热交换器的设计上如何考虑压降的限制？

压降是艾克森热交换器设计的重要参数，过大的压降会增加输送泵/风机的能耗，导致介质流量不足，影响换热效果；过小的压降则可能因流速过低，会导致换热系数下降，增加设备体积。所以艾克森在设计中通过参数优化、结构调整、工况匹配三方面综合控制压降，确保压降在允许范围内。

1. 明确压降限制的核心依据

艾克森热换热器设计前需要先确定压降的允许范围，主要依据以下因素：

（1）工艺要求：根据生产工艺中介质的输送压力与流量需求，确定最大允许压降；

（2）能耗成本：通过经济性分析，确定压降-能耗-设备成本的平衡点，例如，降低压降可减少泵能耗，但可能需增大设备体积，需计算全生命周期成本，选择最优压降值；

（3）介质特性：粘性大的介质易产生较大压降，需放宽压降限制；易汽化的介质需严格控制压降，通常允许压降≤30kPa。

2. 通过参数优化控制压降

（1）优化介质流速：流速是影响压降的核心因素（压降与流速的平方成正比），需根据介质类型选择合理流速：

（2）管壳式热交换器：管程液体流速通常取0.5-3m/s，气体流速5-20m/s；壳程液体流速 0.3-1.5m/s，气体流速 3-15m/s，以免流速过高导致压降超标，或过低导致换热系数下降；

（3）板翅式热交换器：各流道液体流速0.3-2m/s，气体流速5-15m/s，通过调整翅片间距与3.通道层数控制流速。

合理选择管径/流道尺寸：管壳式中，增大管径可降低管程压降，但需平衡换热面积；板翅式中，增大翅片高度可增加流道截面积，降低压降，适用于大流量、低压力的介质。

3. 通过结构调整降低压降

（1）折流板：减少折流板数量可降低壳程压降，但需避免间距过大导致管束振动；采用螺旋形折流板替代弓形折流板，可使壳程介质呈螺旋形流动，减少流动死区与局部阻力，压降可降低20%-30%；

（2）管程数：减少管程数可增加管程流通面积，降低管程压降，但需注意管程数减少可能导致介质停留时间缩短，需通过增加管子长度补偿换热面积；

4. 通过工况匹配减少压降影响

（1）介质预热/预冷：对于温差大的换热场景，可采用多台热交换器串联，分级换热，避免单台设备内介质温差过大导致局部流速过高、压降超标；

（2）防结垢处理：结垢会缩小流道截面积，增加压降，设计中需选择不易结垢的结构，或在设备内设置在线清洗装置，定期清理结垢，维持流道通畅；

（3）变工况适应性设计：如果介质流量波动较大，需设计可调节的流通结构，可以确保在变工况下压降仍在允许范围内。

艾克森设计热交换器从多方面把控压降，平衡效率、成本与工况，可以确保压降合规，更好保障设备做到高效稳定运行。