換熱器，是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用廣泛。

換熱器管分類

換熱器管通常分為：不銹鋼鍋爐管，不銹鋼換熱管，不銹鋼冷凝管，具有耐高溫蒸汽、抗沖擊腐蝕、耐氨腐蝕；抗結(jié)垢、不容易沾污、抗氧化腐蝕；使用壽命長(zhǎng)、減少維修保養(yǎng)時(shí)間，節(jié)省費(fèi)用；裝管工藝性好、可直接換管，管壁均勻，安全可靠，總體導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)于銅管；是老機(jī)組改造和制造新設(shè)備的必備換熱產(chǎn)品。

換熱器管主要材質(zhì)

換熱器管主要材質(zhì)為：304、304L、321、316、316L、310S、347H、2205、2507、904L等。不銹鋼換熱器管生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)：GB3087-1999《低中壓鍋爐用無縫鋼管》、GB5310-1995《高壓鍋爐用無縫鋼管》、GB13296-2007《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫管》、ASMESA213《鍋爐、過熱器和換熱器用無縫鐵素體和奧氏體合金鋼管子》。

換熱器管箱

常見的換熱器管箱結(jié)構(gòu)大致可以分為以下四類

A型管箱可用于單管程和多管程，優(yōu)點(diǎn)是便于清洗換熱器的管程；缺點(diǎn)是管箱蓋結(jié)構(gòu)用材較多，當(dāng)尺寸較大時(shí)，需要鍛件，故建議A 型管箱宜用于DN≤900mm 的場(chǎng)合。

B型管箱用于單管程和多管程，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造；缺點(diǎn)是檢修和清洗管程的換熱管內(nèi)時(shí)，需將管箱上的接管法蘭和設(shè)備法蘭拆開，并取下整體管箱。

C型管箱該管箱是多管程換熱器的返回管箱。

D型管箱該管箱用于單管程換熱器的進(jìn)出口管箱。

換熱器管箱平蓋是管箱的重要組成部分，不同的平蓋可以根據(jù)用途、材料耗費(fèi)、方便清潔等方面進(jìn)行選擇。

換熱器管板圖

換熱器管工作原理

換熱器管的工作原理是管子一般被固定在支架上。兩種不同介質(zhì)可在管內(nèi)逆向流動(dòng)（或同向）以達(dá)到換熱的目的。

結(jié)構(gòu)：兩種不同直徑的管子套在一起組成同心套管，每一段套管稱為“一程“，程的內(nèi)管（傳熱管）借U形肘管，而外管用短管依次連接成排，固定于支架上。熱量通過內(nèi)管管壁由一種流體傳遞給另一種流體。通常，熱流體（A流體）由上部引入，而冷流體（B流體）則由下部引入。套管中外管的兩端與內(nèi)管用焊接或法蘭連接。

固定管板式換熱器這類換熱器的結(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。

換熱器管板標(biāo)準(zhǔn)

換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同結(jié)構(gòu)形式的換熱器管，受載荷情況、支承條件、邊界約束條件等諸因素的影響，強(qiáng)度計(jì)算過程復(fù)雜，方法也不統(tǒng)一。大多數(shù)規(guī)范的管板強(qiáng)度計(jì)算公式一般是將管板簡(jiǎn)化為一塊放在由換熱管支撐的彈性基礎(chǔ)上的軸對(duì)稱圓形開孔平板，受均布載荷及管孔的均勻削弱。在此基礎(chǔ)上，做了不同程度地簡(jiǎn)化和假設(shè)，基本的假設(shè)如下。

換熱器堵管率

設(shè)計(jì)情況下基本換熱面積余量大多數(shù)20%左右，但是隨著長(zhǎng)期運(yùn)行換熱系數(shù)下降，換熱器堵管率不能超過20%。

換熱器管規(guī)格

換熱器管子和管板的連接方式

由于換熱器管和管板是換熱器管程和殼程之間的唯一屏障，因此換熱器管與管板連接接頭質(zhì)量的好環(huán)是管殼式換熱器失效最主要的因素。換熱器管板與管子的連接接頭型式，根據(jù)換熱器的使用條件不同，分為脹接、焊接、脹接加焊接。

脹接

首先將脹管器放入管子內(nèi)，使管子徑口變大，發(fā)生塑性形變，緊緊貼合在管板上。而與管口接觸的管板由于管口變大也會(huì)隨著變大，從而發(fā)生彈性形變。當(dāng)脹管器拔出之后，管板的彈性形變會(huì)恢復(fù)之前的大小，但是發(fā)生塑性形變之后的管口仍然保持變大的狀態(tài)，不會(huì)恢復(fù)原狀，從而兩者緊緊連接在一起。

焊接

焊接加工簡(jiǎn)單、連接強(qiáng)度好，在高溫高壓時(shí)能保證連接處的緊密性與抗拉脫能力，管子與薄管板的固定更應(yīng)采用焊接方法。當(dāng)連接處焊接之后，管板與管子中存在的殘余熱應(yīng)力與應(yīng)力集中，在運(yùn)行時(shí)可能引起應(yīng)力腐蝕與疲勞破壞。

脹接加焊接

當(dāng)溫度和壓力較高，且在熱變形、熱沖擊、熱腐蝕和流體壓力的作用下，換熱管與管板連接處極易被破壞，采用脹接或焊接均難以保證連接強(qiáng)度和密封性的要求。

目前廣泛采用的是脹焊并用的方法。脹接加焊接結(jié)構(gòu)能夠有效地阻尼管束振動(dòng)對(duì)焊縫的損傷，可以有效地消除應(yīng)力腐蝕和間隙腐蝕，提高了接頭的抗疲勞性能，從而提高了換熱器的使用壽命，比單純脹接或強(qiáng)度焊具有更高的強(qiáng)度和密封性。

為什么換熱器管要用304不銹鋼管

304不銹鋼管生產(chǎn)特點(diǎn)生產(chǎn)設(shè)備輕巧，投資少，建設(shè)速度快，焊接方法簡(jiǎn)便，產(chǎn)品規(guī)格范圍寬，尺寸精度高、壁厚偏差小、表面平滑、成材率高。從成本來說比無縫管低了20%左右，所以換熱器管如今用的都是304不銹鋼管。

換熱器管徑標(biāo)準(zhǔn)是什么?

管徑取決于介質(zhì)流速，管長(zhǎng)取決于換熱面積計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮管長(zhǎng)管徑，要滿足換熱要求，又要保證換熱器的安全性，比如防止震動(dòng)，比如應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算也必不可少，還要計(jì)算換熱器的成本，總之這兩個(gè)參數(shù)的選擇是要依據(jù)很多因素的

換熱器管外徑分A、B兩個(gè)系列，A系列換熱器管外徑一般帶小數(shù)點(diǎn)，B系列為國(guó)內(nèi)常用標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。HG/T20592-2009標(biāo)準(zhǔn)中，有A、B系列的換熱器管尺寸表，對(duì)應(yīng)不同內(nèi)徑的公稱尺寸法蘭。