工艺加热器

石油和天然气中的热交换器类型-应用及其工作原理

2019年10月8日

石油和天然气工业中热交换器的类型

许多工业和制造过程的一个显著副产品是热。虽然热能可能有利于某些生产过程,但如果调节不当,也可能对敏感机械和控制系统造成重大损害。

大多数工业系统都有适当的散热机制。在这方面,常用的温度调节装置是热交换器。简单地说,这是一种从工业过程中去除多余热量的装置,有助于将生产温度保持在最佳范围内。

本文详细介绍了热交换器的优点,这些设备的功能,以及如何有效地应用于各种油气生产过程。

什么是热交换器?

工业热交换器是专门为不同介质之间的传热而设计的装置。一种介质是过程流体,另一种介质是由冷却液体或气体组成的吸热冷却剂。

热交换器的作用是什么?

通常,这块设备消除了工业过程产生的热量,有助于冷却它并防止未经检查的生产温度上升。

或者,热交换器也可用于加热需要较高工艺温度的生产反应。热交换器的这一功能在工业冷却中的应用不太普遍。

热交换器是如何工作的?

热交换器如何工作?

热交换器的作用是使冷却的流体与热的工业过程或设备紧密接触。这允许利用热传导原理在两种介质之间进行热交换。

在一些情况下,介质(冷却剂和加热过程)直接接触,但对于大多数热交换器类型,通常存在分离屏障。

热交换器分类

工业热交换器可根据以下因素分为三大类:

  • 换热方式
  • 相互作用的流体的物理状态
  • 换热器的设计/流型

换热方式

工业换热器可根据冷热流体的相互作用方式进行分类。

  • 直接热交换器使两种流体在管道系统内彼此直接接触。虽然该方法非常有效,但不能用于两种流体可能产生挥发性混合物或改变工业过程结果的情况。
  • 间接热交换器使冷却和加热的流体彼此分离,热交换通过物理屏障进行。

相互作用流体的物理状态

热交换器也可以基于交互介质的物理状态分为各种类别,进入:

  • 气固转化器
  • 液气交换器
  • 液固交换器

换热器的设计/流型

工业热交换器有不同的设计,具有不同的热交换流动模式。主要类型如下所述。

  • 平行流换热器的设计允许冷却液和加热液沿同一方向移动。
  • 逆流式热交换器的设计允许加热流体和冷却流体从设备的两端进入。这是最有效的热交换方法。这种设计允许每单位质量的相互作用流体之间进行最有效的热传导。
  • 交叉流热交换器在彼此垂直的方向上驱动加热的工艺流体和冷却剂。

换热器应用

在石油和天然气工业中使用的热交换器类型

热交换器在工业过程中的应用对于确保最佳生产力至关重要。在石油和天然气部门。在整个行业使用的热交换器在哪里?

目前有适合不同应用的不同类型的热交换器,最常见的变体概述如下。

管壳式换热器

管壳式热交换器本质上是一组封闭在加压外壳内的管子。该装置通过引导一种流体(通常来自热处理)通过较小的管道,另一种通过外壳来实现热交换。

蒸发器和锅炉

这些热交换器经历一个双相传热过程,它改变了所涉及的一种或多种流体的物理状态。

双管换热器

设置的双管热交换器由两个同心管组成;在较大的管道​​内运行的较小直径管道,使两个流体带入接近。为了最大效率,在两个管道内循环的加热和冷却流体被驱动在相反的“逆流”方向上。

板式换热器

板式换热装置由几块叠放在一起的薄板组成。这些板块形成了相互作用的流体可以流过的通道。

虽然典型的板式换热器只允许两种流体介质之间进行热交换,但板翅式换热器这样的变化允许多种流体流过其部件。枕式板式换热器变型提高了交换系统内的压力,以提高效率。

换热器在石油天然气中的应用

各种类型的热交换器在下列油气生产过程中起着关键作用:

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