換熱器

、管式換熱器

、板式換熱器、殼管式換熱器

、管殼式換熱器等

。這些換熱器都有各自的適用場(chǎng)合和特點(diǎn)。

螺旋板式換熱器的工作原理是利用兩個(gè)螺旋形的金屬板片組成一組內(nèi)外相交的板式換熱器

，流體從內(nèi)螺旋通道進(jìn)入

，另一種流體從外螺旋通道進(jìn)入，兩種流體在交錯(cuò)的板式換熱器上進(jìn)行熱交換

。

管式換熱器是利用一系列排列成束的金屬管子進(jìn)行熱交換，它們有著不同的布局形式

，如串聯(lián)式

、并聯(lián)式、U型管式等

。

板式換熱器主要由一系列并排

、穿孔或波形金屬板片組成。流體在板片之間流動(dòng)

，熱量通過(guò)板片傳遞

，從而實(shí)現(xiàn)熱交換

。

殼管式換熱器主要由一組管子和一個(gè)外殼組成。一種流體從管子中流過(guò)

，另一種流體在管子外流過(guò)

，兩種流體在殼管式換熱器內(nèi)部進(jìn)行熱交換。

管殼式換熱器則是殼管式和管式換熱器的結(jié)合體

。其內(nèi)部包含了一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)或串聯(lián)的管子束和一個(gè)外殼

，以及管束和外殼之間的管板。

三

、應(yīng)用行業(yè)

換熱器的應(yīng)用范圍非常廣泛，主要應(yīng)用于石油化工

、化學(xué)工程

、食品加工、制藥

、冶金

、造紙、暖通空調(diào)等領(lǐng)域

。例如：

在石油化工行業(yè)，換熱器可以用于煉油

、催化裂化

、乙烯制造等過(guò)程中的加熱

、冷卻和回收利用熱量；

在食品加工行業(yè)

，換熱器可以用于熱處理

、濃縮

、蒸汽蒸煮等過(guò)程中的熱能傳遞

；

在制藥行業(yè)，換熱器可以用于藥品提取

、結(jié)晶

、脫水、干燥等過(guò)程中的熱能傳遞

；

在冶金行業(yè)

，換熱器也有著廣泛的應(yīng)用

。例如

，在冶煉過(guò)程中，高溫?zé)煔庑枰ㄟ^(guò)換熱器進(jìn)行冷卻

，以回收部分熱能

，同時(shí)也可以將冷卻后的煙氣排放到大氣中，減少對(duì)環(huán)境的污染

。此外

，在冶金行業(yè)的其他領(lǐng)域

，如鑄造

、熱處理等過(guò)程中，換熱器也扮演著重要的角色

，可以提高生產(chǎn)效率

、降低能源消耗；

在造紙行業(yè)

，換熱器可以用于紙漿生產(chǎn)過(guò)程中的加熱

、冷卻和蒸汽回收等過(guò)程

，提高紙漿的質(zhì)量和生產(chǎn)效率

。

四、優(yōu)缺點(diǎn)

換熱器的優(yōu)點(diǎn)主要包括高效

、節(jié)能

、安全、可靠、易于維護(hù)等

。相比傳統(tǒng)的加熱

、冷卻方式

，換熱器可以實(shí)現(xiàn)更加精確的溫度控制

，從而提高生產(chǎn)效率。此外

，換熱器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

、占地面積小、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)

，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)廢熱回收

，減少能源消耗和環(huán)境污染

。

然而

，換熱器也存在一些劣勢(shì)。例如

，換熱器需要定期清洗和維護(hù)

，否則可能導(dǎo)致熱效率降低、故障率增加等問(wèn)題

。此外

，換熱器的選擇和設(shè)計(jì)需要考慮許多因素

，如介質(zhì)的性質(zhì)

、流量

、溫度

、壓力等，如果不合理選擇或設(shè)計(jì)

，可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的效率低下或不安全

。另外，一些特殊介質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器的腐蝕和磨損

，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，增加維護(hù)成本

。

五

、密封方式

換熱器的密封方式主要包括靜密封和動(dòng)密封兩種類(lèi)型。

靜密封是指密封面相對(duì)靜止的密封方式

，適用于固定的密封部位

，例如法蘭連接處。靜密封的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

、維護(hù)方便

，但對(duì)密封面的加工要求較高，不易適應(yīng)高壓

、高溫

、高粘度等特殊條件下的使用。靜密封通常采用墊片密封

、O型圈密封等方式

，具體使用要根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)

、壓力

、溫度等條件選擇合適的密封材料和結(jié)構(gòu)形式。

基于多年的行業(yè)內(nèi)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)

，從全球領(lǐng)先的產(chǎn)品理念入手

，成都辛瑞方曉科技有限公司研發(fā)并制造出了自主品牌的四氟密封產(chǎn)品——XRFLON^? R系列重構(gòu)聚四氟密封材料、FlexingSeal^? 膨體聚四氟乙烯密封帶材

。

XRFLON^? R系列重構(gòu)聚四氟密封材料是由填充各種優(yōu)質(zhì)填料的100％純聚四氟乙烯制成的高性能改性墊片

。不會(huì)出現(xiàn)純PTFE和普通切削PTFE存在的冷流問(wèn)題及其他填料改性PTFE材料存在的硬度不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。

FlexingSeal^?膨體聚四氟乙烯密封帶材采用特殊工藝制造的多孔結(jié)構(gòu)膨體帶材

。能在較小的壓力下即可對(duì)密封界面的微細(xì)裂痕損傷處形成良好的貼合，能有效保護(hù)脆性結(jié)構(gòu)材料實(shí)現(xiàn)密封

。

動(dòng)密封是指動(dòng)態(tài)密封

，密封面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，例如攪拌軸與筒體的密封

、旋轉(zhuǎn)密封

、機(jī)械密封等。動(dòng)密封的優(yōu)點(diǎn)在于可適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)

、高壓

、高溫等特殊工況下的使用

，但相對(duì)于靜密封

，動(dòng)密封結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜

，使用和維護(hù)成本也較高

。常見(jiàn)的動(dòng)密封形式包括機(jī)械密封

、填料密封等

。機(jī)械密封的密封效果較好，但對(duì)安裝和使用要求較高

，需要定期更換密封副部件

。填料密封的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但密封效果較差

，使用壽命較短。

在選擇換熱器密封方式時(shí)

，需要綜合考慮介質(zhì)性質(zhì)

、壓力、溫度

、轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)

，以及運(yùn)行環(huán)境、安全要求

、維護(hù)成本等因素

。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合和介質(zhì)，選擇合適的密封方式和材料

，可以確保換熱器的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

走進(jìn)化學(xué)反應(yīng)釜 如何有效減少/避免密封材料的蠕變

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