換熱設備是化工、石油、電力、食品等許多工業(yè)部門(mén)的通用設備。它是提高能效的主要設備之一。在化工生產(chǎn)中，換熱器可用作加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，在生產(chǎn)中占有重要地位。

熱交換設備是一種將熱流體的熱傳遞給冷流體的裝置，也稱(chēng)為熱交換器。它的主要功能是保證過(guò)程所需的特定溫度到介質(zhì)。它可以在不同的溫度下在兩種或多種流體之間傳遞熱量，從而使熱量從高溫流體傳遞到低溫流體，從而使流體的溫度能夠滿(mǎn)足工藝條件的要求，而換熱器是主要的設備之一。提高能源效率。

一、換熱器

1、U形管式換熱器：每根管子都彎成U形，固定在同一側管板上，每根管可以自由伸縮，也是為了消除熱應力。

（1）優(yōu)點(diǎn)

此類(lèi)換熱器的特點(diǎn)是管束可以自由伸縮，不會(huì )因管殼之間的溫差而產(chǎn)生熱應力，熱補償性能好；

管程為雙管程，流程較長(cháng)，流速較高，傳熱性能較好；

承壓能力強；

管束可從殼體內抽出，便于檢修和清洗，且結構簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜。

（2）缺點(diǎn)

是管內清洗不便，管束中間部分的管子難以更換，又因內層管子彎曲半徑不能太小，在管板中心部分布管不緊湊， 所以管子數不能太多，且管束中心部分存在間隙，使殼程流體易于短路而影響殼程換熱。

2、列管式換熱器

冷流體走管內，熱流體經(jīng)折流板走管外，冷、熱流體通過(guò)間壁換熱。

性能特點(diǎn)：

列管式換熱器的結構比較簡(jiǎn)單、緊湊、造價(jià)便宜，但管外不能機械清洗。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，而管內管外是兩種不同溫度的流體。因此，當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。

為了克服溫差應力必須有溫差補償裝置，一般在管壁與殼壁溫度相差50℃以上時(shí)，為安全起見(jiàn)，換熱器應有溫差補償裝置。但補償裝置（膨脹節）只能用在殼壁與管壁溫差低于60～70℃和殼程流體壓強不高的情況。一般殼程壓強超過(guò)0.6MPa時(shí)，由于補償圈過(guò)厚，難以伸縮，失去溫差補償的作用，就應考慮其它結構。

3、渦流熱膜換熱器

流熱膜換熱器體積只有傳統管殼式換熱器的1/5，采用全不銹鋼焊接結構。既具有釬焊板式換熱器體積小、耐高溫的優(yōu)勢，又克服了框架板式換熱器膠條老化、維護費用高的缺陷，它采用經(jīng)納米技術(shù)處理的不銹鋼渦流管作為換熱元件，極大提高了換熱器的整體性能。

性能特點(diǎn)：

高效節能，該換熱器傳熱系數為6000～8000W/（m2·℃）；

全不銹鋼制作，使用壽命長(cháng)，可達20a以上，十年內出現換熱器質(zhì)量問(wèn)題免費更換；

改層流為湍流，提高了換熱效率，降低了熱阻；

換熱速度快，耐高溫（400℃），耐高壓（2.5MPa）；

結構緊湊，占地面積小，重量輕，安裝方便，節約土建投資；

設計靈活，規格齊全，實(shí)用針對性強，節約資金；

應用條件廣泛，適用較大的壓力、溫度范圍和多種介質(zhì)熱交換；

維護費用低，易操作，清垢周期長(cháng)，清洗方便；

采用納米熱膜技術(shù)，顯著(zhù)增大傳熱系數；

應用領(lǐng)域廣闊，可廣泛用于熱電、廠(chǎng)礦、石油化工、城市集中供熱、食品醫藥、能源電子、機械輕工等領(lǐng)域。

此外，為了彌補彎管后管壁的減薄，直管部分需用壁較厚的管子。這就影響了它的使用場(chǎng)合，僅宜用于管殼壁溫相差較大，或殼程介質(zhì)易結垢而管程介質(zhì)清潔及不易結垢，高溫、高壓、腐蝕性強的情形。

換熱器的應用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽輪機裝置中的凝汽器和航天火箭上的油冷卻器等，都是換熱器。在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，換熱器常常用作把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器既可是一種單元設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等;也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的換熱器。換熱器是化工生產(chǎn)中重要的單元設備，根據統計，熱交換器的噸位約占整個(gè)工藝設備的20%有的甚至高達30%，其重要性可想而知。