换热器在化工、石油、电力、食品及其它许多工业生产中均有应用，其在石化厂设备投资中可占到40%左右的比例，是非常关键的化工设备。同时，热能的合理利用对于降低产品成本、环境保护以及节能减排有着重要的意义。

　　换热器是化工人的常用设备，但是作为**化工人你真的懂换热器吗？

　　为什么叫换热器换热器是实现将热能从一种流体传至另一种流体的设备。在*简单的换热器中，热流体和冷流体直接混合在一起；比较常见的换热器是热、冷两种流体在换热器中被隔板分开，由于两侧热流体和冷流体的温度差，会形成热交换，即初中物理的热平衡，高温物体的热量总是向低温物体传递，这样就把热侧热量交换给了冷侧，有时我们又称换热器为热交换器。

　　按结构可分为：管壳式换热器、板式换热器。我们在化工中*常谈到的就是按照结构分类的这两种设备。

　　按传热方式可分为：间壁式换热器、蓄热式换热器、混合式换热器。

　　按用途可分为：加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器、再沸器等。一图看懂换热器分类（来源：网络）

　　在工业应用中板式换热器和管壳式换热器有什么区别呢？相信很多化工人也经常会碰到同样的问题：

　　管壳式换热器

　　管壳式(又称列管式) 换热器是*典型的间壁式换热器,它在工业上的应用有着悠久的历史,在现如今的化工厂中仍然应用广泛。图片来源：网络

　　管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成,壳体多呈圆形,内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。

　　在管壳换热器内进行换热的两种流体,一种在管内流动,其行程称为管程；一种在管外流动,其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。

　　为提高管外流体给热系数,通常在壳体内安装一定数量的横向折流档板。

　　折流档板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过管束,使湍动程度大为增加。常用的档板有圆缺形和圆盘形两种（如下图所示）。

　　圆缺形折流挡板 圆盘形折流挡板

　　流体在管内每通过管束一次称为一个管程,每通过壳体一次称为一个壳程。为提高管内流体的速度,可在两端封头内设置适当隔板,将全部管子平均分隔成若干组。这样,流体可每次只通过部分管子而往返管束多次,称为多管程。同样,为提高管外流速,可在壳体内安装纵向档板使流体多次通过壳体空间,称多壳程。

　　在管壳式换热器内,由于管内外流体温度不同,壳体和管束的温度也不同。如两者温差很大, 换热器内部将出现很大的热应力,可能使管子弯曲,断裂或从管板上松脱。

　　因此，当管束和壳体温度差超过50℃时，应采取适当的温差补偿措施，消除或减小热应力。

　　板式换热器

　　板式换热器*初用于食品工业，20世纪50年代逐渐推广到化工等其他工业，是一种高效紧凑的换热设备。

　　常规的板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片构成，用框架将板片夹紧组装于支架上。

　　两个相邻板片的边缘衬以垫片压紧，板片四角有圆孔，形成流体的通道。图片来源：阿法拉伐

　　另外，在不同的化工工艺应用中，还有全焊板式换热器（板翅式换热器）、螺旋板式换热器、板壳式换热器等。

　　01 传热系数高 由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。

　　02 对数平均温差大，末端温差小 在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.

　　03 占地面积小 板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。

　　04 容易改变换热面积或流程组合 只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。

　　05 重量轻 板式换热器的板片厚度仅为0.4~1.2mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。

　　06 价格低，易定制 采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。 板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。

　　07 易清洗 框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。甚至部分的全焊式换热器由于其特殊的结构设备，也可以做到现场机械清洗。

　　08 热损失小 板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。

　　09 容量较小 是管壳式换热器的10%~20%。可以有效减少持液量，这在某些工艺中能带来很大的便利。

　　10 不易结垢 由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢倾向仅为管壳式换热器的1/3~1/10.k。

　　由此可见，在工业应用当中无论从成本还是使用过程来说，高效可靠的板式换热器优势更为突出。连换热器都没搞清楚 怎么好意思说自己是**化工人？

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