板式换热器与壳管式换热器之比较
管式与板式冷却器的区别
板式换热器和管壳式换热器综合比较1. 体状态比较对于水/水管式换热器来讲，冷却水在管束内流动被冷却水在管束外流动，管束内介质的流速一般在 0.8 -1.2m/s左右（视冷却水侧的压降要求），故其流动状态为层流，管束的直径一般为10mm-15mm 之间。
由于冷却水质一般选用海水、河水或冷却塔水，故很容易引起结垢，形成绝热层，造成热传递效率急剧下降，因此必须经常清洗去除结垢，以保证传热效果。
对于水/水板式换热器来讲，冷却水和被冷却水在板片的两侧对流，介质流速一般在0.5-7m/s左右（视介质的允许压力降）。
由于板片呈鱼骨形的形状，故其流动为旋转湍流，其流体通道为4mm-8mm 之间（视选择的型号而定）。
由于流体的流动状态均为旋转湍流，故冷却水质可为海水，河水或冷却塔水，也不太容易引起结垢，故清洗频率要比管壳式低得多。
2. 换热效率比较管/壳式换热器中冷却水为层流，故在管壁上流速为零，传热须径水的传热来进行（另外，冷侧介质和热侧介质的流动成 900，而不形成对流）。
对于水/水换热器，其传热系数 K 值一般为 800-1200W/m2*K 。
板式换热器中，冷却水侧和被冷却水侧流动均为湍流，流道中的介质不断地在板壁和通道中心进行置换。
另外，冷侧介质和热侧介质的流动形成 1800，形成对流，故换热效率很高。
对于水/水换热器，其传热系数 K 值一般为 4000-7000 W/m2*K 。
由此可节省4-5倍的换热面积。
3. 端温差比较管式换热器的流动状态和二中介质流向决定了端温差比较高（即冷却水进口温度和被冷却水出口温度之差），一般为8℃左右，如果管式换热器的端温差必须是1 ℃的话则这个管式换热器的长度必须达到80m长，这在电厂设备安装中是不可想象的。
板式换热器的流动状态和二种介质流向决定了端温差很小，可以经济地做到1℃左右的端温差。
这对于在夏天工况，冷却水的温度较高，一般到达到 33℃-37℃。
若采用板式换热器，则很容易使被冷却水温度降到 35℃-38℃，这就保证了汽轮发电机组及辅机的额定出力和正常工作（因发电机冷却水温若大于 37℃则出力将受影响）。
板式换热器原理、比较及清洗
1.板式换热器简介板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。
它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。
板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。
1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。
板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。
板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。
框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。
板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。
1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃.c.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的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。
d.容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片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，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
列管式换热器与板式换热器的比较
列管式换热器又称管壳式换热器 ， 目 化工生产 是 前
上 应用 最 为 广泛 的一 种换 热 器 。 的 主要优 点 是单 位 体 它 积所 具 有 的 传热 面 积 （ ０ １０ ２ 大 且 传 热效 果 好 。 ４ － ５ ｍ／ ） ｍ 此 外 ， 构 简单 ， 造 材 料 也 较 为 广 泛 ， 应性 强 ， 其 结 制 适 尤
为了提高壳程流体的速度 ， 往往在壳体 内安装一定 数 目与管束相垂直 的折流挡板 （ 简称挡板 ） 。这样既可 提高流体速度 ， 同时迫使壳程流体按规定的路径多次错 流通过管束 ， 使湍动程度增加。常用的挡板有圆缺形和 圆盘 形两 种 ， 者应 用 较 为广 泛 。 前
热面 积 。流 体一 次 通 过 管程 的称 为单 管 程 ， 次通 过 壳 一
程 的称为单壳程 。
列 管式 换 热器 传 热 面 积较 大 时 ，管子 数 目则 较 多 ， 为 了提 高管 程 流体 的流速 ， 将全 部 管 子平 均 分 隔成 若 常 干组 ， 流体 在 管 内往 返经 过 多次 ， 为多 管程 。 使 称
固定 压 紧板 和 活 动压 紧 板 之 间 ， 用压 紧螺 柱将 固定 压 紧 板 、 片和 活动 压 紧板 夹 紧 。 紧板 、 板 压 导杆 、 紧装 置 、 压 前 支 柱统 称 为板 式换 热 器 的框 架 。 按一 定 规律 排 列 的所 有
是在高温 、 高压和大型装置中采用更为普遍 。板式换热
１ 结构 比较
１１列管 式换 热 器 的构 造 ．
列管式换热器主要 由壳体 、 管束 、 管板 （ 又称花板 ） 和顶盖 （ 又称封头 ） 等部件组成。 管束安装在壳体 内， 两
端 固定 在 管 板 上 ， 板 分 别 焊 在 外 壳 的 两端 ， 在 其 上 管 并 连 接 有顶 盖 。 盖和 壳 体 上装 有流 体 进 、 口接 管 。 着 顶 出 沿
换热器计算思考题及参考答案
换热器思考题1. 什么叫顺流？什么叫逆流（P3）？2.热交换器设计计算的主要内容有那些（P6）？换热器设计计算包括以下四个方面的内容：热负荷计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算。
热负荷计算：根据具体条件，如换热器类型、流体出口温度、流体压力降、流体物性、流体相变情况，计算出传热系数及所需换热面积结构计算：根据换热器传热面积，计算热交换器主要部件的尺寸，如对管壳式换热器，确定其直径、长度、传热管的根数、壳体直径，隔板数及位置等。
流动阻力计算：确定流体压降是否在限定的范围内，如果超出允许的数值，必须更改换热器的某些尺寸或流体流速，目的为选择泵或风机提供依据。
强度计算：确定换热器各部件，尤其是受压部件(如壳体)的压力大小，检查其强度是否在允许的范围内。
对高温高压换热器更应重视。
尽量采用标准件和标准材料。
3. 传热基本公式中各量的物理意义是什么（P7）？4. 流体在热交换器内流动，以平行流为例分析其温度变化特征（P9）？5. 热交换器中流体在有横向混合、无横向混合、一次错流时的简化表示（P20）？一次交叉流，两种流体各自不混合一次交叉流，一种流体混合、另一种流体不混合一次交叉流，两种流体均不混合6. 在换热器热计算中, 平均温差法和传热单元法各有什么特点（P25、26）?什么是温度交叉，它有什么危害，如何避免（P38、76）？7．管壳式换热器的主要部件分类与代号（P42）？8．管壳式换热器中的折流板的作用是什么，折流板的间距过大或过小有什么不利之处（P49～50）？换热器安装折流挡板是为了提高壳程对流传热系数，为了获得良好的效果，折流挡板的尺寸和间距必须适当。
对常用的圆缺形挡板，弓形切口过大或过小，都会产生流动“死区”，均不利于传热。
一般弓形缺口高度与壳体内径之比为0.15～0.45，常采用0.20和0.25两种。
挡板的间距过大，就不能保证流体垂直流过管束，使流速减小，管外对流传热系数下降；间距过小不便于检修，流动阻力也大。
四种换热器的结构特点及优缺点
四种换热器的结构特点及优缺点3、四种换热器的结构特点及优缺点。
（1）固定管板式换热器组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：管板与壳体之间采用焊接连接。
两端管板均固定，可以是单管程或多管箱，管束不可拆，管板可延长兼作法兰。
优点：结构简单，制造方便，在相同管束情况下其壳体内径最小，管程分程较方便。
缺点：壳程无法进行机械清洗，壳程检查困难，壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大时需采用膨胀节或波纹管等补偿元件以减小温差应力。
（2）浮头式换热器组成：管箱、管板、换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、钩圈、浮头盖等。
结构特点：一端管板与壳体固定，另一端管板（浮动管板）与壳体之间没有约束，可在壳体内自由浮动。
只能为多管程，布管区域小于固定管板式换热器，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道。
优点：不会产生温差应力，浮头可拆分，管束易于抽出或插入，便于检修和清洗。
缺点：结构较复杂，操作时浮头盖的密封情况检查困难。
（3）U形管式换热器组成：管箱、管板、U形换热管、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管等。
结构特点：只有一个管板和一个管箱，壳体与换热管之间不相连，管束能从壳体中抽出或插入。
只能为多管程，管板不能兼作法兰，一般有管束滑道。
总重轻于固定管板式换热器。
优点：结构简单，造价较低，不会产生温差应力，外层管清洗方便。
缺点：管内清洗因管子成U形而较困难，管束内围换热管的更换较困难，管束的固有频率较低易激起振动。
（4）填料函式换热器组成：管箱、管板、管束、壳体、折流板或支撑板、拉杆、定距管、填料函等。
结构特点：一侧管箱可以滑动，壳体与滑动管箱之间采用填料密封。
管束可抽出，管板不兼作法兰。
优点：填料函结构较浮头简单，检修清洗方便；无温差应力，（具备浮头式换热器的优点，消除了固定管板式换热器的缺点）。
缺点：密封性能较差，不适用于易挥发、易燃、易爆和有毒介质。
板式换热器较管壳式换热器的优势
A、换热效率高。
板式换热器的传热系数是管壳式换热器的3～5倍。
在流速允许的情况下，K值最高可达到7000W/m2.k；B、适合小温差换热工况。
板式换热器采用人字型波纹，换热效果好，采用全逆流布置流程。
充分体现了板式换热器的节能低耗的特点；C、占地面积小。
板式换热器的结构及凑，占地面积约为管壳式换热器的1／5～1／10；D、重量轻。
板式换热器的重量仅为管壳式换热器的1／5左右；E、费用低廉。
由于相同换热任务的情况下，板式换热器的换热面积比管壳式换热器小得多，若以同样的不锈钢为材料，板式换热器的整体造价比管壳式换热器低很多；G、不易结垢。
流体在板式换热器中成湍流的运行状态，对板片表面起到了冲刷的效果；H、多种介质换热。
板式换热器可以通过中间隔板进行三种或三种以上介质的换热，在乳品加工工艺上广泛应用。
；I、维修清洗方便。
把板式换热器的夹紧螺栓卸下后，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗或化学清洗。
且更换配件便宜！而管壳是换热器一旦出现故障，很难查找，而且维修难度大，基本上就报废需更换新设备！运行成本极高！艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。
ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。
ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。
ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。
能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。
换热器类型及相关特点说明
换热器类型及相关特点说明化工工业中不同介质之间存在有大量热交换, 其中很大部分的热交换是通过换热器来完成的。
换热设备是化肥,化工,炼油工业及其他许多工业部门应用最广泛的设备, 在化工企业的建设中换热设备占总投资很大比重。
因此保证换热设备安全运行对其维护和检修质量是非常重要的。
1 管壳式换热器的类型特点常用的管壳式换热器有固定管饭式、浮头式和“U ”型管式。
(1)固定管板式换热器是将两端管板直接与壳体焊接在一起。
主要由外壳、管板、管束、封头等主要部件组成。
壳体中设置有管束,管束两端采用焊接、胀接或胀焊并有的方法将管子固定在管板上,管板外周围和封头法兰用螺栓紧固。
固定管板式换热器的结构简单、造价低廉、制造容易、管程清洗检修方便,但壳程清洗困难,管束制造后有温差应力存在。
当换热管与壳体有较大温差时,壳体上还应设有膨胀节。
(2)浮头式换热器一端管板固定在壳体与管箱之间, 另一端管板可以在壳体内自由移动,也就是壳体和管束热膨胀可自由。
故管束和壳体之间没有温差应力。
一般浮头可拆卸,管束可以自由地抽出和装入。
浮头式换热器的这种结构可以用在管束和壳体有较大温差的工况。
管束和壳体的清洗和检修较为方便, 但它的结构相对比较复杂,对密封的要求也比较高。
(3)U形管式换热器是将换热管炜成U形,两端固定在同一管板上。
由于壳体和换热管分开,换热管束可以自由伸缩,不会由于介质的温差而产生温差应力。
U形管换热器只有一块管板,没有浮头,结构比较简单。
管束可以自由的抽出和装入,方便清洗,具有浮头式换热器的优点,但由于换热管做成半径不等的U形弯,最外层换热管损坏后可以更换外,其它管子损坏只能堵管。
同时,它与固定管板式换热器相比,由于换热管受弯曲半径的限制它的管束中心部分存在空隙,流体很容易走短路,影响了传热效果。
2 管壳式换热器的失效形式换热器常见的损坏形式是腐蚀而泄露,壳体减薄。
腐蚀的部位主要在换热管、换热管与管板的连接处及壳体。
换热器的种类及应用
换热器的种类及应用换热器是一种用于传热的设备，广泛应用于化工、电力、冶金、石油等行业。
根据传热方式和工作原理的不同，换热器可以分为多种类型。
1. 管壳式换热器：管壳式换热器是最常见的换热器之一。
它由管束和外壳组成，热媒通过管束流动，被换热的物质则在外壳中流动，通过管壳内外流体的对流和传导传热，实现换热过程。
管壳式换热器广泛应用于化工、冶金等行业的蒸发、冷凝、汽化、加热等工艺中。
2. 板式换热器：板式换热器采用多层波纹板组成，通过多个波纹板的叠加形成通道，在通道内实现换热。
板式换热器具有换热效率高、紧凑、易于清洗等优点，被广泛应用于空调、制冷、化工、食品加工等领域。
3. 管束式换热器：管束式换热器由多根平行布置的管子组成，通过管子内的热媒与外壳中的被换热物质进行换热。
管束式换热器适用于高温、高压、粘稠液体的换热过程，常用于石油、化工等行业。
4. 螺旋板换热器：螺旋板换热器采用螺旋板作为热传输面，通过螺旋板的内外壁形成两个流通通道，通过流体在螺旋板内外壁之间交替流动，实现换热。
螺旋板换热器具有高换热效率、低压降等优点，广泛应用于化工、制药等行业。
5. 空气冷却器：空气冷却器以空气作为冷却介质，通过与被冷却物质接触，将被冷却物质的热量传递给空气，使其冷却。
空气冷却器广泛应用于电力、化工等行业中的冷却系统，如发电厂中的冷却塔、汽车发动机中的散热器等。
6. 管式加热器：管式加热器是一种通过将热媒加热后传递给被加热物质，实现加热的设备。
管式加热器应用于化工、电力等行业中需要对物质进行加热的工艺中，如石油精制中的加热炉、电站中的锅炉等。
总之，换热器可以根据不同的换热原理和应用场景，分为管壳式换热器、板式换热器、管束式换热器、螺旋板换热器、空气冷却器和管式加热器等多种类型。
这些换热器在不同的工业领域中发挥着重要作用，提高了能源利用效率，降低了设备运行成本，促进了工业生产的发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(6)价格低。采用相同材料，在相同 换热面积下．板式换热器价格比壳 管式约低40％ ～60％。
(7)制作方便。板式换热器的传热板 是采用冲压加工，标准化程度高， 并可大批生产，壳管式换热器一般 采用手工制作。
(8)容易清洗。框架式板式换热器只 要松动压紧螺挂，即可板开板柬， 卸下板片进行机械清洗，在需要经 常清洗设备的场合使用十分方便。
此外．冷、热液体在板式换热器内 的流动平行于换热面．无旁流，因 此使得板式换热器的末端温差小， 对水一水换热可低于1。c，而壳管 式换热器一般为5。c。
(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壳管 式的2—5倍，也不象壳管式那样要 预留抽出管柬的检修场地，因此实 现同样的换热量，扳式换热器占地 面积约为壳管式换热器的1/5— 1/10。
(9)热损失小。板式换热器只有传热 板的外壳板暴露在大气中，因此散 热损失可以忽略不计，不需要保温 措施。而壳管式换热器热损失大， 则必需保温。
(10)容量较小。是壳管式换热器的 10％ ～20％。
(11)单位长度的压力损失大。由于 传热面之间的间隙较小，传热面上 有凹凸，因此比传统的光滑管的压 力损失大。
(12)不易结垢。由于内部水流湍急， 不易结垢，其结垢系数仅为管式换 热器的1/3～1/10。
(13)板式换热器采用密封垫密封， 工作压力一般不宜超过2.5MPa，介 质温度应低于250~C以下，否则有 可只 有2—5mm，当换热介质含有较大 颗粒或纤维物质时，容易堵塞。
(4)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 到增加或减少换热面积的目的；改 变板片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，而壳管式换热器的传热 面积几乎不可能增减。
(5)重量轻。板式换热器的板片厚度 仅为0.4～0.8mm，壳管式换热器 的换热管厚度为2.0--2.5mm，壳 管式的壳体比扳式换热器的框架重 得多，板式换热器一般只有壳管式 重量的1/5左右。
(1)传热系数高。由于不同的波纹板 相互倒置，构成复杂流道，使流体 在波纹板间流道内呈旋转三维流动， 能在较低的雷诺效(～般Re=50～ 200)下产生紊流，所以传热系数高， 一般认为是壳管式的3～5倍。
(2)对数平均温差大，末端温差小。 在壳管式换热器中，两种流体分别 在壳程和管程内流动，总体上是错 流流动，对数平均温差修正系数小 而板式换热器多是并流或逆流流动 方式，其修正系数通常在0 95左右。