换热器技术 一对一交流贴（热工设计）

smsea

周海
从事换热器方案设计工作6年，涉及行业：石油化工，电力，固废，余热回收，环保等行业；

很高兴与志同道合的化工朋友们一起分享 换热器专题的技术讨论。
有问题需要共同交流的会员朋友，可以在本主题回复留言，我会尽力及时和大家探讨！

现在有问题的可以在主贴下跟帖，主贴中将不定期更新整理精华问答

2017-11-28整理

一、

问：水平热虹吸式再沸器（6m）需不需要加折流板？若加竖直放置的折流板会不会存在汽液两相分离的问题？

答：卧式热虹吸一般用G或者H壳体，只有纵向隔板

问：6m长的换热管，如果不加折流板，管子无支称距离会达到1500mm，这样也可以？

答：那是支撑板，不是折流板

问：1、你说的是类似与BKU形式中的支撑板？
2、若是流体在壳程不会存在分布不均匀问题？（BKU支撑板我认为也会存在分布问题）

答：所以你可以做分布结构，或者多管嘴进去啊

二、

问：BKU形式换热器支撑板是什么形状的？采用竖直放置的折流板效果是不是更好？

答：和管板类似，支撑板没有折流作用，流动方式决定了结构必要性，所以K型完全没必要做折流板，因为作用不大

三、

问：一台空调机组额定风量15000m3/h，20℃；内设翅管加热器，钢管绕铝片，钢管壁厚2.5mm，管径4.0mm，翅片间距3mm，管总长5m。加热器通入0.2MPa水蒸气。现在想将水蒸气改为通入80℃的热水，流量10m3/h。不知道改后换热效果如何，风温提升多少，水温降低多少？         菜鸟一枚，刚刚加入马后炮，网上下了一个HTRI，看了几天也不会用。在此提出问题，大致数据即可，望能解答，如需要其他数据还请指明。 也望指导思路，以助个人学习。

答：效果和你的详细结构有关，你提的参数缺失，管径和壁厚冲突，几排管子几个管程！你如果想系统学习可以看下马义伟的空冷器一书

四、

问：若要进行再沸器、冷凝器的选型，冷凝水、加热用低压蒸汽的出口温度如何计算呢。目前流量热负荷与入口温度都知道的，就是不知道他们的出口温度，新人一枚，问题问的没有深度，还望版主见谅

答：热平衡计算，Q=Wx(r进-r出)，还有个用比热计算

五、

问：怎么实现换热器的纯逆流运行， 还有两种介质换热温度有交叉怎么处理 怎么进行核算

答：bem,bfu或x型壳体

2017-10-27整理

1、

问：（关于冷凝器液封高度的问题）20570里面关于液封高度的计算，有个受液槽或者排料出口的压力，请问这个压力怎么取？ 是气相压力减去压降么？

答：一般冷凝器的液封主要是为了防止凝气随凝液排放而设置的，作为液封需要计算高度差，高度差则对应的压力差，一个是冷凝器的出口处压力（系统内压力P1）一个是受液槽或者是排放压力（这个压力主要看你实际操作的需要，假如直接对着大气，那么就为一个大气压，和系统内压力没有直接关系）而高度差则取两者差值，其中当然有管路的一些损耗，但往往计算忽略！

问：冷凝液需要排放到一个冷凝水平衡罐中，此罐操作压力与冷凝器壳程操作压力相同，那这样P1-P2 岂不是0，就不需要设置液封?

答：按照原理来说，是不需要的，或者说只要你随便加一个，就可以达到效果

2、

问：我就想粗算下换热面积，咋越看越深入，越看越难？  用哪个软件计算比较方便？

答：第一步通过热平衡方程，计算出剩余的进出口温度和额定换热量
第二步通过一些手册 选择一个合适的传热系数K值
第三步计算平均对数温差
第四步通过热传递方程计算换热面积
以上步骤只是估算，如果要细算你就需要确定一个大致结构，计算两侧流速，膜系数。然后通过热阻方程，详细计算K值，最终得到与你初选结构进行比较，反复，达到设计要求
当然如果你有软件软件会帮你操作这一切，行内比较有名的国内有换热器设计大师，国外有HTRI  ASPEN-EDR

3、

问：我昨天在选管壳换热器的时候，管侧的流量是个范围，如果大流量满足条件了，那小流量的传热就非常不好，而且甲方规定只能用一台，还必须是管壳的。请问版主有什么好的解决办法？

答：在一台换热器的时候，有设计工况，常规操作工况，从严工况（最恶劣的），一般设计工况满足常规工况基本都可以满足，至于从严工况是否需要满足要去沟通，因为可能1年内只有1天是从严工况，是否值得去投资，如果1年内有1个月是从严工况，那么从严工况亦需要满足，当然相应的成本会增加，但是换热器设计，第一考虑的是工艺满足性，其次才是成本，所以说设计时候可靠性排在经济性前面；
关于你的问题，你可以计算下小流量下大概的设备投资是多少，是否可以满足大流量，如果成本很接近，那就皆大欢喜了；如果相差很大，去沟通下；让业主对这个问题做一个抉择；

4、

问：想了解一下，目前换热效果最好的烟气换热器是什么形式的

答：主要有三种:
常规管壳：换热效果好，可靠性强，制造简单，但是不紧凑，往往体积较大；
宽通道板式：换热效果良好，局部腐蚀比较严重，制造可靠性有待加强（焊接处理不好容易泄露）
热管：换热效果优秀，会存在效率递减；
其他的主要还是看你怎么去考量，其实成本上，需要具体来，一般情况下，换热系数大的（意味着面积小），单位面积造价高；
所以要综合考虑，有想法咨询厂家；

5、

问：HTRI计算后，如果管子的震动频率值带加号了，你一般如何考虑消除震动？

答：发生位置，振动机理，然后通过相应方法排除！具体问题具体分析

6、

问：楼主我有个问题想请教一下：我用EDR算物性的时候跟甲方给的物性参数有很大出入，它这个物质是个混合物里面有水蒸汽，一氧化碳，二氧化碳，氢，甲烷到癸烷，还有均四甲苯 就气相密度来说差异很大，它给的是900多我算的是600多 原因出现在哪呢？到底谁的准确？是算物性的方法有差异吗？

答：一般物性偏差较大，主要有一下几点原因，输入是否正确，（温度，压力，组分）然后是物性方法的选择，如果都是没有问题的，那么偏差应该也较小，最后如果还出现差异性，建议找相关资料做对比，或者换软件模拟

7、

问：对于实际生产中的立式热虹吸再沸器，塔的液位对于蒸发有什么影响？有的再沸器设计的是下管板在液位计10%而上管板在液位计的80%，这样设计的意义何在？有时液位偏低，蒸汽量出现较大波动，适当提高液位后蒸汽量稳定，这个可以认为是液位较低时，列管内出现雾状流，引起换热不稳定吗？

答：液位高度其实就是所谓的静压头，在管线已经确定的情况下，随意改变静压头会导致换热器循环流率，进口操作压力等的改变，从而使实际工况产生不稳定性，换句话说，由于你改变了静压头，系统为了自平衡，到达另一个稳定系统，如果你在设计中模拟过，那应该没有问题，如果没有请慎重

smsea

大家踊跃参加{:1106_393:}

xsahh

我咨询个问题：水平热虹吸式再沸器（6m）需不需要加折流板？若加竖直放置的折流板会不会存在汽液两相分离的问题？

xsahh

第二个问题：BKU形式换热器支撑板是什么形状的？采用竖直放置的折流板效果是不是更好？

smsea

xsahh 发表于 2017-10-27 22:56

                               
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第二个问题：BKU形式换热器支撑板是什么形状的？采用竖直放置的折流板效果是不是更好？

和管板类似，支撑板没有折流作用，流动方式决定了结构必要性，所以K型完全没必要做折流板，因为作用不大

smsea

xsahh 发表于 2017-10-27 22:55

                               
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我咨询个问题：水平热虹吸式再沸器（6m）需不需要加折流板？若加竖直放置的折流板会不会存在汽液两相分离的 ...

卧式热虹吸一般用G或者H壳体，只有纵向隔板

xsahh

smsea 发表于 2017-10-28 08:05
卧式热虹吸一般用G或者H壳体 ...

6m长的换热管，如果不加折流板，管子无支称距离会达到1500mm，这样也可以？

smsea

xsahh 发表于 2017-10-28 12:00

                               
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6m长的换热管，如果不加折流板，管子无支称距离会达到1500mm，这样也可以？

那是支撑板，不是折流板

xsahh

smsea 发表于 2017-10-28 12:04
那是支撑板，不是折流板

1、你说的是类似与BKU形式中的支撑板？
2、若是流体在壳程不会存在分布不均匀问题？（BKU支撑板我认为也会存在分布问题）

smsea

xsahh 发表于 2017-10-28 13:41

                               
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1、你说的是类似与BKU形式中的支撑板？
2、若是流体在壳程不会存在分布不均匀问题？（BKU支撑板我认为也 ...

所以你可以做分布结构，或者多管嘴进去啊

枫叶的思念

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亚州

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myemailaspen84

學習學習~{:1106_362:}

zhuhonl

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金条索隆哥

求教一个问题：一台空调机组额定风量15000m3/h，20℃；内设翅管加热器，钢管绕铝片，钢管壁厚2.5mm，管径4.0mm，翅片间距3mm，管总长5m。加热器通入0.2MPa水蒸气。现在想将水蒸气改为通入80℃的热水，流量10m3/h。不知道改后换热效果如何，风温提升多少，水温降低多少？         菜鸟一枚，刚刚加入马后炮，网上下了一个HTRI，看了几天也不会用。在此提出问题，大致数据即可，望能解答，如需要其他数据还请指明。 也望指导思路，以助个人学习。

smsea

金条索隆哥 发表于 2017-10-29 10:15

                               
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求教一个问题：一台空调机组额定风量15000m3/h，20℃；内设翅管加热器，钢管绕铝片，钢管壁厚2.5mm，管径4 ...

效果和你的详细结构有关，你提的参数缺失，管径和壁厚冲突，几排管子几个管程！你如果想系统学习可以看下马义伟的空冷器一书，学习软件可以购买我的视频

金条索隆哥

smsea 发表于 2017-10-29 11:09
效果和你的详细结构有关，&# ...

感谢回复。管径应该是40mm。三排管子，应该是2个管程。不知道这样能否算出。空调机组的名牌上写着制热量95KW，不知这个数据如何用。还望指导。

smsea

金条索隆哥 发表于 2017-10-29 12:58

                               
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感谢回复。管径应该是40mm。三排管子，应该是2个管程。不知道这样能否算出。空调机组的名牌上写着制热量9 ...

不全

金条索隆哥

smsea 发表于 2017-10-29 14:05
不全

我知道的数据只有这些了。看来详细的计算要等我对换热器有一定了解之后才行。再次感谢。

Beyondhzy

学习了，一直在做换热器的模拟计算，但是我们考虑的角度完全不一样。