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换热设备如何选型和提高效率?

公司拥有全品牌可拆板式换热器、板壳式换热器、半焊式板式换热器、全焊式板式换热器等,波纹形状也多种多样,可以贴合您的工况进行选型,达到节能和提高效率的目的。

 

水中氯离子含量材料的选择

氯离子含量

60

80

120

130

= 10 ppm

304

304

304

316

= 25 ppm

304

304

316

316

= 50 ppm

304

316

316

Ti

= 80 ppm

316

316

316

Ti

= 150 ppm

316

316

Ti

Ti

= 300 ppm

316

Ti

Ti

Ti

> 300 ppm

Ti

Ti

Ti

Ti

1、传热系数高

管壳式换热器的结构,从强度方面看是很好的,但从换热角度看不甚理想,因为流体在壳程中流动时存在着折流板与壳体、折流板与换热管、管束与壳体之间的旁路,见图1-1。通过这些旁路的流体,没有充分参与换热。而板式换热器,不存在旁路,而且板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。所以板式换热有较高的传热系数,一般认为是管壳式换热器的35倍。表1-1为完成同一换热任务,采用管壳式换热器和采用板式换热器的比较;板式换热器的换热面积仅为管壳式换热器换热面积的1/31/4

 

1-1 板式换热器与管壳式换热器的换热性能比较

序号

A介质流量(m3/h)

B介质流量(m3/h)

温度A/B

()

管壳式

板式

压降(kPa)

换热面积(m2)

压降(kPa)

换热面积(m2)

A

B

A

B

1

6.02

24

160-49/49-33.3

2.9

21

28

2.01

15.2

8.6

2*

389

海水34.6

49-27.8/37.2-21.7

69

131

1125

74.5

60.7

337.6

3

汽油26.55

9

105-35/35-26.1

21.4

30.4

83.7

9.7

30.4

26.2

4

溶剂7.65

87.3

60-40/35-26.1

20

31

170

20.7

25.5

41.4

5

脱盐水66.9

盐水212.4

105.6-37.8/41.1-20

74.5

55.2

139.5

31

69

35.3

*该实例的总传热系数:管壳式为1530W/(m2·K),板式为3974 W/(m2·K)

2、对数平均温差大

在管壳式换热器中,两种流体分别在壳体和管程内流动,总体上是错流的流动方式。如果进一步地分析,壳程为混合流动,管程是多股流动,所以对数平均温差都应采用修正系数。修正系数通常较小。流体在板式换热器内的流动,总体上是并流或逆流的流动方式,其温差修正系数一般大于0.8,通常为0.95

3、占地面积小

板式换热器结构紧凑,单位体积内的换热面积为管壳式换热器的25倍,也不象管壳式换热器那样要预留出管束的检修场地(除非吊出安装位置进行检修),因此实现同样的换热任务时,板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的1/51/10,见图1-2

4、重量轻

板式换热器的板片厚度仅为0.50.8mm,管壳式换热器的换热管厚度为2.02.5mm;管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重得多。在完成同样换热任务的情况下,板式换热器所需的换热面积比管壳式换热器的小,这就意味着板式换热器的重量轻,一般来说仅为管壳式换热器的1/5左右。

5、末端温差小

管壳式换热器,在壳程中流动的流体和换热面交错并绕流,还存在旁流。而板式换热器的冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面,且无旁流;这样使得板式换热器的末端温差很小,对于水-水换热可以低于1,而管壳式换热器大约为5。这对于回收低温位的热能是很有利的。

6、污垢系数低

板式换热器的污垢系数比管壳式换热器的污垢系数小得多,其原因是流体的剧烈湍动,杂质不易沉积;板间通道的流通死区小;不锈钢制造的换热面光滑、且腐蚀附着物少;以及清洗容易。

7、多种介质换热

如果板式换热器有中间隔板,则一台设备可进行三种或三种以上(多个中间隔板)介质的换热。在乳品加工中常采用多介质换热的板式换热器。管壳式换热器就无法实现在一台设备中进行多种介质的换热。

8、清洗方便

把板式换热器的压紧螺柱卸掉后,即可松开板束、或卸下板片,进行机械清洗,这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。

9、很容易改变换热面积或流程组合

只要增加(或减少)几张板片,即可达到需要增加(或减少)的换热面积。改变板片的排列,或更换几张板片即可达到所要求的流程组合,适应新的换热工况。

(二)缺点

1、工作压力在2.5MPa以下

板式换热器是靠垫片密封的,密封周边很长,而且角孔的两道密封处的支承情况较差,垫片得不到足够的压紧力,所以目前板式换热器的最高工作压力仅为2.5MPa;单板面积在1m2以上时,其工作压力往往低于2.5MPa

2、工作温度在250以下

板式换热器的工作温度决定于密封垫片能承受的温度。用橡胶类弹性垫片时,最高工作温度在200以下;用压缩石棉绒垫片(Caf)时,最高工作温度为250260。由于压缩石棉绒垫片的弹性差,所以工作压力较用橡胶垫片低。

3、不宜于进行易堵塞通道的介质的换热

板式换热器的板间通道很窄,一般为35mm,当换热介质中含有较大的固体颗粒或纤维物质时,就容易堵塞板间通道。对这种换热场合,应考虑在入口装设过滤器,或采用再生冷却系统。

板式换热器和管壳式换热器加以比较,其结果见表1-2

1-2

板式换热器和管壳式换热器的比较

项目

板式换热器

管壳式换热器

温度交叉(见图1-3

不能

末端温差℃

1

5

多介质工况

不能

管线连接

可在一个方位

在几个方位

总传热系数比

35

1

设备重量比

1

310

滞液体积

占地面积

1

25

管件焊接

振动敏感性

垫片

每张板片

壳体两端

检漏

易在泄漏口发现

困难

直观检查

可对板片各侧检查

受限

打开需要时间(min)

15

6090

修理

更换板片、垫片容易

堵管

变更换热面积

增减板片

不能

变更程数

改变流程组合

不能

最高工作温度()

<250260

决定于设计

最高工作压力(MPa)

2.5

决定于设计

对含固体颗粒介质换热

较差

可以

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