換熱設(shè)備如何選型和提高效率？

時間：2023-01-03作者：山東伊西歐普節(jié)能技術(shù)有限公司瀏覽：145

公司擁有全品牌可拆板式換熱器、板殼式換熱器、半焊式板式換熱器、全焊式板式換熱器等，波紋形狀也多種多樣，可以貼合您的工況進(jìn)行選型，達(dá)到節(jié)能和提高效率的目的。

 

水中氯離子含量材料的選擇

氯離子含量	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、傳熱系數(shù)高

管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)，從強(qiáng)度方面看是很好的，但從換熱角度看不甚理想，因?yàn)榱黧w在殼程中流動時存在著折流板與殼體、折流板與換熱管、管束與殼體之間的旁路，見圖1-1。通過這些旁路的流體，沒有充分參與換熱。而板式換熱器，不存在旁路，而且板片的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流。所以板式換熱有較高的傳熱系數(shù)，一般認(rèn)為是管殼式換熱器的3到5倍。表1-1為完成同一換熱任務(wù)，采用管殼式換熱器和采用板式換熱器的比較；板式換熱器的換熱面積僅為管殼式換熱器換熱面積的1/3到1/4。




 

表1-1 板式換熱器與管殼式換熱器的換熱性能比較

序號	A介質(zhì)流量(m3/h)	B介質(zhì)流量(m3/h)	溫度A/B (℃)	管殼式			板式
				壓降(kPa)		換熱面積(m2)	壓降(kPa)		換熱面積(m2)
				A	B		A	B
1	烴6.02	水24	160-49/49-33.3	2.9	21	28	2.01	15.2	8.6
2*	水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	水9	105-35/35-26.1	21.4	30.4	83.7	9.7	30.4	26.2
4	溶劑7.65	水87.3	60-40/35-26.1	20	31	170	20.7	25.5	41.4
5	脫鹽水66.9	鹽水212.4	105.6-37.8/41.1-20	74.5	55.2	139.5	31	69	35.3

*該實(shí)例的總傳熱系數(shù)：管殼式為1530W/(m2·K)，板式為3974 W/(m2·K)。

2、對數(shù)平均溫差大

在管殼式換熱器中，兩種流體分別在殼體和管程內(nèi)流動，總體上是錯流的流動方式。如果進(jìn)一步地分析，殼程為混合流動，管程是多股流動，所以對數(shù)平均溫差都應(yīng)采用修正系數(shù)。修正系數(shù)通常較小。流體在板式換熱器內(nèi)的流動，總體上是并流或逆流的流動方式，其溫差修正系數(shù)一般大于0.8，通常為0.95。

3、占地面積小

板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式換熱器的2到5倍，也不象管殼式換熱器那樣要預(yù)留出管束的檢修場地（除非吊出安裝位置進(jìn)行檢修），因此實(shí)現(xiàn)同樣的換熱任務(wù)時，板式換熱器的占地面積約為管殼式換熱器的1/5到1/10，見圖1-2。




4、重量輕

板式換熱器的板片厚度僅為0.5到0.8mm，管殼式換熱器的換熱管厚度為2.0到2.5mm；管殼式換熱器的殼體比板式換熱器的框架重得多。在完成同樣換熱任務(wù)的情況下，板式換熱器所需的換熱面積比管殼式換熱器的小，這就意味著板式換熱器的重量輕，一般來說僅為管殼式換熱器的1/5左右。

5、末端溫差小

管殼式換熱器，在殼程中流動的流體和換熱面交錯并繞流，還存在旁流。而板式換熱器的冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面，且無旁流；這樣使得板式換熱器的末端溫差很小，對于水-水換熱可以**1℃，而管殼式換熱器大約為5℃。這對于回收低溫位的熱能是很有利的。

6、污垢系數(shù)低

板式換熱器的污垢系數(shù)比管殼式換熱器的污垢系數(shù)小得多，其原因是流體的劇烈湍動，雜質(zhì)不易沉積；板間通道的流通死區(qū)小；不銹鋼制造的換熱面光滑、且腐蝕附著物少；以及清洗容易。

7、多種介質(zhì)換熱

如果板式換熱器有中間隔板，則一臺設(shè)備可進(jìn)行三種或三種以上（多個中間隔板）介質(zhì)的換熱。在乳品加工中常采用多介質(zhì)換熱的板式換熱器。管殼式換熱器就無法實(shí)現(xiàn)在一臺設(shè)備中進(jìn)行多種介質(zhì)的換熱。

8、清洗方便

把板式換熱器的壓緊螺柱卸掉后，即可松開板束、或卸下板片，進(jìn)行機(jī)械清洗，這對需要經(jīng)常清洗設(shè)備的換熱過程十分方便。

9、很容易改變換熱面積或流程組合

只要增加（或減少）幾張板片，即可達(dá)到需要增加（或減少）的換熱面積。改變板片的排列，或更換幾張板片即可達(dá)到所要求的流程組合，適應(yīng)新的換熱工況。

（二）缺點(diǎn)

1、工作壓力在2.5MPa以下

板式換熱器是靠墊片密封的，密封周邊很長，而且角孔的兩道密封處的支承情況較差，墊片得不到足夠的壓緊力，所以目前板式換熱器的較高工作壓力僅為2.5MPa；單板面積在1m2以上時，其工作壓力往往**2.5MPa。

2、工作溫度在250℃以下

板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度。用橡膠類彈性墊片時，較高工作溫度在200℃以下；用壓縮石棉絨墊片(Caf)時，較高工作溫度為250到260℃。由于壓縮石棉絨墊片的彈性差，所以工作壓力較用橡膠墊片低。

3、不宜于進(jìn)行易堵塞通道的介質(zhì)的換熱

板式換熱器的板間通道很窄，一般為3到5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)中含有較大的固體顆?；蚶w維物質(zhì)時，就容易堵塞板間通道。對這種換熱場合，應(yīng)考慮在入口裝設(shè)過濾器，或采用再生冷卻系統(tǒng)。

板式換熱器和管殼式換熱器加以比較，其結(jié)果見表1-2。

表1-2

板式換熱器和管殼式換熱器的比較

項(xiàng)目	板式換熱器	管殼式換熱器
溫度交叉（見圖1-3）	能	不能
末端溫差℃	1	5
多介質(zhì)工況	能	不能
管線連接	可在一個方位	在幾個方位
總傳熱系數(shù)比	3到5	1
設(shè)備重量比	1	3到10
滯液體積	小	大
占地面積	1	2到5
管件焊接	無	有
振動敏感性	無	有
墊片	每張板片	殼體兩端
檢漏	易在泄漏口發(fā)現(xiàn)	困難
直觀檢查	可對板片各側(cè)檢查	受限
打開需要時間(min)	15	60到90
修理	更換板片、墊片容易	堵管
變更換熱面積	增減板片	不能
變更程數(shù)	改變流程組合	不能
較高工作溫度(℃)	<250到260	決定于設(shè)計
較高工作壓力(MPa)	2.5	決定于設(shè)計
對含固體顆粒介質(zhì)換熱	較差	可以


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