换热器介绍及热效率计算

换热器简介及热效率的简朴计算

一、换热器的基本概念换热器日勺定义但凡用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定日勺工艺规定日勺装置通称换热器三种类型换热器简介管束式塞管式（管壳式管翅式板翅式交叉流换热器间壁式I板式螺旋板式混合式蓄热式间壁式一一冷热流体分别位于固体壁面两侧，而由壁面间接隔开来混合式——冷热流体通过直接接触、互相混合来实现换热回热式——冷热流体交替地通过同一换热表面而实现热量互换日勺设备称为蓄热式换热器2,换热器的分类？螺旋板式换热器波纹管换热器列管式换热器板式换热器螺旋板换热器管壳式换热器容积式换热器浮头式换热器管式换热器热管换热器汽水换热器翅片管换热器管壳式换热器分为浮头式换热器和固定管板式换热器

1、浮头式换热器特点浮头式换热器两端的管板，一端不与壳体相连，该端称浮头管子受热时,管束连同浮头可以沿轴向自由伸缩，完全消除了温差应力浮头式换热器的特点浮头式换热器的一端管板固定在壳体与管箱之间，另一端管板可以在壳体内自由移动，这个特点在现场能看出来这种换热器壳体和管束的热膨胀是自由时，管束可以抽出，便于清洗管间和管内其缺陷是构造复杂，造价高（比固定管板高20%）,在运营中浮头处发生泄漏，不易检查解决浮头式换热器合用于壳体和管束温差较大或壳程介质易结垢的条件

2、固定管板式换热器（,4E-401,4E-200）固定管板式换热器重要有外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等部件构成在圆形外壳内，装入平行管束，管束两端用焊接或胀接日勺措施固定在管板上，两块管板与外管直接焊接，装有进口或出口管的I顶盖用螺栓与外壳两端法兰相连它的I特点是构造简朴，没有壳侧密封连接，相似日勺壳体内径排管最多，在有折流板的流动中旁路最小，管程可以提成任何管程数，因两个管板由管子互相支撑，故在多种管壳式换热器中它的管板最薄，造价最低，因而得到广泛应用这种换热器口勺缺陷是壳程清洗困难，有温差应力存在当冷热两种流体的平均温差较大，或壳体和传热管材料膨胀系数相差较大，热应力超过材料的许用应力时，在壳体上需设膨胀节，由于膨胀节强度日勺限制，壳程压力不能太高这种换热器合用于两种介质温差不大，或温差较大但壳程压力不高，及壳程介质清洁，不易结垢日勺场合

3、翅片管换热器（冷却器）（4E-202,4E-100,4E-501,4E-204）凡在换热管上加装翅片，以达到增长散热面积的冷热互换器，均可归纳为“翅片管散热器”，也叫热管式换热器翅片管散热器按翅片日勺构造形式可分为绕片式；串片式；焊片式；轧片式常用的材料为钢；不锈钢；铜；铝等翅片管散热器一般用于加热或冷却空气，具有构造紧凑，单位换热面积大等特点

二、换热器日勺简朴计算换热器热计算分两种状况设计计算和校核计算⑴设计计算设计一种新的换热器，以拟定所需的J换热面积校核计算对已有或已选定了换热面积的换热器，在非设计工况条件下，核算他能否胜任规定的新任务换热器热计算欧I基本方程式是传热方程式及热平衡式4GT

①=QmhCh《-）=QmcCc）

（1）

①=kANt⑵m式中，不是独立变量，由于它取决于.；JU t以及换热器的布以及中的三个已知的话，我们就可以计算出另此外，根据公式⑴可知，一旦外一种温度因此，上面的两个方程中共有8个未知数，即需要给定其中的5个变量，才可以计算此外三个变量对于设计计算而言，给定时是，以及进出口温度中的三个，最后求对于校核计算而言，给定时一般是k,A以及2个进口温度，待求的是lC举例简朴计算以4E-100举例,壳程氮气流量30100kg/h,比热

0.25kcal/kg,进口温度182℃管程导热油流量16340kg/h比热

0.5kcal/kg,进口温度260℃,出口温度225℃求氮气的出口温度是多少？（忽视污垢热阻）可根据方程式⑴计算得氮气出口温度在220℃.以4E-501为例计算总口勺传热系数管程循环水流量68000kg/h比热1kcal/kg,进口温度32℃,出口温度37℃壳程氮气流量21936kg/h,比热

0.25kcal/kg,进口温度97℃,出口温度35℃,换热面积715m2计算传热系数K解循环水热负荷Q=qmcp T进-T出=68000*1*32—37=340000kcal平均温度差逆流97℃35℃37℃32℃△11=97-37=60△T2=35-32=3因△0/△T2=60/3=202ATM=AT1-AT2/LN AT1/AT2=19℃Q=KAATM K=Q/AZkTM=340000/715*19=

25.03kcal/h m2℃

三、影响换热器换热效果的因素导致换热器换热效果下降的因素有如下几种1）冷却水量少2）冷却水温高.OZu.k.{.3）壳程杂质堵塞换热器列管或者结垢，导致水冷器换热效果下降6）换热器投用时不排气导致换热效果下降.

四、换热器热效率下降判断及换热器的清洗？

1.根据温度判断换热器出口温度减小$Hs8Bl g2根据压力判断换热器出口压力减小，进口压力增大3o根据流量判断，换热器出口流量减少4根据换热器前后有关设备判断换热器前设备压力增大，流量减少，液位升高;换热器后设备压力减小，流量减少，液位下降换热器材的清洗换热器结垢后清洗剂的选择清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它涉及有机酸和无机酸有机酸重要有:草酸、甲酸等无机酸重要有盐酸、硝酸等根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出1）换热器流通面积小，内部构造复杂，清洗液若产生沉淀不易排放2）换热器材质为银钛合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀,缩短换热器口勺使用寿命通过反复实验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可减少清洗液对板片的腐蚀通过对水垢样本的化学实验研究表白，甲酸可以有效地清除水垢通过酸液浸泡实验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同步它对换热器板片的腐蚀作用也很小

二、换热器结垢后清洗水垢的规定1）酸洗温度提高酸洗温度有助于提高除垢效果，如果温度过高就会加剧酸洗液对换热器板片的I腐蚀，通过反复实验现，酸洗温度控制在60C为宜2）酸洗液浓度根据反复实验得出，酸洗液应按甲酸

81.0%、水

17.0%、缓冲剂

1.2%、表面活性剂

0.8%日勺浓度配制，清洗效果极佳3）酸洗措施及时间酸洗措施应以静态浸泡和.循环相结合日勺措施进行酸洗时间为先静态浸泡2h,然后动态循环3-4ho在酸洗过程中应常常取样化验酸洗浓度，当相邻两次化验浓度差值低于

0.2%时，即可觉得酸洗反映结束4）钝化解决酸洗结束后，板式换热器表面日勺水垢和金属氧化物绝大部分被溶解脱落，暴露出崭新的金属，极易腐蚀，因此在酸洗后，对换热器板片进行钝化解决

三、换热器清洗水垢的具体环节1）冲冼酸洗前，先对换热器进行开式冲洗，使换热器内部没有泥、垢等杂质，这样既能提高酸洗口勺效果，也可减少酸洗的耗酸量2）将清洗液倒入清洗设备，然后再注入换热器中3）酸洗将注满酸溶液日勺换热器静态浸泡2h,然后持续动态循环3—4h,其间每隔

0.5h进行正反交替清洗酸洗结后，若酸液P H值大于2,酸液可反复使用，否则，应将酸洗液稀释中和后排掉4）碱洗酸洗结束后，用NaOH,Na3Po4,软化水按一定时比例配制好，运用动态循环日勺方式对换热器进行碱洗，达到酸碱中和，使换热器板片不再腐蚀5）水洗碱洗结束后，用清洁的软化水，反复对换热器进行冲洗

0.5h,将换热器内的I残渣彻底冲洗干净6）记录清洗过程中，应严格记录各环节的I时间，以检查清洗效果总之，清洗结束后，要对换热器进行打压实验，合格后方可使用

四、避免板式换热器结垢日勺措施1）运营中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中日勺软化水进行严格的水质化验，合格后才干注入管网中2）新的系统投运时，应将换热器与供热系统分开，进行一段时间的I循环后,再将换热器并入系统中，以避免管网中杂质进入换热器3）在供热系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以避免换热器堵塞。