板型選擇

板片型式或波紋式應根據(jù)換熱場合的實際需要而定。對流量大允許壓降小的情況，應選用阻力小的板型，反之選用阻力大的板型。根據(jù)流體壓力和溫度的情況，確定選擇可拆卸式，還是釬焊式。確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過多，板間流速偏小，傳熱系數(shù)過低，對較大的換熱器更應注意這個問題。

流程和流道的選擇

流程指板式換熱器內(nèi)一種介質(zhì)同一流動方向的一組并聯(lián)流道，而流道指板式換熱器內(nèi)，相鄰兩板片組成的介質(zhì)流動通道。一般情況下，將若干個流道按并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接起來，以形成冷、熱介質(zhì)通道的不同組合。

流程組合形式應根據(jù)換熱和流體阻力計算，在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內(nèi)的對流換熱系數(shù)相等或接近，從而得到的傳熱效果。因為在傳熱表面兩側(cè)對流換熱系數(shù)相等或接近時傳熱系數(shù)獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等，但在換熱和流體阻力計算時，仍以平均流速進行計算。由于"U"形單流程的接管都固定在壓緊板上，拆裝方便。

壓降校核

在板式換熱器的設計選型時，一般對壓降有一定的要求，所以應對其進行校核。如果校核壓降超過允許壓降，需重新進行設計選型計算，直到滿足工藝要求為止。

     計算方法

關(guān)于傳熱系數(shù)和壓降的計算，由各個廠家產(chǎn)品的性能曲線計算得到。性能曲線(準則關(guān)聯(lián)式)一般來自于產(chǎn)品的性能測試。對于缺少性能測試的板型，也可通過參考尺寸法，根據(jù)板型的特性幾何尺寸獲得板型的準則關(guān)聯(lián)式，國際上的一些通用軟件均采用這種方法。

設計特點

1、高效節(jié)能:其換熱系數(shù)在3000~4500kcal/m·°C·h，比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。

2、結(jié)構(gòu)緊湊:板式換熱器板片緊密排列，與其他換熱器類型相比，板式換熱器的占地面積和占用空間較少，面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。

3、容易清洗拆裝方便:板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊，因此拆裝方便，隨時可以打開清洗，同時由于板面光潔，湍流程度高，不易結(jié)垢。

4、使用壽命長:板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制，可耐各種腐蝕介質(zhì)，膠墊可隨意更換，并可方便在、拆裝檢修。

5、適應性強:板式換熱器板片為獨立元件，可按要求隨意增減流程，形式多樣;可適用于各種不同的、工藝的要求。

6、不串液，板式換熱器密封槽設置泄液液道，各種介質(zhì)不會串通，即使出現(xiàn)泄露，介質(zhì)總是向外排出。

應用范圍

板式換熱器已廣泛應用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、造紙、輕紡、船舶、供熱等部門，可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、余熱回收等各種情況。

管殼式換熱器

分類：固定管板式換熱器、浮動盤管換熱器、U形管式換熱器

固定管板式換熱器

1-封頭；2-管箱接管；3-管箱法蘭；4-墊片；5-管板；6-筒體法蘭；7-補償圈；8-筒體；9-折流板；10-換熱管；11-拉桿；12-鞍座；13-分程隔板

固定管板式換熱器管程和殼程中，流過不同溫度的流體，通過熱交換完成換熱。當兩流體的溫度差較大時，為了避免較高的溫差應力，通常在殼程的適當位置上，增加一個補償圈（膨脹節(jié)）。當殼體和管束熱膨脹不同時，補償圈發(fā)生緩慢的彈性變形來補償因溫差應力引起的熱膨脹。

固定管板式換熱器的構(gòu)成和特點

固定管板式換熱器由管箱、殼體、管板、管子等零部件組成，其結(jié)構(gòu)較緊湊，排管較多，在相同直徑下面積較大，制造較簡單。

  固定管板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點是在殼體中設置有管束，管束兩端用焊接或脹接的方法將管子固定在管板上，兩端管板直接和殼體焊接在一起，殼程的進出口管直接焊在殼體上，管板外圓周和封頭法蘭用螺栓緊固，管程的進出口管直接和封頭焊在一起，管束內(nèi)根據(jù)換熱管的長度設置了若干塊折流板。這種換熱器管程可以用隔板分成任何程數(shù)。

固定管板式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，管程清洗方便，管程可以分成多程，殼程也可以分成雙程，規(guī)格范圍廣，故在工程上廣泛應用。殼程清洗困難，對于較臟或有腐蝕性的介質(zhì)不宜采用。當膨脹之差較大時，可在殼體上設置膨脹節(jié)，以減少因管、殼程溫差而產(chǎn)生的熱應力。

  固定管板式換熱器的特點是：

  1、旁路滲流較小

  2、鍛件使用較少，造價低；

  3、無內(nèi)漏；

  4、傳熱面積比浮頭式換熱器大20%～30%。

應用范圍：

石油、化工、石油化工、冶金、電力、輕工、食品等行業(yè)普遍應用的一種工藝設備。在煉油、化工裝置中換熱器占總設備數(shù)量的40%左右，占總投資的30%-45%。近年來隨著節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，應用領域不斷擴大，利用換熱器進行高溫和低溫熱能回收帶來了顯著的經(jīng)濟效益。

浮動盤管換熱器

浮頭式換熱器簡介

圖1-1浮頭式換熱器結(jié)構(gòu)簡圖

1-封頭；2-管箱接管；3-管箱法蘭；4-墊片；5-管板；6-筒體法蘭；7-補償圈；8-筒體；9-折流板；10-換熱管；11-拉桿；12-鞍座；13-分程隔板

    管殼式換熱器是把換熱器與管板連接，再用殼體固定。固定管板式換熱器和浮頭式換熱器都屬于管殼式換熱器。固定管板式換熱器的兩端管板，采用焊接方式與殼體連接固定。浮頭式換熱器的一端管板與殼體固定，而另一端的管板可在殼體內(nèi)自浮頭式換熱器兩端的管板，一端不與殼體相連，該端稱浮頭。管子受熱時，管束連同浮頭可以沿軸向自由伸縮，完全消除了溫差應力。

浮頭式換熱器浮頭端結(jié)構(gòu)，它包括圓筒、外頭蓋側(cè)法蘭、浮頭管板、鉤圈、浮頭蓋、外頭蓋及絲孔、鋼圈等組成，其特征是：在外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面設凹型或梯型密封面，并在靠近密封面外側(cè)鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，浮頭處取消鉤圈及相關(guān)零部件，浮頭管板密封槽為原凹型槽并另在同一端面開一個以該管板中心為圓心，半徑稍大于管束外徑的梯型凹槽，且管板分程凹槽只與梯型凹槽相連通，而不與凹型槽相連通；在凹型和梯型凹槽之間鉆孔并套絲或焊設多個螺桿均布，設浮頭法蘭為凸型和梯型凸臺雙密封，分程隔板與梯型凸臺相通并位于同一端面的寬面法蘭，且凸型和梯型凸臺及分程隔板分別與浮頭管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽相對應匹配，該浮頭法蘭與無折邊球面封頭組配焊接為浮頭蓋，其法蘭螺孔與浮頭管板的絲孔或螺桿相組配，用螺栓或螺帽緊固壓緊浮頭管板凹型和梯型凹槽及分程凹槽及其墊片，該結(jié)構(gòu)必要時可適當加大浮頭管板的厚度和直徑及圓筒的內(nèi)徑，同時相應變更加大相關(guān)零部件的尺寸；另配置一無外力輔助鋼圈，其圈體內(nèi)徑大于浮頭管板外徑，鋼圈一端設法蘭與外頭蓋側(cè)法蘭內(nèi)側(cè)面凹型或梯型密封面連接并密封，另一端設法蘭或其他結(jié)構(gòu)與浮頭管板原凹型槽及其墊片或外圓密封。

浮頭換熱器的特點

浮頭式換熱器的一端管板固定在殼體與管箱之間，另一端管板可以在殼體內(nèi)自由移動，這個特點在現(xiàn)場能看出來。這種換熱器殼體和管束的熱膨脹是自由的，管束可以抽出，便于清洗管間和管內(nèi)。管束在使用過程中由溫差膨脹而不受殼體約束，不會產(chǎn)生溫差應力。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜，造價高（比固定管板高20%），在運行中浮頭處發(fā)生泄漏，不易檢查處理。浮頭式換熱器適用于殼體和管束溫差較大或殼程介質(zhì)易結(jié)垢的條件。

U形管式換熱器

U形管式換熱器不同于固定管板式和浮頭式，只有一塊管板，換熱管作成U字形、兩端都固定在同一塊管板上；管板和殼體之間通過螺栓固定在一起。

U型管換熱器的特點

這種換熱器結(jié)構(gòu)簡單、造價低，管束可在殼體內(nèi)自由伸縮，無溫差應力，也可將管束抽出清洗且還節(jié)省了一塊管板；但U形管管內(nèi)清洗困難且管子更換也不方便，由于U形彎管半徑不能太小，故與其他管殼式換熱器相比布管較少，結(jié)構(gòu)不夠緊湊。

應用范圍

U形管式換熱器適用于冷熱流體溫差較大、管內(nèi)走清潔不結(jié)垢的高溫、高壓、腐蝕性較大的流體的場合。