氟塑料换热器换热管束选型设计手册
换热器的选型和设计指南全
换热器的选型和设计指南全
1.温度和压力要求：在进行换热器选型和设计之前，需要明确设备所
需的温度和压力要求。
根据这些要求，可以选择合适的材料和换热器类型。
2.热交换面积计算：根据需要传递的热量和温度差，可以计算得到所
需的热交换面积。
热交换面积的计算是选择换热器类型和尺寸的基础。
3.材料选择：换热器的材料选择要考虑到介质的化学性质、腐蚀性以
及温度和压力要求。
常用的材料包括不锈钢、铜合金、钛合金等。
4.流体流动方式：流体可以采用并行流、逆流或交叉流方式通过换热器。
在选择流体流动方式时，需要考虑换热效率和压降等因素。
5.清洁程度要求：根据介质的清洁程度，可以选择适当的换热器类型。
尽量选择结构简单、易于清洁的换热器，以保证长期稳定的换热效果。
6.管束和散热面积：根据热量传递的需要，可以选择合适的管束形式
和散热面积。
管束的选择要考虑到介质的流速和传热系数等因素。
7.防堵塞设计：在换热器设计中要考虑到防止堵塞的问题。
可以采用
增加管道直径、添加过滤装置等措施来减少堵塞的风险。
8.设备布局和管道设计：在进行换热器的设计时，需要考虑到设备的
布局和管道的连接。
合理布局可以减少管道阻力和热量损失。
9.热媒选择：热媒的选择要根据介质的性质以及工艺流程的要求来进行。
常用的热媒有水、蒸汽、有机液体等。
10.清洗和维护考虑：在进行换热器设计时，要考虑到清洗和维护的
便捷性。
合理的设计可以降低维护成本和停机时间。
换热器的选型和设计指南
换热器的选型和设计指南
热交换器选型与设计指南
一、热换器的选型
1、热换器类型
根据热换器工作的原理和结构特征，热换器可以分为流体直接交换器（Direct-Fluid Exchangers）、保温热换器（Heat-Preserving Exchangers）、热管（Heat Pipes）和热泵（Heat Pump）。
（1）流体直接交换器
流体直接交换器是最普遍的热换器类型，它是由连接在同一个容器内两个不同流体进行直接交换的，可以分为板式热换器（Plate Heat Exchanger）、管式热换器（Tube Heat Exchanger）、管壳式热换器（Tube-shell Heat Exchanger）、换热器（Exchanger）、板管式换热器（Plate-Tube Exchanger）等几种。
（2）保温热换器
保温热换器是通过在热换器内部设置一层隔热材料，使得一个流体和另一个流体不能直接接触，而是通过隔热材料进行热量交换的热换器，它包括直管保温器（Straight-TubeHeatPreservingExchanger）、折管保温器（Folded-TubeHeatPreservingExchanger）以及缠绕管保温器（Coil-TubeHeatPreservingExchanger）等几种。
（3）热管
热管是一种将热能以流体的形式进行输送的装置，它是由一段密封的
金属管束和一段或多段的循环管组成，通常将其称为柔性热管
（ Flexible Heat Pipes），也可以称为硬性热管（Rigid Heat Pipes）。
（4）热泵。
换热器的选型和设计指南
换热器的选型和设计指南换热器是一种常见的工业设备，用于传递热量。
在选型和设计换热器时，有几个关键因素需要考虑，包括换热器的类型、工作条件、热介质性质、热量传递要求以及材料选择等。
本文将探讨这些因素，并提供选型和设计换热器的指南。
1.换热器类型选择换热器的类型多种多样，包括壳管式换热器、板式换热器、管束式换热器等。
在选择换热器类型时，需要考虑以下几个方面：-热量传递效率：不同类型的换热器有不同的热量传递效率，需要根据具体的热量传递要求选择。
-空间限制：不同类型的换热器对空间的要求也不同，需要考虑设备安装的实际情况。
-清洁维护：不同类型的换热器在清洁和维护方面也不同，这也需要考虑到。
2.工作条件考虑换热器的工作条件包括温度、压力和流量。
这些条件会对选型和设计产生影响，并需要根据不同的工况选择合适的换热器。
对于高温、高压或高流量的情况，需要选择能够承受这些条件的换热器，并进行合理的设计。
3.热介质性质分析热介质的物理性质对换热器的选型和设计也有影响。
例如，不同的热介质对应不同的热导率、比热容和粘度等物理特性，这些特性会对换热器的热量传递效果产生影响。
需要根据热介质的性质选择合适的换热器和传热方式。
4.热量传递要求根据具体的热量传递要求，选择合适的热量交换方式。
换热器可以采用对流、辐射或传导等方式进行热量传递。
不同的传热方式在热量传递效率和能耗方面也有差异，需要根据具体要求进行选择。
5.材料选择换热器的材料选择对其性能和使用寿命起着重要作用。
一些常用的换热器材料包括不锈钢、铜、铝和钛等。
需要根据热介质的特性、工作条件和预算等因素选择合适的材料。
此外，还需要考虑材料的耐腐蚀性能、尺寸稳定性和可焊性等因素。
在设计换热器时-设计热传导面积：根据热量传递要求和热介质的特性，设计合适的热传导面积，确保达到所需的热传递效果。
-流体力学分析：对流动的流体进行流体力学分析，考虑流体的流速、压降以及流体在换热器中的流动模式等，以确保热量传递效果和系统的稳定性。
换热器设计手册
换热器设计手册换热器设计手册第一部分：引言换热器在许多工业领域中起着至关重要的作用，能够有效地传递热量和冷却介质。
本手册旨在提供关于换热器设计的详细说明和指导，以确保设计和运行的安全性、可靠性和高效性。
第二部分：换热器的基本原理和分类2.1 换热器的基本原理换热器是通过将热量从一个介质传递到另一个介质来实现的。
基于传热原理，换热器可以分为传导、对流和辐射换热器。
2.2 换热器的分类根据换热介质的流动方式和传热机理，换热器可以分为管壳式换热器、板式换热器、螺旋板换热器等。
第三部分：换热器设计的影响因素3.1 流体参数流体参数包括流体的流量、温度、压力、热导率等。
这些参数将直接影响到换热器的传热效果和换热面积的确定。
3.2 材料选择换热器的材料选择对其使用寿命和换热效率有着重要的影响。
应根据介质的性质和工作环境进行材料选择，并考虑材料的耐腐蚀性、导热性等因素。
3.3 热负荷计算通过计算热负荷，可以确定换热器的尺寸和换热面积。
热负荷计算依赖于流体参数和换热器的设计要求。
第四部分：换热器的设计步骤4.1 确定换热方式根据介质的性质和工艺要求，选择合适的换热方式，如对流换热、辐射换热或传导换热。
4.2 计算传热面积根据热负荷计算结果，确定换热器的传热面积。
传热面积的计算需要考虑流体参数和介质的传热特性。
4.3 确定换热器尺寸和形状根据换热器的传热面积和流体参数，确定换热器的尺寸和形状。
应确保设计的换热器能够有效地传递热量和具有合理的流体阻力。
4.4 选择材料根据介质的性质和工作环境，选择合适的材料。
应考虑材料的耐腐蚀性、导热性和可加工性等因素。
第五部分：换热器的安装和维护5.1 安装要求换热器的安装应符合相关的安全标准和操作规程。
在安装过程中，应注意保护换热器的密封性和防止外部损坏。
5.2 运行和维护换热器的运行和维护需要定期检查和保养。
应注意定期清洗换热器以防止结垢和污垢的堆积，避免影响换热器的传热效果。
氟塑料烟气换热器
氟塑料烟气换热器技术说明1.技术特点烟气换热器是以小直径氟塑料软管作为换热元件，主要采用的是可熔性聚四氟乙烯（PFA）作为软管制造原料。
由于氟塑料具有极强的耐腐蚀性、良好的表面不沾性、较宽的温度范围和耐老化等优点，因此氟塑料管式换热器具有以下特点：1）优异的耐腐蚀性能，对烟气成分及酸露点温度无要求由于聚四氟乙烯属化学惰性材料，除高温下的元素氟、熔融态碱金属、三氟化氯、六氟化铀、全氟煤油外，几乎可以在所有的介质中工作，因此氟塑料换热器对烟气成分没有特殊要求，对换热器管壁温度和烟气酸露点没有特殊要求。
2）换热管表面光滑，不积灰，不结垢，易清理由于聚四氟乙烯管的化学惰性、表面光滑性、绕曲性和高膨胀系数，使换热管表面及内壁都十分光滑，管外烟尘不易粘结、堆积，管内热媒在换热面很难结垢，可以大大减少了设备的维护和清洗次数，保证了其能在相对稳定的传热系数下长期安全运行。
同时，由于氟塑料不怕酸腐蚀，可以设置在线水冲洗对其进行清灰，清灰方便、彻底。
3）薄管壁，换热性能良好，体积小氟塑料换热器采用的是薄壁管，壁厚0.3～1mm，所以克服了聚四氟乙烯材料导热系数低的缺点，换热器整体换热性能良好。
同等换热量量的情况下，氟塑料管换热器的体积是金属管换热器体积的1/4。
4）柔性疲劳强度高，经久耐用聚四氟乙烯具有较高的柔性疲劳强度，且不含光敏基因，具有优异的耐大气老化性，因此其加工的管材经久耐用。
在焊接强度保证的情况下，运行中氟塑料换热管不会发生应力开裂，无泄露风险，基本可以做到免维护。
5）耐温耐压性能良好聚四氟乙烯的使用温度为-180～+260℃，其加工的氟塑料软管可在200℃以下的各种强腐蚀性介质中良好运行。
经过测试，壁厚小于0.3-1mm 的小直径氟塑料软管可在≤1.0MPa 的压力下，长期安全工作，因此其可以满足除盐水烟气换热需求。
6）优化的结构设计换热器采用模块化设计的垂直悬挂结构，结构简单，强度可靠，便于安装和检修更换，能够很好的吸收因温度变化引起的热变形。
氟塑料换热器换热管束选型设计手册
关于氟塑料烟气换热器换热管规格选择的简要说明氟塑料软管作为氟塑料烟气换热器的换热面，在承受内部水压、外部烟气高温、冲刷的苛刻条件下运行，其安全性直接影响到换热器的可靠性。
在氟塑料原料与加工工艺选定的前提下，换热管的规格选择是影响其自身安全性的重要因素。
一、管径的选择1.安全性安全的氟塑料烟气换热器换热管规格选择原则：壁厚值不得小于管外径值的1/10对于相同材质及品质的换热管，同等压力、温度条件下，若管径相同，壁厚越大越安全；若壁厚相同，管径越小管子越安全。
用于衡量换热管安全性及推算寿命的可量化指标为环向应力值，其计算公式及分析如下：环向应力计算公式:S一环向应力，MPaP一管内压力，MPaD—外径，mmt一壁厚，mm压力管道环向应力计算表不同规格压力管环向应力对比表注: **运行值是指管子在实际工况下（0.5MPa管内水压）所受到的环向应力，该值越低热力管的安全性能越高，该值与材质无关；**安全校核值是指按标准外推法，以2倍的安全系数计算得到使用寿命为20年以上的安全保证值，安全校核值越低，热力管的安全性能越高，该值与材质无关；**标准外推法即用高温下管材在较短时间的静液压力破坏试验结果来外推几十年或更长时间下管材材料抵抗静液压力的能力；**爆破值是指管子能够耐受的最大应力值，该值为试验值。
不光与外径与壁厚相关还受材料性能，管材加工工艺影响，该值越大证明管材耐压能力越强，换热管越安全，该值与材质自身性能密切相关；**当爆破值大于安全校核值时，换热管可以安全使用到设定年限20 年。
**一般情况下，管径增加壁厚也应相应增厚，如管径增加而壁厚维持不变，则管子的安全性会大幅降低。
背景及建议：1）鉴于应用于烟气换热的氟塑料管暂无相关行业标准可供执行，故参照《GB/T 6111-2003流体输送用热塑料管材耐压试验方法》中的要求及方法，结合氟塑料烟气换热器运行条件，要求测试条件：0.5MPa，150℃，检测时间165小时，爆破值不小于0.5MPa。
换热器设计手册
换热器设计手册1. 引言本文档旨在提供有关换热器的设计手册。
换热器是一种常见的设备，用于在热力系统中传递热量，实现能量的转移。
本手册将介绍换热器的基本原理、设计流程以及设计考虑事项。
2. 换热器的基本原理换热器是通过流体之间的热传导和对流传热来实现热量转移的设备。
换热器通常由两个流体通道组成，分别称为热源侧和热载体侧。
热源侧是热量的来源，热载体侧是热量的传递介质。
换热器的基本原理是通过接触面积的增加和流体之间的温度差来实现热量的传递。
3. 换热器设计流程3.1 确定热传导方式在进行换热器设计之前，需要确定热传导的方式。
根据不同的传热方式，可以选择不同类型的换热器，如管壳式换热器、板式换热器等。
3.2 确定流体参数在设计过程中，需要确定流体的参数，包括流量、温度等。
这些参数将对换热器的尺寸和性能产生影响。
3.3 确定换热器尺寸根据流体参数和传热需求，可以计算出换热器的尺寸。
这包括换热器的长度、直径或面积等。
3.4 确定传热系数换热器的传热系数是一个重要的设计参数，它决定了换热器的换热效率。
在设计过程中，需要考虑流体的性质、换热器的材料和结构等因素，来确定传热系数。
3.5 进行换热器设计计算在确定了上述参数之后，可以进行具体的换热器设计计算。
这包括确定换热面积、管道布置、管束数量等。
4. 换热器设计考虑事项4.1 热量传递效率在进行换热器设计时，需要考虑热量传递的效率。
热量传递效率是换热器性能的重要指标，直接影响换热器的能耗和传热效果。
4.2 材料选择在选择换热器的材料时，需要考虑流体的性质、工作条件和成本等因素。
常用的材料包括钢、铜、不锈钢等。
4.3 清洁和维护换热器在使用过程中，会积累一些污垢和沉积物，这会影响换热器的性能。
因此，在设计过程中需要考虑清洁和维护的便利性。
5. 结论通过本文档的介绍，我们了解了换热器的基本原理、设计流程以及设计考虑事项。
换热器的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。
氟塑料换热器换热管束选型设计手册
关于氟塑料烟气换热器换热管规格选择的简要说明氟塑料软管作为氟塑料烟气换热器的换热面，在承受内部水压、外部烟气高温、冲刷的苛刻条件下运行，其安全性直接影响到换热器的可靠性。
在氟塑料原料与加工工艺选定的前提下，换热管的规格选择是影响其自身安全性的重要因素。
一、 管径的选择1. 安全性安全的氟塑料烟气换热器换热管规格选择原则：壁厚值不得小于管外径值的1/10对于相同材质及品质的换热管，同等压力、温度条件下，若管径相同，壁厚越大越安全；若壁厚相同，管径越小管子越安全。
用于衡量换热管安全性及推算寿命的可量化指标为环向应力值，其计算公式及分析如下：环向应力计算公式：t tD PS 2-=S —环向应力，MPa P —管内压力，MPaD—外径，mmt—壁厚，mm压力管道环向应力计算表注：**运行值是指管子在实际工况下（0.5MPa管内水压）所受到的环向应力，该值越低热力管的安全性能越高，该值与材质无关；**安全校核值是指按标准外推法，以2倍的安全系数计算得到使用寿命为20年以上的安全保证值，安全校核值越低，热力管的安全性能越高，该值与材质无关；**标准外推法即用高温下管材在较短时间的静液压力破坏试验结果来外推几十年或更长时间下管材材料抵抗静液压力的能力；**爆破值是指管子能够耐受的最大应力值，该值为试验值。
不光与外径与壁厚相关还受材料性能，管材加工工艺影响，该值越大证明管材耐压能力越强，换热管越安全，该值与材质自身性能密切相关；**当爆破值大于安全校核值时，换热管可以安全使用到设定年限20年。
**一般情况下，管径增加壁厚也应相应增厚，如管径增加而壁厚维持不变，则管子的安全性会大幅降低。
背景及建议:1）鉴于应用于烟气换热的氟塑料管暂无相关行业标准可供执行，故参照《GB/T 6111-2003流体输送用热塑料管材耐压试验方法》中的要求及方法，结合氟塑料烟气换热器运行条件，要求测试条件：0.5MPa，150℃，检测时间165小时，爆破值不小于0.5MPa。
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关于氟塑料烟气换热器换热管规格选择的简要说明
氟塑料软管作为氟塑料烟气换热器的换热面，在承受内部水压、外部烟气高温、冲刷的苛刻条件下运行，其安全性直接影响到换热器的可靠性。
在氟塑料原料与加工工艺选定的前提下，换热管的规格选择是影响其自身安全性的重要因素。
一、 管径的选择
1. 安全性
安全的氟塑料烟气换热器换热管规格选择原则：壁厚值不得小于管外径值的1/10
对于相同材质及品质的换热管，同等压力、温度条件下，若管径相同，壁厚越大越安全；若壁厚相同，管径越小管子越安全。
用于衡量换热管安全性及推算寿命的可量化指标为环向应力值，其计算公式及分析如下：
环向应力计算公式：
t t
D P
S 2-=
S —环向应力，MPa P —管内压力，MPa
D—外径，mm
t—壁厚，mm
压力管道环向应力计算表
注：
**运行值是指管子在实际工况下（0.5MPa管内水压）所受到的环向应力，该值越低热力管的安全性能越高，该值与材质无关；
**安全校核值是指按标准外推法，以2倍的安全系数计算得到使用寿命为20年以上的安全保证值，安全校核值越低，热力管的安全性能越高，该值与材质无关；
**标准外推法即用高温下管材在较短时间的静液压力破坏试验结果来外推几十年或更长时间下管材材料抵抗静液压力的能力；
**爆破值是指管子能够耐受的最大应力值，该值为试验值。
不光与外径与壁厚相关还受材料性能，管材加工工艺影响，该值越大证明管材耐压能力越强，换热管越安全，该值与材质自身性能密切相关；
**当爆破值大于安全校核值时，换热管可以安全使用到设定年限20年。
**一般情况下，管径增加壁厚也应相应增厚，如管径增加而壁厚维持不变，则管子的安全性会大幅降低。
背景及建议:
1）鉴于应用于烟气换热的氟塑料管暂无相关行业标准可供执行，故参照《GB/T 6111-2003流体输送用热塑料管材耐压试验方法》中的要求及方法，结合氟塑料烟气换热器运行条件，要求测试条件：
0.5MPa，150℃，检测时间165小时，爆破值不小于0.5MPa。
2）在以外推法计算安全寿命20年的前提下（S校核<=4.5MPa），当管径确定后，可以计算得出壁厚的最小值。
3）结论：基于以上，安全的氟塑料烟气换热器换热管规格选择原则：壁厚值不得小于管外径值的1/10
例如：8x0.8mm、10x1mm、12x1.2mm、14x1.4mm
2.经济性
其他边界条件相同时，换热器的管径越小气侧阻力越小，系统电耗越低。
以1000MW机组MGGH系统为例：管径由14mm调整为10mm 后，气侧阻力降低约340Pa，每台炉引风机电耗降低约350 Kw，运行费用差异巨大。
华能威海6号机组低压省煤器（氟塑料）与暖风器联合系统采用氟塑料换热器，换热管规格8x0.75mm，机组满负荷时烟气侧阻力240Pa。
国电北仑第一发电厂2x600MW机组氟塑料MGGH换热管规格10x1mm，机组满负荷时烟气侧阻力降温段+升温段<500Pa。
3.除尘效率
氟塑料换热器具备较强的粉尘拦截与去除效率，管径越小除尘效率越高即越环保。
依据多个项目实测值，换热管规格8x0.75mm的粉尘去除效率比10x1mm提高约10%。
小结：小管径换热管具有更安全、更节能、更环保的优势。
二、小管径受到的限制
1.小管径的选择受到加工工艺的限制
氟塑料换热器的管板连接方式通常有胀接和焊接两种，不论是胀接还是焊接，越小的管径都越难以实现规模化生产。
2.小管径的选择受到可靠性要求的限制
由于换热管处于烟气的冲刷下运行，从换热管自身抗磨损的安全性考虑，越小的壁厚磨损泄漏的风险越大，因而在管径选择时需同时兼顾壁厚的绝对值与环向应力的安全校核值。
三、合理管径的选择
相同规格的换热管，如果材料及加工工艺不同其爆破环向应力值差异很大。
即材料自身高温下的机械性能越好的、越致密的、耐候性越好的换热管在高温下的机械性能越好，其爆破值更高，更安全。
在选择换热管规格时应区别对待不同材质的管材，依据每种管材的环向应力计算值与爆破值选择安全的换热管规格。
氟塑料换热器常用的换热管材质按照其高温下的机械性能由高向低的排序依次为：PFA—改性PTFE—PTFE，因此对于不同材质的换热管应有统一的最低标准或差异化的应用标准。
综上，在确保安全性的前提下氟塑料换热管实现小管径应用是技术先进性与技术进步的体现，是优质材料与先进加工工艺有机结合的成果，是设计优化的重要方向。