工业中加热、冷却、汽化和冷凝的过程,总称为传热过程,使传热过程得以实现的设备称之为换热设备。换热设备在石油、化工、轻工、电力、食品、冶金等行业有广泛的应用。
换热设备可按以下方法分类。
一、按用途分类
①. 冷却器
用水或其他冷却介质冷却液体或气体。用空气冷却或冷凝工艺介质的称为空冷器;用低温的制冷剂,如冷盐水、氨、氟利昂等作为冷却介质的称为低温冷却器。
②. 冷凝器
冷凝蒸汽,若蒸气经过时仅冷凝其中一部分,则称为部分冷凝器;如果全部冷凝为液体后又进一步冷却为过冷的液体,则称为冷凝冷却器;如果通入的蒸汽温度高于饱和温度,则在冷凝之前,还经过一段冷却阶段,则称为冷却冷凝器。
③. 加热器
用蒸汽或其他高温载热体来加热工艺介质,以提高其温度。若将蒸汽加热到饱和温度以上所用设备称过热器。
④. 换热器
在两个不同工艺介质之间进行显热交换,即在冷流体被加热的同时,热流体被冷却。
⑤. 再沸器
用蒸汽或其他高温介质将蒸馏塔底的物料加热至沸腾,以提供蒸馏时所需的热量。
⑥. 蒸气发生器
用燃料油或燃料气的燃烧加热生产蒸气。如果被加热汽化的是水,也叫蒸汽发生器,即锅炉;如果被加热的是其他液体物统称为气化器。
⑦. 废热(或余热)锅炉
凡是利用生产过程中的废热(或余热)来产生蒸汽的设备统称为废热锅炉。
二、按热量传递方法分类
①. 直接接触式换热器
又称混合式,冷流体和热流体在进入换热器后直接接触传递热量。这种方式对于工艺上允许两种流体混合的情况下,是比较方便而有效的,如凉水塔、喷射式冷凝器等。
②. 蓄热式换热器
又称蓄热器,是一个充满蓄热体(如格子砖)的蓄热室,热容量很大。温度不同的两种流体先后交替地通过蓄热室,高温流体将热量传给蓄热体,蓄热体又将这部分热量传给随后进入的低温流体,从而实现间接的传热过程。这类换热器结构较为简单,可耐高温,常用于高温气体的冷却或废热回收,如回转式蓄热器。
③. 间壁式换热器
温度不同的两种流体通过隔离流体的固体壁面进行热量传递,两流体之间因有器壁分开,故互不接触,这也是化工生产经常所要求的条件。
工业生产中应用较多的是各类间壁式换热器。在间壁式换热器中,由于传热过程不同,操作条件、流体性质、间壁材料及制造加工等因素,决定了换热器的结构类型也是多种多样的。根据间壁的形状,间壁式换热器大体上分为“管式”和“板面式”两大类,如套管式、螺旋管式、管壳式都属于管式;板片式、螺旋板式、板壳式等都属于板面式。
三、按结构、材料分类