管壳式与板式水水换热器的比较分析
常见换热器的种类及特点

常见换热器的种类及特点换热器是将热量从一个物质传递到另一个物质的设备,常见的换热器种类包括壳管式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、换热管束和换热器组件等。
每种换热器都有其独特的特点和适用场景。
1. 壳管式换热器壳管式换热器是最常见的一种换热器,由一个外壳和多个内置管子组成。
热传导通过管壁实现,热量从热源通过管内流体流向冷却介质。
壳管式换热器具有结构简单、适用性广、换热效率高的特点。
常见的壳管式换热器有固定式和浮动式两种,固定式适用于高温高压场合,浮动式适用于温差较大的情况。
2. 板式换热器板式换热器由多个金属板组成,热传导通过板之间的薄层流体实现。
板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗方便等特点。
板式换热器适用于低温低压场合,如冷却水、空调系统等。
3. 螺旋板式换热器螺旋板式换热器是将螺旋板组装在两个端盖上形成的,通过螺旋板的旋转实现热传导。
螺旋板式换热器具有体积小、传热效率高、清洗方便等特点。
螺旋板式换热器适用于高温高压场合。
4. 换热管束换热管束是将多根直径较小的管子束缚在一起,通过管壁实现热传导。
换热管束具有结构紧凑、传热效率高、适用性广的特点。
换热管束适用于高温高压场合。
5. 换热器组件换热器组件是由多个换热器组成的系统,可以根据不同的需求组合和调整。
换热器组件具有灵活性高、适应性强的特点。
换热器组件适用于需要灵活配置和调整的场合。
以上是常见的换热器种类及其特点。
根据不同的工作条件和需求,选择适合的换热器可以提高换热效率,降低能耗,实现更加有效的热量传递。
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。
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管壳式与板式换热器的分析比较

板式换热器 的两种热交换介质分别在波纹板的两侧对流 , 波纹采用人字形波纹 , 这样既
增 强 了刚度 以 防止 板 片受压 变 形 , 时也增 强 了流体 的湍 流程度 , 加 大 了传 热 面积 。 些 传 同 并 这
热板的波纹斜交 , 即在相邻的传热板上具有倾斜角相同而方 向不 同的波纹。沿流动方 向横截
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管壳式与板式换热器的分析比较
环保技术 开发部 秦海燕
摘要 : 本文简单介绍管壳式换热器与板式换 热器的结构 , 并对管壳式换 热器与板式换热
器进 行 了较 详 细地分析 比较 。 关键 词 : 管 壳式 换热 器 板 式 换热 器 比较
在管 内流动 , 水质较好的介质放在管子外壳侧 , 这样管子只需采用耐海水腐蚀的铜官或钛管 ,
同 时清洗 污垢 较 为方 便 , 径从 传 热流 体力 学角 度 考虑 , 管 在给 定 壳体 内使 用 小 直径 管 子 , 以 可 得 到更大 的表 面 密度 , 大 多数 流体 会 在管 子表 面上 沉积 污垢 层 , 但 尤其 管 内水 质 较 差 , 能会 可
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两种 液体按 逆 流 方式 交 替地 流过 另 一对 传热 板之 间的通 道 内。 片上 的波 纹 不但 提高 流体 的 板
湍流程度 , 并且形成许多接触点 , 以承受正常的运行压力。 流体的流量 、 物理性质 , 压降和温度
差 决定 了板 片 的数 目和 尺寸 。
片被夹紧在一个侧面附有连接接管的固定板和活动压紧板 的框架 中,并用夹紧螺栓加以夹
紧 。 些连 接 管 同板 上 的通 道孔 对 中 , 与热 交 换 的两 种液 体 的外 部 管路 相 连 , 热板 和活动 这 并 传
管壳式与板式水水换热器的比较分析

管壳式与板式水水换热器的比较分析管壳式和板式水水换热器是两种常见的换热设备,它们在应用范围、换热效果、维护保养等方面都有不同的特点。
本文将分析对比这两种换热器的优缺点,以帮助读者选择适合自己的换热器。
一、管壳式水水换热器管壳式换热器是由一个管壳和多个外管、内管组成的传热设备。
内管和外管之间的空间中流体进行传热,通常用于高温、高压、高粘度、易腐蚀、易结垢的介质换热。
其优点主要有以下几点:1. 适用范围广:管壳式换热器可以适用于多种工业领域,如化工、石化、制药、航空航天等。
2. 效率高:由于管壳式换热器的传热面积大,因此效率相对较高。
3. 维护保养方便:管壳式换热器可以进行组件化维护,随时更换外管和内管,便于清洗和维护。
但管壳式水水换热器也有其缺点:1. 制作成本高:管壳式换热器的制造成本较高,因为需要制造大量外管和内管。
2. 占用空间大:管壳式换热器由于外形尺寸较大,占用的空间相对较大。
3. 流体压降大:由于管壳式换热器的内部设计,流体的压降大,需要消耗更多的能量。
二、板式水水换热器板式换热器是由多个密封的板组成,板上的通道构成流体的管道,在板上进行传热。
板式换热器通常用于低温、低压、低粘度、不易腐蚀、不易结垢的介质换热。
其优点主要有以下几点:1. 占用空间小:板式换热器通常比管壳式换热器小,占用的空间相对较小。
2. 制作成本低:板式换热器的制造成本相对较低,因为只需要制造少量密封板即可。
3. 传热效果好:由于板式换热器的传热面积大,传热效果好。
但板式换热器也有其缺点:1. 不适用于高温高压:由于板式换热器的密封性不够,不适用于高温、高压介质。
2. 维护保养复杂:由于板式换热器的结构复杂,维护保养需要额外耗费一定的时间和精力。
3. 稳定性差:由于板式换热器板间的连接处容易出现渗漏情况,不够稳定。
综上所述,管壳式水水换热器和板式水水换热器在适用范围、效率、维护保养等方面都有不同的特点。
根据实际需要选择适合自己的换热器是关键。
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)。
板式换热器与管壳式的换热器比较

板式换热器与管壳式的换热器比较板式换热器与管壳式的换热器比较?1.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。
2.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℃o3.占地面积小板式换热器构造紧凑,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1/5^1/10.4.容易改变换热面积或流程组合,只要增加或减少几张板,即可到达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,即可到达所要求的流程组合,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。
5.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.Γθ.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.(Γ2∙5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
6.价格低采用一样材料,在一样换热面积下,板式换热器价格比管壳式约低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,管壳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栓,即可松开板束,卸下板片开展机械清洗,这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
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,也不需要保温措施。
而管壳式换热器热损失大,需要隔热层。
10.容量较小是管壳式换热器的10%~20%.∏.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。
壳管式、板换换热器换热温差
壳管式、板换换热器换热温差壳管式换热器和板换换热器是两种常见的换热设备,它们在工业和民用领域中都得到了广泛应用。
这两种换热器的换热温差是它们性能表现的重要指标之一,下面将对这两种换热器的换热温差进行详细说明。
一、壳管式换热器壳管式换热器是一种常见的换热设备,其结构主要由外壳、管束、进出口等组成。
它的换热原理是利用热传导原理,通过管束将热量从一边传递到另一边。
壳管式换热器的换热温差通常可以通过以下方式计算:1.计算传热系数壳管式换热器的传热系数K可以通过以下公式计算:K = Q / (ΔT * A)其中,Q为换热量,ΔT为进出口温度差,A为传热面积。
2.计算换热温差换热温差ΔT是指进出口温度之差,可以根据传热系数K和传热面积A计算出来。
假设已知传热系数K和传热面积A,那么换热温差ΔT可以通过以下公式计算:ΔT = Q / (K * A)在实际应用中,壳管式换热器的换热温差通常在10-20℃之间,具体数值取决于设备的设计、运行工况以及工艺要求等因素。
为了提高换热效率,通常会采用一些强化传热的措施,例如增加管程数、改变管束排列方式、增加翅片等。
二、板换换热器板换换热器是一种新型的换热设备,其结构主要由传热板片、密封垫片、框架等组成。
它的换热原理是利用流体流经传热板片时产生的涡流和湍流,通过板片之间的相互摩擦和碰撞,将热量从一边传递到另一边。
板换换热器的换热温差通常可以通过以下方式计算:1.计算传热系数板换换热器的传热系数K可以通过以下公式计算:K = Q / (ΔT * A)其中,Q为换热量,ΔT为进出口温度差,A为传热面积。
2.计算换热温差换热温差ΔT是指进出口温度之差,可以根据传热系数K和传热面积A计算出来。
假设已知传热系数K和传热面积A,那么换热温差ΔT可以通过以下公式计算:ΔT = Q / (K * A)在实际应用中,板换换热器的换热温差通常在5-10℃之间,具体数值取决于设备的设计、运行工况以及工艺要求等因素。
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板式换热器与管壳式换热器的比较【学员问题】板式换热器与管壳式换热器的比较?【解答】1.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。
2.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℃。
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1/5~1/8.4.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。
5.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm,而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm,管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
6.价格低采用相同材料,在相同换热面积下,板式换热器价格比管壳式约低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,管壳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栓,即可松开板束,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.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,也不需要保温措施。
而管壳式换热器热损失大,需要隔热层。
10.容量较小是管壳式换热器的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。
基于有机郎肯循环系统的管壳式与板式换热器比较
关键 字 :管壳式 换热 器
中图 分类 号:T 5 . Q0 1 5
板 式换 热器 机 郎肯循 环
文 献标 识码 :A 文章 编号 : 10 .8 2( 0 2 10 3 -2 0 34 6 2 1 )s.0 10
Co pa i o t e n S l—u e t m r s n Be w e he lt be H a c n e sa a eH e t Ex ha g r nd Pl t a
换 热 器 。这 种 换 热 器 结 构 较 简 单 ,操 作 可 靠 ,可 用 各 种 结 构材 料 ( 要 是 金 属 材料 )制 造 ,能 在 主 高 温 、 高压 下使 用 ,是 目前 应 用最 广 的类 型 。
全世界所关注 的重要 问题 。我 国虽然能源大国,
但 人 均 能源 拥 有 量 却 很 低 , 能源 利 用 效 率 也 不 高 ,
Ab ta t T e b sc r a d te c a a trsi f te s el u e t e a d p ae h a x h n e s sr c : h a i n h h rcei c o h l tb y n lt e te c a g r i ts h — p it d c d A me th h r ce i is teog ncr n iecce( R sse ,hs a e o p rste nr u e . i da ec a a tr t h r a i a kn l O y tm tip p r m a e o t sc o f y c h tes u tr e oma c tet e t x h n e n p o ie eee c f ,teO C sse s o e t h t cu e r r n eo h h a c a g  ̄a d r vd s r rn e o.h R tm f ,h a r p f f wo e a f y
管壳式与板式水水换热器性能比较
( r i i il gT e ol ti t n ier gIs l t n HabnC t Bno h nn e cr y E gnei t li y n e d n n aa o C . t . Hab , U n i n ,10 0 ) o L d , ri He o gi g 50 1 n a
Co p rs n o r o m a c e we n S l — n — u e m a io fPe f r n e b t e el —a d —t b
Ex ha g r a d W a e —wa e a e H e tEx h n e c n e n t r— t r Pl t a c a g r
收稿 日期 :20 08—0 一l 6 1 修 订 稿 日期 :20 0 08— 6—1 7
Ke r s: h a x h g r p roma c y wo d e te c a e ; e r n e; c mp rs n n f o a io
0 引 言
从 国 内 已建 发 电厂 来 看 , 于 闭式 循 环 冷 却 用 水 系统 的水 水换 热 器有 两类 , 一类 是管 壳热 换 器 , 另一类 是板 式换 热 器 。管壳换 热 器是 常用 的换 热 器 形式 , 电厂 设计 中 已得 到 了广 泛 的应 用 , 在 在 而 国内一些 进 口机 组 的 电厂 、 气 蒸 汽 联 合 循 环 电 燃 厂和核 电站 多采 用板 式换 热 器 。由于板 式换 热 器 紧凑 、 量轻 、 传 热效 率 , 们对 它 的兴 趣 E益 重 高 人 t 增 长 。本文 针对 管壳 式 及板式 换热 器二 种 型式 进 行 比较 , 并提 出选型参 考 意见 。
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从国内已建发电厂来看,用于闭式循环冷却水系统的水水换热器有两类,一类是管壳热换器,另一类是板式换热器。
管壳换热器是常用的换热器形式,在电厂设计中已得到了广泛的应用,而在国内一些进口机组的电厂、燃气蒸汽联合循环电厂和核电站多有采用板式换热器。
由于板式换热器紧凑、重量轻、高传热效率,人们对它的兴趣日益增长。
本文针对管壳式及板式换热器二种型式进行比较,并提出选型参考意见。
1 管壳式及板式换热器结构简介(1)管壳式换热器管壳式换热器是由前水室、管束、筒体、后水室等组成。
管束采用可抽式管束,它由前后管板、折流板、拉杆、定距管、换热管组成。
拉杆与管板、拆流板采用丝扣连接,换热管与管板采用胀接加密封焊。
在壳侧水入口处的管束上设置防冲板,以防止被冷却水直接冲刷换热管。
为了减少管束装入或抽出筒体时的摩擦力,在管束上设有滑轨。
为了检查清理室中垃圾、泥沙及管子的堵塞等,在前后水室端盖上设有检查孔。
为了监视水水换热器的运行情况,在被冷却水侧(除盐水侧)及冷却水侧(海水侧)进出口都设置温度和压力测点,此外还设有排气和放水接口等。
(2)板式换热器板式换热器是由一组波纹形的平行金属板构成的,在板片的4个拐角处都有通道孔,板被夹紧在一个侧面附有连接管的固定板和活动压紧板的框架中,并用夹紧螺栓加以夹紧。
这些连接管同板上的通道孔对中,并与热交换的两种液体的外部管路相连,传热板和活动压紧板悬挂在顶部承载梁的下面并由底部横梁使其对准定位。
传热板本身是有其有特定形状并被固紧的垫片密封,以防止外部泄漏,并把热交换的两种液体按逆流方式交替地流过另一对传热板之间的通道内。
板片上的波纹不但提高流体的湍流程度,并且形成许多接触点,以承受正常的运行压力。
流体的流量、物理性质,压降和温度差决定了板片的数目和尺寸。
2 换热器设计条件换热器设计应满足电厂从起动到最大出力时各种负荷下的运行需要,并留有一定的裕量,保证换热器在最大负荷、最高进水温度和最大污垢热阻时,在规定的检修周期内,仍能完成给定的冷却任务。
以国产引进型300 MW燃煤机组为例,各冷却设备要求冷却水进水温度不大于37.5℃,从冷却设备出来被加热过的冷却水最高温度约为42.8℃,其基本参数如下:被冷却水除盐水设计压力1.0 MPa流量1800 m3/h进出水温度42.8/37.5压降~0.06 MPa冷却水海水(海水与河水交替变化)设计压力0.5 MPa进水温度33℃出水温度循环水量压降0.05~0.06 MPa3 管壳式及板式换热器的比较3.1 设计参数比较根据换热器的设计条件分别作了如下3个方案:方案1:2台100%容量的管壳式换热器方案2:2台100%容量的板式换热器方案3:3台50%容量的板式换热器各方案的参数见表1。
表13.2 开式循环冷却水(水水换热器冷却水侧)系统设备选择比较根据管壳式及板式换热器的不同结构形式和冷却水量,需选择不同的电动滤网和开式循环冷却水泵,详见表2。
3.3 流动传热设计比较管壳式换热器的管子是换热器的基本构件,它为在管内流过一种流体和穿越管外的另一种流体之间提供传热面。
根据两侧流体的性质决定管子材料,将具有腐蚀性,水质差的海水放在管内流动,水质较好的除盐水放在管子外壳侧,这样管子只需采用耐海水腐蚀的钛管,同时清洗污垢较为方便,管径从传热流体力学角度考虑,在给定壳体内使用小直径管子,可以得到更大的表面密度,但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层,尤其管内冷却水水质较差,泥沙和污物及海生物的存在,都可能会在管壁上形成沉积物,将传热恶化并使定期的清洗工作成为必要,管子清洗限制管径最小约为20 mm,钛管一般采Φ25 mm,对给定的流体,污垢形成主要受管壁温度和流速的影响,为得到合理的维修周期,管内侧水的流速应在2 m/s左右(视允许压降的要求)。
由于一般冷却水选用海水、河水等,较易引起结垢,对管壳式换热器,应根据水质含沙量情况需设置胶球清洗装置进行定期清洗。
板式换热器的冷却水和被冷却水在波纹板的两侧对流,波纹采用人字形波纹,这些传热板的波纹斜交,即在相邻的传热板上具有倾斜角相同而方向不同的波纹。
沿流动方向横截面积是恒定的,但是由于流动方向不断变化致使流道形状改变,而引起湍流。
一般传热板的波纹深度为3~5 mm,湍流区流速约为0.1~1.0 m/s,波纹板很薄,厚度为0.6~1 mm,相邻板间要有许多接触点,以承受正常的运行压力,相邻的板有相反方向的人字形沟槽,两种沟槽的交叉点就形成接触点,这样还可消除振动,并且在促进湍流和热交换的同时,消除了由于疲劳裂缝引起的内部泄漏。
人字形波纹板湍流度较高,高湍流还能充分发挥清洗作用,可以特别有效的将沉积污垢减至最小,但是波纹板的接触点较多,当液体水质差,含有悬浮的固体颗粒、杂物和水草等时,由于板间隙很窄,所以要尽可能地保证将所有2 mm以上颗粒在进入换热器以前,都要过滤掉,假如滤网不能有效地发挥作用,就容易发生堵塞。
3.4 传热系数的比较管壳体换热器中,一种流体横向掠过管子通过管壁与管内流动的另一种流体换热,彼此垂直交叉流动,其传热系数一般为1000~3000 w/(m2.k)。
板式换热器中,冷却水侧与被冷却水侧流动均匀湍流,两种流体逆向流动,由于波纹的作用引起湍流,从而产生高传热率,高阻力压降以及高切应力场,这将导致抑制污垢在传热面上形成。
其传热系数一般为3500~5500 w/(m2.k),由此,可节省换热器的换热面积。
3.5 端差比较管壳式换热器传热端差(即冷却水进口温度和被冷却水出口温度差)为5℃左右。
板式换热器由于它的结构特点可以经济地做到低至1℃的端差。
3.6 冷却水量比较管壳式换热器一般冷却水量和被冷却水量之比为1.2~2.5∶1。
板式换热器,由于2种介质流道基本相同且传热效率高,因此板式换热器可大大降低冷却水量,一般冷却水量和被冷却水量之比为0.8~1.1∶1,这样可以降低管道阀门和泵的安装运行费用。
3.7 安装检修的比较板式换热器具有体积小,重量轻的特点,检修方便,不需设检修起吊设施,故安装占地较少。
板式换热器的人工维护包括将整机折开,用喷水枪和刷子清洗板和垫片,检查板片和垫片,如有必要,更换板片和垫片。
板式换热器一般每年要清洗1次,并且无论是否实际需要都要做。
当应用河水、海水等水质较差的冷却水时,由于泥沙和污物的存在,以及微生物的快速生长有引起表面污染和堵塞的危险。
在国外,应用河水作冷却水时,清洗频率很高,平均每年3.3次。
管壳式换热器是由管束组成,自身重量体积都较大,在检修抽管时需要留出管束一样长的距离,故占地较多,还需配备必要的起吊检修设施。
管壳式换热器的设计寿命一般为30年,大修周期4年,当换热器发生泄漏时,(可能是管子与管板间的泄漏或是管子破裂引起的泄漏)可以采用堵管的办法在短时间内恢复工作性能,管壳式换热器允许有7%的堵管裕量。
对于管内的清洗可以根据需要采用胶球清洗装置进行定期的机械清洗。
4 换热器在国内电厂的运行情况(1)华能岳阳电厂的2台362 MW机组,是由英国制造,板式换热器是随主机成套供应。
电厂位于长江边,循环水为长江水,当地长江水质特点为粗沙少、细沙多,水草多,对此循环水进汽机房前设置三道滤网以对付水草等,但据电厂反映,板式换热器易被堵塞,据分析原因是旋转滤网密封性差,漏入水草,根本问题是三道过滤效果差。
(2)上海吴泾电厂六期工程主机是上海生产的300 MW引进型机组,该机组闭式冷却水系统中,管壳式水水换热器的冷却水由循环水系统供给,循环水取之黄浦江之水,水中垃圾、杂物较多,因此在水水换热器入口前设置了两台开式旋转滤网,11号机原设计装用的滤网为国外进口设备,滤网孔径3~4 mm,由于黄浦江水质差,经常发生堵塞,运行中无法进行自动清洗,经多次调试无效,为此在运行中进行人工拆、装总清洗,劳动强度大,又影响机组安全运行,基本上每隔一天,需人工清洗一次。
分析原因主要是由于滤网孔径太小,滤网在结构等设计上不太适合我国水质情况。
针对上述问题,采用了新的自动反冲洗电动滤网,滤网孔径为ψ6 mm后运行情况良好,未曾发生堵塞。
我国早期投产的300 MW的燃煤机组闭式冷却水系统大多选用管壳式水水换热器,运行情况都比较好。
近年来由于技术的不断进步,设计优化的需要,管壳式水水换器占地面积大、检修场地大的缺点在主厂房布置优化中更显突出,在一些循环水系统为二次循环冷却水的机组中,考虑到水水换热器的冷却水水质相对较好、杂质少、污染小以及滤网结构的不断改进,闭式冷却水系统中亦有选用板式换热器。
5 技术经济性分析以国产引进型300 MW机组为例,根据水水换热器的设计条件及闭式循环冷却水系统的要求,管壳式及板式制造厂家分别作了初步的报价,其他主要辅助设备只是估价,比较情况详见表3。
板式换热器采用进口设备,它的报价已按报价时的汇率折算成人民币,并只考虑了增值税。
上表中未包括维护和检修费用,因其较难估出,只能定性分析,对于管壳式换热器主要包括水室里污物的处理,发生泄漏时进行堵管的费用。
对板式换热器包括板片的清洗和垫片更换,因为它的清洗次数较管壳式多及垫片使用2~3年后需要更换,故板式换热器的检修维护费用要高。
从以上比较可以看出,方案1与方案2投资上相差不多。
6 结论通过对管壳式及板式换热器的比较,可以得出以下结论:板式换热器传热器传热效率高、体积小、重量轻便于拆装,当冷却水水质较好时,它是一种比较理想的换热器设备。
但是对于冷却水中有大量泥沙、污物、水草等存在时,滤网又不能有效地发挥作用,很容易使其堵塞,造成频繁地清洗,影响机组的安全运行。