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哈雷釬焊板式換熱器
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管殼式換熱器與板式換熱器選型參考

點擊:2080 日期:[ 2014-04-26 22:01:06 ]
                               管殼式換熱器與板式換熱器選型參考                                        張曉偉   郭琳琳                         (大連廣源容器制造有限公司 遼寧 大連 116110)     【摘要】闡述管殼式換熱器與板式換熱器各自的特點,并通過對此兩種換熱器在閉式循環冷卻水系統中水水換熱器的性能參數的對比和 計算,詳細論述了管殼式換熱器和板式換熱器的結構性能的比較,為換熱器的選型提供參考。     【關鍵詞】管殼式換熱器;板式換熱器;性能;選型     目前我國的換熱器在化工、冶金、石油、電力及機電等行業應用非 常廣泛。 而目前我國現有的換熱器類型主要有兩大類,一類是管殼式 換熱器,另一類是板式換熱器。 本文針對管殼式換熱器及板式換熱器 對應特點的比較,提出選型的參考意見。     1.管殼式換熱器及板式換熱器結構特點     1.1 管殼式換熱器 管殼式換熱器:又稱列管式換熱器。 是以封閉 在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。 結構由殼體、傳熱 管束、管板、折流板(擋板)和管箱等部件組成。     管殼式換熱器作為一種傳統的標準換熱設備主要應用在化工、煉油、石油化工、動力、核能和其他工業裝置中,特別是在高溫高壓和大型換熱器中的應用占據絕對優勢。通常的工作壓力可達4兆帕,工作溫度在300℃以下,在個別情況下還可達到更高的壓力和溫度。充分表現其結構堅固,能選用多種材料制造,適應性極強等特點。     1.2 板式換熱器 板式換熱器:它由板片、密封墊片、固定壓緊板、活動壓緊板、壓緊螺柱和螺母、上下導桿、前支柱等零部件所組成。其零部件之少,通用性之高,是任何換熱器所不能比擬的。     板式換熱器的使用范圍很廣泛,介質從普通水到高粘度的非牛頓 型液體;從含固體小顆粒的物料到含少量纖維的物料;從水蒸汽到各 種氣體;從無腐蝕性的到具有強腐蝕性的各種介質均能處理。其特點 是傳熱效率高,使用安全可靠,占地小易維護,阻力損失小,熱損失小, 冷卻水量小,投資運行費用低等。     2.換熱器設計條件     以電廠為例換熱器設計應滿足電廠從起動到最大出力時各種負 荷下的運行需要,并留有一定的裕量,保證換熱器在最大負荷、最高進 水溫度和最大污垢熱阻時,在規定的檢修周期內,仍能完成給定的冷 卻任務。     現有國產引進型 300 MW 燃煤機組,各冷卻設備要求冷卻水進水 溫度不大于 37.5℃,從冷卻設備出來被加熱過的冷卻水最高溫度約為 42.8℃,其基本參數如下:     被冷卻水       鹽水     設計壓力       1.0 Mpa     流量           1800 m3/h     進出水溫度     42.8/37.5     壓降           ~0.06 MPa     冷卻水         水(海水與河水交替變化)     設計壓力       0.5 Mpa     進水溫度       33℃     壓降           0.05~0.06 Mpa     3.管殼式換熱器及板式換熱器的性能比較     3.1 設計參數比較 根據換熱器的設計條件分別作了如下 2 個方 案:     方案 1:2 臺 100%容量的管殼式換熱器;鹽水量 1800 m3/h;安裝 2 臺,運行 1 臺;每臺冷卻面積 1023 m2;鹽水入、出口溫度分別為 42.8℃ 和 37.5℃;循環水入、出口溫度分別為 33℃和 36.5℃;循環水流量約3000 m3/h;材質為鈦管,復合鈦板;外形尺寸 φ1800mm×9800mm;重量 27002 kg。     方案 2:2 臺 100%容量的板式換熱器; 鹽水量 1800 m3/h; 安裝 2 臺,運行 1 臺;每臺冷卻面積 785.7 m2;鹽水入、出口溫度分別為 42.8℃ 和 37.5℃; 循環水入、 出口溫度分別為 33℃和 39℃; 循環水流量約 1600 m3/h;材質為鈦板 ;外形尺寸 4300mm×1300mm×3470mm;重量 5010 kg     3.2 傳熱系數比較      管殼式換熱器中,一種流體橫向掠過管子通過管壁與管內流動的另一種流體換熱,彼此垂直交叉流動,其傳熱系數一般為1000~3000 w/(m2.k)。     板式換熱器中,冷卻水側與被冷卻水側流動均勻湍流,兩種流體逆向流動,由于波紋的作用引起湍流,從而產生高傳熱率,高阻力壓降以及高切應力場,這將導致抑制污垢在傳熱面上形成。其傳熱系數一般為3500~5500 w/(m2.k),由此,可節省換熱器的換熱面積。     3.3 運行維護管理比較     管殼式換熱器閉式循環冷卻水系統簡單。管殼式換熱器是一種基 本免維修的產品。當換熱器發生泄漏時可以采用堵管的方法在短時間 內恢復工作性能,維護工作量少。 無須更換備品備件。 無大修工作量。 無自動過濾器與升壓泵及其閥門的維護檢修工作量。     板式換熱器閉式循環冷卻水系統復雜。人工維護需將整機拆開用 噴水槍和刷子清洗板片和墊片,檢查板片和墊片,板片幾百片,數量極 多,工作量極大。 當水質差含有懸浮的固體顆粒、泥沙、雜草和水草等 時,由于板的間隙很窄,就容易發生堵塞,另外由于開式循環水中的水 生物對板式熱交換器的危害更大,極易導致堵塞,引起換熱系統安全 隱患。 因此板式換熱器運行維護工作量大。 橡膠密封圈是板式換熱器 的主要部件,使用幾年后會老化損壞。 數量極多,又是易損件,也需要 大量的維護工作量。 除此以外,還有配套的自動過濾器、升壓泵、閥門 及其電氣控制裝置的運行、維護、檢修的工作量。     3.4 綜合比較 系統布置方面管殼式換熱器不需配套加裝過濾器 和升壓泵及相應的控制裝置、閥門管道系統,而板式換熱器需要配套 加裝過濾器和升壓泵及相應的控制裝置、閥門管道系統。     系統特點方面管殼式換熱器系統簡單,而板式換熱器系統復雜。 系統運行安全性方面管殼式換熱器安全受控點較少,而板式換熱 器安全受控點較多。 占地面積方面管殼式換熱器從單個換熱器看,占地面積大,但從系統看,卻不需配套過濾器及升壓泵,而板式換熱器從單個換熱器看,占地面積小,但從系統看,由于需配套過濾器及升壓泵,占地面積與管 殼式換熱器相當。 換熱器結構特點方面管殼式換熱器流道面積大,管束直通,沒有拐彎,而板式換熱器流到面積小,拐彎大,而且多。     系統運行特點方面管殼式換熱器不容易受堵,水阻較小,端差較小,不需加裝過濾器及升壓泵,不需消耗廠用電,而板式換熱器容易受堵,水阻較大,端差較大,需加裝過濾器及升壓泵,需消耗廠用電。冷卻水方面管殼式換熱器冷卻水量消耗較多,只需較差水質,而板式換熱器水量消耗較少,但須較好水質。     維護運行管理方面管殼式換熱器維護工作量較小,而板式換熱器維護工作量較大。     4.結論     通過對管殼式換熱器及板式換熱器的比較, 可以得出以下結論: 板式換熱器傳熱效率高、體積小、重量輕便于拆裝,當冷卻水水質較好 時,它是一種比較理想的換熱器設備,但維護檢修工作量較多。并且對 于冷卻水中有大量泥沙、污物、水草等存在時,濾網又不能有效地發揮 作用,很容易使其堵塞,造成頻繁地清洗,影響機組的安全運行。     【參考文獻】     [1]李起潮.板式與管殼式換熱器的比較分析.西部糧食科技,2000,(04):29~30.     [2]曠仲和.電廠閉式冷卻水系統板式換熱器與管式換熱器比較及選型優化.電 力建設,2008,29(8):77~80.     [3]周耕宇.板式換熱器在電廠冷端系統中應用的可行性分析. 鄭州輕工業學院 學報(自然科學版),2008,(01):69~72.     [4]諸家瑞.當代管殼式和板式換熱設備的技術進展.石油化工設備,1992,(02): 4~8.     [5]丁雁湘.管殼式與板式水水換熱器的比較分析.浙江電力,2001,(01):33~36. 作者簡介:張曉偉(1981.10—),男,工程碩士,助理工程師,技術部部長。 [責任編輯:張新雷] 
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