換熱器系列(1) | 帥小凱帶您一起來了解換熱器的優缺點

    固定管板式換熱器（圖1）的管板焊在殼體的兩端，換熱管的兩端固定在管板上。它的端蓋可以是可拆卸的（例如AEL）,不可拆卸的（例如BEM）,整體管板形式的例如（NEN）。

    固定管板式換熱器的主要優點是價格便宜，因為它的結構簡單。事實上，固定管板式換熱器如果不需要膨脹節那它就是最、便、宜的。

    固定管板式換熱器的其他優點：拆掉端蓋或閥蓋以后換熱管內部能清洗，由于這里沒有法蘭連接，所以最大限度的降低了殼程的泄露風險。

    管殼式換熱器的缺點：由于管束是固定在殼體上的，不能拆卸，換熱管外部不能進行機械清洗。因此它適用于殼程為清潔流體的情況。但是，如果有合適的化學清洗方法，管殼式換熱器也可用于殼程側流體比較臟的工況。

    如果管程流體和殼程流體的溫差比較大，管板無法承受兩側的應力差，那么殼程側就需要加一個膨脹節。這在一定程度上削弱了固定管板式換熱器價格便宜的優勢。

    U型管換熱器 顧名思義，U型管換熱器中換熱管被彎成U型（圖2），這里只有一個管板，但是節約的這一個管板的費用被換熱管的彎曲費用以及較大的殼體尺寸（由于最小彎曲半徑的限制）所抵消了，這使得它的費用與固定管板式換熱器的費用相差不多。

    U型管換熱器的優勢：由于U型管換熱器管束的一端是自由的，管束可以隨應力伸長和收縮。另外換熱管的外表面是可以進行機械清洗的，因為管束是可以拆出來的。

    U型管換熱器的缺點：換熱管內部不能有效的清洗，清洗需要靈活的端部鉆桿。因此U型管換熱器一般不用于管程流體比較臟的工況。

圖1

圖2

浮頭式換熱器是換熱器中功能應用范圍最、廣的，同時也是成本最高的。這種結構，一個管板與殼體相對固定，而另一個管板可以在殼體內移動，允許管束在殼體內自由伸縮，而且管束的內外表面都可以進行機械清洗。因此，浮頭式換熱器可以用于管程和殼程物料都比較臟的工況—標準的用于不清潔流體工況的換熱器，例如在煉油廠中。

浮頭的結構有很多種，最常見的兩種是勾圈式浮頭結構S和結構T。

勾圈式浮頭結構（TEMA-S）(圖3)是化學加工工業（CPI）中最常見的結構，用螺栓將浮頭蓋和浮動管板通過一個巧妙的分體式（兩半圓）勾圈固定在一起。浮頭封蓋位于外殼端部以外，由一個更大的直徑的端蓋包住。如果要拆換熱器，先拆掉殼體端蓋，再拆掉勾圈，最后拆掉浮頭蓋。然后管束就可以從換熱器的固定端拆除了。

在TEMA T結構中（圖4），整個管束包含浮頭蓋都可以從換熱器的固定端抽出，因為殼體的直徑比浮頭法蘭的直徑大。浮頭蓋直接用螺栓連接到浮動端的管板處，因此就不需要勾圈了。

這種結構的優點在于我們可以不用拆除殼體也不用拆除浮頭蓋就可以將管束抽出來，因此節約了維修的時間。這種結構尤其適用于當釜式重沸器的加熱介質比較臟的工況，因為這時候U型管是不適用的。由于它擴大了的殼體，這種換熱器是所有換熱器中最昂貴的。

還有兩種浮頭結構，一種是外包填料函式（TEMA-P）和外包套環式（TEMA-W）見（圖1），然而由于他們比較容易泄漏，因此只能用于無毒無害壓力和溫度適中的工況（40Kg/㎡和300℃以下）。

換熱器的介質基本上都是用于單相流體，（比如加熱或冷卻液體或氣體）或者是兩相流體（蒸發或冷凝）。

因為換熱器分管程和殼程兩部分，所以將有幾種組合。

大致可以分為以下幾種工況：

單相流體：管程和殼程均為單相流體。

冷凝：一程冷凝另一程為單相流體。

蒸發：一程蒸發另一程為單相流體。

蒸發/冷凝：一程冷凝另一程蒸發。

通常按以下方式命名：

換熱器：兩側均為單相的工藝流體（即，非公用設施）。

冷卻器：一側為工藝流體另一側為冷卻水或冷卻空氣。

加熱器：一側為工藝流體另一側為熱的公用設施，比如蒸汽或熱油。

冷凝器：一側為需要冷凝的蒸汽，另一側為冷卻水或空氣。

制冷機：一側為待冷凝的低壓蒸汽另一側為沸騰制冷劑或工藝流體。

再沸器：一側為蒸餾塔底部的流體，另一側為加熱劑（蒸汽或熱油）或為工藝流體。