列管式換熱器（tubular exchanger）是目前化工及酒精生產(chǎn)上應(yīng)用至廣的一種換熱器。它主要由殼體、管板、換熱管、封頭、折流擋板等組成。所需材質(zhì) ，可分別采用普通碳鋼、紫銅、或不銹鋼制作。在進(jìn)行換熱時(shí)，一種流體由封頭的連結(jié)管處進(jìn)入，在管流動(dòng)，從封頭另一端的出口管流出，這稱(chēng)之管程；另一種流體由殼體的接管進(jìn)入，從殼體上的另一接管處流出，這稱(chēng)為殼程列管式換熱器。
種類(lèi)
固定管板式
列管式換熱器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)便宜，但管外不能機(jī)械清洗。此種換熱器管束連接在管板上，管板分別焊在外殼兩端，并在其上連接有頂蓋，頂蓋和殼體裝有流體進(jìn)出口接管。通常在管外裝置一系列垂直于管束的擋板。同時(shí)管子和管板與外殼的連接都是剛性的，而管內(nèi)管外是兩種不同溫度的流體。因此，當(dāng)管壁與殼壁溫差較大時(shí)，由于兩者的熱膨脹不同，產(chǎn)生了很大的溫差應(yīng)力，以至管子扭彎或使管子從管板上松脫，甚至毀壞換熱器。
為了克服溫差應(yīng)力必須有溫差補(bǔ)償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，為安全起見(jiàn)，換熱器應(yīng)有溫差補(bǔ)償裝置。但補(bǔ)償裝置（膨脹節(jié)）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強(qiáng)不高的情況。一般殼程壓強(qiáng)超過(guò)0.6Mpa時(shí)由于補(bǔ)償圈過(guò)厚，難以伸縮，失去溫差補(bǔ)償?shù)淖饔?，就?yīng)考慮其他結(jié)構(gòu)。
浮頭式
換熱器的一塊管板用法蘭與外殼相連接，另一塊管板不與外殼連接，以使管子受熱或冷卻時(shí)可以自由伸縮，但在這塊管板上連接一個(gè)頂蓋，稱(chēng)之為“浮頭”，所以這種換熱器叫做浮頭式換熱器。其優(yōu)點(diǎn)是：管束可以拉出，以便清洗；管束的膨脹不變殼體約束，因而當(dāng)兩種換熱器介質(zhì)的溫差大時(shí)，不會(huì)因管束與殼體的熱膨脹量的不同而產(chǎn)生溫差應(yīng)力。其缺點(diǎn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。
填料函式
這類(lèi)換熱器管束一端可以自由膨脹，結(jié)構(gòu)比浮頭式簡(jiǎn)單，造價(jià)也比浮頭式低。但殼程內(nèi)介質(zhì)有外漏的可能，殼程中不應(yīng)處理易揮發(fā)、易燃、易爆和有毒的介質(zhì)。
U型管式
U形管式換熱器，每根管子都彎成U形，兩端固定在同一塊管板上，每根管子皆可自由伸縮，從而解決熱補(bǔ)償問(wèn)題。管程至少為兩程，管束可以抽出清洗，管子可以自由膨脹。其缺點(diǎn)是管子內(nèi)壁清洗困難，管子更換困難，管板上排列的管子少。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，適用于高溫高壓條件。
渦流熱膜
渦流熱膜換熱器采用至新的渦流熱膜傳熱技術(shù)，通過(guò)改變流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)增加傳熱效果，當(dāng)介質(zhì)經(jīng)過(guò)渦流管表面時(shí)，強(qiáng)力沖刷管子表面，從而提高換熱效率。至高可達(dá)10000W/m2℃。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、耐高溫、耐高壓、防結(jié)垢功能。其它類(lèi)型的換熱器的流體通道為固定方向流形式，在換熱管表面形成繞流，對(duì)流換熱系數(shù)降低。
據(jù)【換熱設(shè)備推廣中心】的資料顯示，渦流熱膜換熱器的至大特點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)性和安全性統(tǒng)一。由于考慮了換熱管之間，換熱管和殼體之間流動(dòng)關(guān)系，不再使用折流板強(qiáng)行阻擋的方式逼出湍流，而是靠換熱管之間自然誘導(dǎo)形成交替漩渦流，并在保證換熱管不互相摩擦的前提下保持應(yīng)有的顫動(dòng)力度。換熱管的剛性和柔性配置良好，不會(huì)彼此碰撞，既克服了浮動(dòng)盤(pán)管換熱器之間相互碰撞造成損傷的問(wèn)題，又避免了普通管殼式換熱器易結(jié)垢的問(wèn)題。
渦流熱膜換熱器性能特點(diǎn)：
1.高效節(jié)能，該換熱器傳熱系數(shù)為6000-8000W/m2.0C；
2.全不銹鋼制作，使用壽命長(zhǎng)，可達(dá)20年以上,十年內(nèi)出現(xiàn)換熱器質(zhì)量問(wèn)題免費(fèi)更換；
3.改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻；
4.換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5Mpa）;
5.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節(jié)約土建投資；
6.設(shè)計(jì)靈活，規(guī)格齊全，實(shí)用針對(duì)性強(qiáng)，節(jié)約資金；
7.應(yīng)用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換；
8.維護(hù)費(fèi)用低，易操作，清垢周期長(zhǎng)，清洗方便。
9.采用納米熱膜技術(shù)，顯著增大傳熱系數(shù)。
10.應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫(yī)藥、能源電子、機(jī)械輕工等領(lǐng)域。
渦流熱膜換熱器性能對(duì)比：
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對(duì)比項(xiàng)目 |
浮動(dòng)盤(pán)管換熱器 |
螺紋管換熱器 |
渦流熱膜換熱器 |
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適用介質(zhì)種類(lèi) |
蒸汽、水 |
蒸汽、水 |
弱腐蝕性化工原料、蒸汽、水 |
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介質(zhì)的參數(shù)范圍 |
溫度：0-150度 |
溫度：0-150度 |
溫度：-40-400度 |
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熱效率 |
熱效率=92% |
熱效率=93% |
熱效率=96% |
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防垢性能 |
自動(dòng)除垢 |
人工除垢 |
具有防垢功能 |
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耐震、噪音 |
振動(dòng)較大，噪音大 |
振動(dòng)較小，噪音小 |
振動(dòng)微弱，噪音小 |
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試用壽命 |
7年左右 |
10年左右 |
20年左右 |
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維修 |
停機(jī)維修，更換管束 |
停機(jī)維修，拔管再脹管 |
無(wú)需維修 |
折流擋板
為提高殼程流體流速，往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相互垂直的折流擋板。折流擋板不僅可防止流體短路、增加流體流速，還迫使流體按規(guī)定路徑多次錯(cuò)流通過(guò)管束，使湍動(dòng)程度大為增加。常用的折流擋板有圓缺形和圓盤(pán)形兩種，前者更為常用。
多殼程
列管式換熱器必須從結(jié)構(gòu)上考慮熱膨脹的影響，采取各種補(bǔ)償?shù)霓k法，消除或減小熱應(yīng)力，根據(jù)所采取的溫差補(bǔ)償措施。
技術(shù)參數(shù)
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公稱(chēng)直徑 |
管程數(shù) |
管子數(shù)量 |
換熱面積 公稱(chēng)值/計(jì)算值 |
管程通道截面積 管程通道流速為0.5m/sec時(shí)的流量m/hr |
公稱(chēng)壓力 |
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管子長(zhǎng)度（m） |
φ25×2.5 |
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1500 |
2000 |
3000 |
4000 |
6000 |
φ25×2 |
|
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|
|
|
159 |
1 |
14 |
1.51.62 |
22.17 |
33.27 |
|
|
0.0044/ |
7.92/ |
|
|
219 |
1 |
26 |
3/3.00 |
4/4.02 |
6/6.06 |
8/8.1 |
|
0.0082/ |
14.76/ |
|
|
|
2 |
26 |
3/3.00 |
4/4.02 |
6/6.06 |
8/8.81 |
|
0.0041/ |
7.38/ |
|
|
273 |
1 |
44 |
5/5.08 |
7/5.18 |
10/10.26 |
14/13.72 |
21/20.63 |
0.0138/ |
24.84/ |
|
|
|
2 |
40 |
5/4.62 |
6/6.19 |
9/9.33 |
12/12.47 |
19/18.76 |
0.0063/ |
11.24/ |
|
|
325 |
1 |
60 |
7/6.93 |
9/9.28 |
14/14.00 |
19/18.71 |
28/28.13 |
0.0188/ |
33.84/ |
|
|
|
2 |
56 |
6/6.47 |
9/8.66 |
13/13.05 |
17/17.46 |
36/26.26 |
0.0088/ |
15.84/ |
|
|
400 |
1 |
119 |
14/13.47 |
18/18.41 |
28/27.76 |
37/37.10 |
55/55.8 |
0.0374/ |
67.32/ |
|
|
|
2 |
110 |
13/12.70 |
17/17.02 |
26/25.66 |
34/34.20 |
50/51.58 |
0.0173/ |
31.14/ |
|
|
500 |
1 |
185 |
|
|
45/4.15 |
55/57.68 |
85/86.74 |
0.0581/ |
104.58/ |
|
|
|
2 |
180 |
|
|
40/41.99 |
55/57.68 |
85/86.74 |
0.0283/ |
50.94/ |
|
|
600 |
1 |
269 |
|
|
60/62.7 |
85/83.88 |
125/126.13 |
0.0845/ |
152.10/ |
|
|
|
2 |
266 |
|
|
60/32.05 |
80/82.94 |
125/14.72 |
0.0418/ |
75.24/ |
|
|
700 |
1 |
379 |
|
|
90/88.41 |
120/118.17 |
175/177.71 |
0.0091/ |
214.38/ |
|
|
|
2 |
358 |
|
|
85/83.51 |
110/111.62 |
165/167.85 |
0.0562/ |
101.16/ |
|
|
800 |
1 |
511 |
|
|
120/119.20 |
160/159.16 |
240/239.60 |
0.1605/ |
288.90/ |
|
|
|
2 |
488 |
|
|
115/113.83 |
150/152.16 |
230/228.81 |
0.0767/ |
138.06/ |
|
|
900 |
1 |
649 |
|
|
150/151.39 |
200/202.36 |
305/304.3 |
0.2039/ |
367.02/ |
|
|
|
2 |
630 |
|
|
145/146.96 |
195/196.44 |
295/295.40 |
0.0990/ |
178.20/ |
|
|
1000 |
1 |
805 |
|
|
185/187.78 |
250/251.00 |
375/377.45 |
0.2529/ |
455.22/ |
|
|
|
2 |
792 |
|
|
185/184.75 |
245/246.95 |
370/371.36 |
0.1244/ |
223.92/ |
|
備案號(hào)：