管壳式换热器的应用及原理是什么?

更新时间更新时间:2026-06-12点击次数点击次数:0
一、管壳式换热器基本结构

由壳体、管束、管板、封头、折流板几大核心部件组成:

管束:大量换热管子固定在两块管板上;

管程:流体从封头进入管子内部流动;

壳程:另一种流体在壳体内部、管子外壁之间流动;

折流板:装在壳体内,迫使壳程流体曲折横向冲刷管束,提升换热;

两端封头用来分配、汇集管程介质。

二、核心传热工作原理

依靠间壁式对流 + 导热换热,两种流体完全隔开,不直接接触混合:

一种流体走管内(管程),沿着管道直线或折返流动;

另一种流体走壳内管子外侧(壳程),在折流板引导下横向绕流管束;

热量传递路径:

高温流体对流换热→管壁外侧金属导热→管壁内侧对流换热→低温流体

简单说:冷热介质隔着金属管壁交换热量。

三、流动形式(顺流 / 逆流,逆流换热效率更高)

逆流(电厂余热最常用)

管程流体从左向右,壳程流体从右向左,两者流向相反。

相同温差下换热面积更小、末端温差异更大,低温烟气余热回收、低温省煤器全部用逆流布置。

顺流

冷热流体同方向流动,极少用于余热回收,仅特殊温控场景使用。

四、结合电厂烟气余热实例(H 鳍片管壳低温省煤器)

管程:电厂低压凝结水在 ND 钢管内部流动;

壳程:锅炉烟气充满壳体,横向冲刷带 H 型鳍片的钢管外壁;

烟气热量通过管壁传给管内凝结水,水温升高送入回热系统,烟气降温后去除尘脱硫;

鳍片作用:增大烟气侧换热面积,弥补烟气换热系数低的短板。

五、多程结构(增大流速、强化换热)

管程多程:封头内加隔板,流体多次折返穿过管束,提高管内流速,换热变强;

壳程多程:壳体中间加纵向隔板,壳程流体分段折返;

火电低温省煤器多为单壳程双管程 / 单壳程单管程简易结构。

六、优势适配烟气场景

承压能力高:水管侧压力十几公斤乃至更高完全承受;

可加装鳍片强化气侧换热,适配烟气这种气体换热;

管壁坚固耐磨,配合吹灰可应对高灰烟气;

材质灵活:普通碳钢、ND 抗露点腐蚀钢、不锈钢均可选用。