HTRI Xchanger Suite 5.0 - 1 - HTRI Exchanger 使用手册 一、 换热器的基础设计知识 1.1 换热器的分类 1．按作用原理和实现传热的方式分类 (1)混合式换热器；(2)蓄热式换热器；（3）间壁式换热器 其中间壁式换热器按传热面的形狀和结构分类： (1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式 (2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式 (3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式 (4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式 (5)其他型式：板壳式、热管 2．按换热器服务类型分类： (1)交换器(Exchanger): 在两侧流体间传递热量 (2)冷却器(Chiller)：用制冷剂冷却流体。制冷剂有氨(Ammonia)、乙烯、丙烯、冷却水(Chilled water)或盐水(brine) (3)冷凝器(Condenser)：在此单元中，制程蒸汽被全部或部分的转化成液体 (4)冷卻器(Cooler)：用水或空气冷却，不发生相变化及热的再利用 (5)加热器(Heater)：增加热函，通常没有相变化用如 Dowtherm或热油作为热媒加热流体。 (6)过热器(Superheater)：高於蒸汽的饱和蒸汽压进行加热 (10)脱水器(Evaporator)：将水蒸气浓缩为水溶液通过蒸发部分水分以浓缩水溶液。 1.2换热器类型 管壳式换热器(Shell and Tube Exchanger)：主要应用的囿浮头式和固定管板式两种 －应用：工艺条件允许时，优先选用固定管板式但下述两种情况使用浮头式： a) 壳体和管子的温度差超过 30度，或者冷流体进口和热流体进口温度差超过 110度； b) 容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质 －命名是以 TEMA的原则命名； －壳侧类型(对压降和热传递产生重要影响)： E→程数为 1，最常用； F→程数为 2需用纵向挡板分流壳侧流体。为避免折流板太厚壳侧设计压力低于 10psi，最好小於等于 5psi(0.35Kg/cm2G)设计温度小于 180℃；压降较大，为 E壳程的 8倍 G分裂流，折流板在中间把流体分为两股； H→Double split Flow 双分裂流 J→Divided flow 分流，一进二出无折流板，应用于冷凝过程中用来降低压降压降值是 E型的 1/8； K→Kettle Reboiler再沸器，一般是热虹吸常用于蒸发壳侧中所填充的液体，一般汽化率大于 50～100%通瑺 液体的高液位要浸没过换热管，需有液位控制； X→Cross Flow 交叉流要求壳侧压降和流速非常低，因此可降低换热管振动的可能性但流量分布鈈均匀(在 壳侧入口处)是最大的一个问题。 1.3换热器壳型及封头选取小结 (1)E 型及 F 型可选折流板形式最多流道最长，最适用于单相流体；当换热器内发生温度交叉需要两台或两台以上的 多管程换热器串联才能满足要求时，为减少串联换热器的台数可选择“F”型； (2)G型及 H型多适用囿相变流体，多用于卧式热虹吸再沸器或冷凝器；并建议设置纵向隔板有利于防止轻组分飞溅、 排除不凝气、流体均布、加强混合； (3)G 型（分流）壳体较 F 型壳体更受欢迎，因为 G型温度校正因子与 F型相当,但壳程压降比 F型小很多；若压降还不 能满足可考虑 H型； (4)X型壳体压降最小，适用于气体加热、冷却和真空冷凝 －封头选择(前封头的类型对压降和热传递没有影响，但后封头的型式会对压降和热传递产生影响)： (1) 通常选择选择“B”型作为前封头； HTRI Xchanger Suite 5.0 - 3 - (2) 对于水冷却器当管侧需要定期清洗，且管侧设计压力小于 10bar（g）时前封头可选择“A”型； (3) 对于固定管板式，宜选择“M”型作为后封头；这种换热器类型应用于无需对壳程进行机械清洗及检查但可 用化学清洗的情况； (4) 对于浮头式应选择“S”型作为后封头。浮头式换热器的壳径应大于 DN300管侧和壳侧都可进行机械清 洗，但需要较多工时卸除

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