使热量从热流体传递到冷流体的设备称为换热设备。换热设备广泛应用于炼油、化工、轻工、制药、机械、食品

加工、动力以及原子能工业部门当中。通常，在某些化工厂的设备投资中，换热器占总投资的30%；在现代炼油厂中，换热器约占全部工艺设备投资的40%以上；在海水淡化工业生产当中，几乎全部设备都是由换热器组成的。换热器的先进性、合理性和运转的可靠性直接影响产品的质量、数量和成本。

根据不同的使用目的，换热器可以分为四类：加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器。按照传热原理和实现热交换的形式不同可以分为间壁式换热器、混合式换热器、蓄热式换热器（冷热流体直接接触）、有液态载热体的间接式换热器四种。

衡量一台换热器好坏的标准是传热效率高，流体阻力小，强度足够，结构合理，安全可靠，节省材料，成本低，制造、安装、检修方便。

在石油、化工生产中间壁式换热器应用的最为广泛。

间壁式换热器

一、列管式换热器的类型

列管式换热器是目前石油、化工生产中应用最多的一种间壁式换热器，根据它有无热补偿装置可分为：固定管板式、带膨胀节式、浮头式、填料函式、U形管式换热器等。

1．固定管板式列管换热器

固定管板式列管换热器主要由外壳、管板、管束、顶盖（又称封头）等零部件构成。管外（管间）走一种流体，管内走另一种流体，通过管壁进行传热。

2.U形管式换热器的简介

U形管式换热器它的管束弯曲成U形，两管口一端固定在管板上，U形管一端不固定，可以自由伸缩，所以没有温差力。并且结构简单，只有一个管板，节省材料。但这种换热器管内流体为双程， 管束中心有一部分空隙。壳程流体容易走高温、高压、腐蚀性较大，但不易结垢的流体。管外可以走易结垢的流体。

二、列管式换热器的主要部件和结构

列管式换热器是由管子、管板、折流板、壳体、端盖（管箱）等组成。其设计制造质量的好坏直接影响换热器的使用期限和生产的连续性。列管式换热器最容易出现的故障就是管子和管板连接部分泄露。所以必须注意它们的连接方法和质量。

1.螺旋板式换热器

它是由两块金属薄板按着一定距离卷焊而成，中心有一块分隔挡板，在两金属板中形成两条螺旋通道，上下两端用端盖密封。冷热两种流体分别各走一条螺旋通道，通过螺旋板进行热交换。

2.板式换热器

它是一种新型高效换热器，由许多薄金属板片平行排列而成。

每个金属板都冲压称凸凹不平的规则波纹，相邻两块板之间的周边装有垫片，组合时板的周边与垫片被压紧贴在一起，密封了板间间隙。采用不同厚度的垫片可以调节两板面间的距离，改变通道横截面大小。每块板的四角上各开一孔道，其中两个孔道用垫片与板面流道隔开，另两个孔道与板面流到相通，两种流体通过的孔道在相邻的两板上是错开的，冷热流体分别在同一板片的两侧流过，除两端的板外，每一块板的板面都是传热面。

3、其他类型换热器

1）夹套式换热器 它主要应用于反应器中，装在反应器外部形成一个封闭的夹层，使流体进入夹层内，通过器壁与反应器内物料进行热交换。它的结构比较简单，能在物料反应的同时进行换热，省去了另设换热设备的麻烦。其缺点是由于夹套的传热面不大，夹套间隙比较狭窄，流体流动速度不大，传热系数不高。主要应用于用蒸气加热或用冷水冷却控制反应器内反应温度和压力的场合。因夹套内无法清洗，故不适于容易生垢和带有污物的介质进入夹套。

2）蛇管式换热器 蛇管式换热器是把管子煨弯成螺旋弹簧状或平面螺旋状。主要应用于反应器内液体进行热交换，蛇管也可用于室外喷淋式换热器。因为这种换热器结构简单，易于制造。对需要换热面不大的场合比较适用，同时因管子能承受高压而不易泄露，常被高压流体的加热或冷却。

4）混合式换热器

混合式换热器是指冷热两种流体直接接触混合而进行的传热过程。这种传热过程同时伴随着传质过程，它主要应用在低压蒸汽的冷凝和气体的洗涤和净化。混合式冷凝器具有结构简单，传热效率高等优点，腐蚀性问题也比较容易解决。

5）气体洗涤器

石油化工生产过程中常遇到含尘气体，采用旋风分离器只能除掉粒子较大的粉尘。就是把含尘气体通入洗涤器。使气体与水滴充分接触后，固体粒子被水粘附，一同由底部流出，气体从而得到了净化。采用这种方法除尘效率较高，但耗水量大，气体湿度增大，温度降低，污水的处理量大。只有在水源充足、污水处理方便的条件下才能采用。

该机组主要由混合罐、循环泵、回水加压泵、温控装置、控制仪表及控制柜等部分构成。本机组换热效率高，制造成本低，节能效果显著，器主要特征在于一次高温水和低温二次水在混合罐中之直接混合换热，并充分利用一次水的压力，最大限度的降低二次水的循环水泵功率。机组有如下特点：

1、换热效率高达100%。由于高低温水部分或全部进行充分混合，高低温回水无温差运行，且没有结垢存在的热阻，故换热机组效率高达100%，远远高于板式和管壳式换热机组。
　　2、节能效果显著
　　（1）高温一次水与部分二次水回水进入混合罐进行换热，提升二次网温度后进入采暖供水系统，另一部分回水直接回到一次高温水系统，这样高温水换热温差由30℃变为70℃，在保持低温二次水流量不变的情况下，高温一次水流量减少为原来的二分之一；在换热量一定的情况下，二次水的温差增加为原来的两倍，　循环水量降低到原来的二分之一左右。
　　（2）节约管网投资，在二次水量不变的情况下输送的高温一次水流量减少到50%左右，高温水管径可降低20%，造价减少30%左右。
　　（3）节约电能，以供十万平方采暖面积为例，其他常规型换热机组需配设备45KW(Q=45立方/小时，H=32m, P=45KW)的水泵，每个供暖期耗电费用为12.963万元，如果采用水水直混式换热机组则耗费用为8.3万左右，每年可节约4.963万元。
　　3、无需软化水装置，可节约投资，系统正常运行后，不需启动补水泵，由于采用新技术，一次高温水可直接补入二次管网中，可大大降低系统补水定压所消耗电能和水。
　　4、安全可靠，机组具备高智能自动化控制，可实现超压、超温、自动调节二次网系统温度等功能，并可实现运程监控，为用户提供高枕无忧的运行平台。
　　5、整套机组结构紧凑，占地面积小，大大节省土建投资，同时，由于换热效率高，运行中系统又无需补水，整个机组节电、节水效果显著，为用户创造可观的经济效益。
　　6、应用条件宽广，对高温一次网压力、温度的适应性强 换热率达100%，远远高于板式和管壳式换热机组。

该换热机组以高效热敏传感换热器为主机，将通用换热站内循稳压系统、控制系统等高度集成于一体，充分利用了当代流量变频控制、热量自动监测控制、远传网络通信控制等先进技术，使机组最大限度的实现自动化、智能化。整个机组统筹兼顾组合精良，量身定做，机组整机出厂，安装快捷方便，安装费用极低。

热敏传感换热机组^[1]特点

1、传热迅捷、换热高效、换热效率可达100%。
　　2、冷凝水充分回收，循环利用，整个系统水自洁防垢，换热器、散热器及换热系统可保持长效稳定高效的热交换性能，最大限度降低系统结垢现象，不会因难以克服的结垢弊端而降低系统换热效率。
　　3、换热器采用全不锈钢制作，产品结构设计科学，工艺制作精良，使用寿命长，可达20年以上。
　　4、关键部件采用德国先进工艺技术及订单加工，因而主机不受蒸汽压力及系统压力影响，有效消除噪音、汽击现象，整机运行平稳。
　　5、冷凝水被完全吸收和利用，系统没有特殊原因，无需设置补水装置，大大节约了系统用水及运行费用。
　　6、整套机组结构紧凑，占地面积小，大大节省土建投资，同时，由于换热效率极高，运行中系统又无需补水，整个机组节汽、节电、节水三位一体，为用户创造可观的节能效益。
　　7、机组具备高智能自动化控制功能，可实现超压、超温保护，断电蒸汽自动切断及室外温度自动补偿功能并可实现远程监控，为用户提供高枕无忧的运行平台。
　　8、应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、食品医疗、机械轻工、民用建筑等领域的采暖、热水洗浴及其他用途。
　　9、应用条件宽泛，可用于较大压力、温度范围的热交换。

一、换热器的日常维护

日常操作应特别注意防止温度、压力的波动，首先应保证压力稳定，绝不允许超压运行。

二、换热器的清洗

换热设备经长时间运转后，由于介质的腐蚀、冲蚀、积垢、结焦等原因，使管子内外表面都有不同程度的结垢，甚至堵塞。所以在停工检修时必须进行彻底清洗，常用的清洗(扫)方法有风扫、水洗、汽扫、化学洗清和机械清洗等。

但这种传统的清洗方式如机械方法（刮、刷）、高压水、化学清洗(酸洗)等在对设备清洗时出现很多问题：不能彻底清除水垢等沉积物，酸液对设备造成腐蚀形成漏洞，残留的酸对材质产生二次腐蚀或垢下腐蚀，最终导致更换设备，此外，清洗废液有毒，需要大量资金进行废水处理。但采用高效、环保、安全、无腐蚀，可生物降解的福世泰克环保清洗剂，不但清洗效果良好而且对设备没有腐蚀，能够保证凝汽器的长期使用。福世泰克清洗剂（特有的添加湿润剂和穿透剂，可以有效清除用水设备中所产生的最顽固的水垢（碳酸钙）、锈垢、油垢、粘泥等沉淀物，同时不会对人体造成伤害，不会对钢铁、紫铜、镍、钛、橡胶、塑料、纤维、玻璃、陶瓷等材质产生侵蚀、点蚀、氧化等其他有害的反应，可大大延长设备的使用寿命。同时清洗液是可生物降解的（获得美国环保局认可批准），完全可以直接排放，在排放前不需进行中和处理。