近年來換熱器種類很多,有板式換熱器,管殼式換熱器,容積式換熱器等,不管哪一種換熱器,目的只有一個,就是為了換熱的。不同種類的換熱器是根據(jù)工況條件不同來分的.今天就了解下板式換熱器與管殼式換熱器的區(qū)別吧。
1.體狀態(tài)比較
對于水/水管式換熱器來講,冷卻水在管束內(nèi)流動被冷卻水在管束外流動,管束內(nèi)介質(zhì)的流速一般在0.8-1.2m/s左右(視冷卻水側(cè)的壓降要求),故其流動狀態(tài)為層流,管束的直徑一般為10mm-15mm之間。由于冷卻水質(zhì)一般選用海水、河水或冷卻塔水,故很容易引起結(jié)垢,形成絕熱層,造成熱傳遞效率急劇下降,因此必須經(jīng)常清洗去除結(jié)垢,以保證傳熱效果。
對于水/水板式換熱器來講,冷卻水和被冷卻水在板片的兩側(cè)對流,介質(zhì)流速一般在0.5-7m/s左右(視介質(zhì)的允許壓力降)。由于板片呈魚骨形的形狀,故其流動為旋轉(zhuǎn)湍流,其流體通道為4mm-8mm之間(視選擇的型號而定)。由于流體的流動狀態(tài)均為旋轉(zhuǎn)湍流,故冷卻水質(zhì)可為海水,河水或冷卻塔水,也不太容易引起結(jié)垢,故清洗頻率要比管殼式低得多。
2.換熱效率比較
管/殼式換熱器中冷卻水為層流,故在管壁上流速為零,傳熱須徑水的傳熱來進行(另外,冷側(cè)介質(zhì)和熱側(cè)介質(zhì)的流動成900,而不形成對流)。對于水/水換熱器,其傳熱系數(shù)k值一般為800-1200w/m2*k。
板式換熱器中,冷卻水側(cè)和被冷卻水側(cè)流動均為湍流,流道中的介質(zhì)不斷地在板壁和通道中心進行置換。另外,冷側(cè)介質(zhì)和熱側(cè)介質(zhì)的流動形成1800,形成對流,故換熱效率很高。對于水/水換熱器,其傳熱系數(shù)k值一般為4000-7000w/m2k。由此可節(jié)省4-5倍的換熱面積。
3.端溫差比較
管式換熱器的流動狀態(tài)和二中介質(zhì)流向決定了端溫差比較高(即冷卻水進口溫度和被冷卻水出口溫度之差),一般為8℃左右,如果管式換熱器的端溫差必須是1℃的話則這個管式換熱器的長度必須達到80m長,這在電廠設備安裝中是不可想象的。
板式換熱器的流動狀態(tài)和二種介質(zhì)流向決定了端溫差很小,可以經(jīng)濟地做到1℃左右的端溫差。這對于在夏天工況,冷卻水的溫度較高,一般到達到33℃-37℃。若采用板式換熱器,則很容易使被冷卻水溫度降到35℃-38℃,這就保證了汽輪發(fā)電機組及輔機的額定出力和正常工作(因發(fā)電機冷卻水溫若大于37℃則出力將受影響)。而管殼式換熱器的端溫差決定了在夏季工況下,汽輪發(fā)電機組及輔機無法保證額定出力和正常工作。
4.安裝比較
管殼式換熱器的自身重量一般是板式換熱器的5倍左右,故在運輸和安裝時,需采用較大的運輸設備和安裝設備來運輸和安裝。另外由于自身的重量較大,故其基礎設施也較龐大,無論從費用和時間都是比較大的。
由于板式換熱器重量只有管殼式換熱器的20%,故無論是運輸還是安裝都是相當容易的?;旧蠠o需做設備基礎。因此,安裝費用和時間可大大地節(jié)省。
5.占地比較
管殼式的結(jié)構(gòu)確定了其占地較大,并且為了維修還須考慮抽芯長度,另外管殼式的接管都在兩側(cè),故其總數(shù)占地面積要比其設備本身的占有面積還要大得多。
而板式換熱器的結(jié)構(gòu)極為緊湊,其設備本身占地面積極小只有管殼式的20%左右(不需要考慮維護保養(yǎng)和修理時額外的空間)。另外,板式換熱器的接管都在固定板一側(cè),故其總的占地面積要比管殼式的總的占地面積要少的多。
6.靈活性比較
管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)決定了一旦確定了某一熱交換量后,其管束數(shù)量和外殼及長度都已確定,故其熱交換量無法再改變。
板式換熱器的結(jié)構(gòu)卻能很容易滿足熱交換量的變化,一般在幾小時內(nèi),就可簡單地在框架長度范圍內(nèi)增加減少板片,從而滿足新的技術參數(shù)的要求。由于在電廠的運行中,有許多不可預見或額外增加的熱交量,故板式換熱器這一功能顯得尤為重要。
7.壽命比較
管殼式換熱器不論從殼體和管束的強度設計都足以滿足電廠的*使用,但由于冷卻水側(cè)壓力不可能*恒定,其產(chǎn)生的壓力波作用于脹管處,故較容易產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象,甚至泄漏。
板式換熱器的板片之間金屬與金屬接觸,可以形成無振動的剛性整體,故板片的壽命足以滿足電廠*使用的要求。而密封條的壽命一般視介質(zhì)的溫度而定,一般來講介質(zhì)溫度若為70℃,則平均壽命達12年之久。
8.維修比較
一般來講,管式換熱器中管束達幾百根,若要清除管中的結(jié)垢,因無法知道哪些管束結(jié)垢,必須對每一根管束進行清洗。另外打開管殼式換熱器一般需要60-90分鐘,所以清洗一次管殼式換熱器需要較長時間。另外,管束都在殼體內(nèi)部,哪一根管束滲漏和泄漏,在一般情況下無法探測和發(fā)現(xiàn),所以電廠有時不得不調(diào)換整套管束,這就需花費大量的資金和時間.
板式換熱器一般可用化學清洗劑進行清洗,無須打開,30-60分鐘就可清洗干凈。即便需要打開檢查和清洗,只要卸下夾緊螺栓,即可檢查全部傳熱表面,拆卸換熱器一般只需要15分鐘,哪些需要重點清洗,一看即知,所以拆開清洗一次板式換熱器只需要很少時間即可完成。
另外,板式換熱器叫少產(chǎn)生內(nèi)漏(由其結(jié)構(gòu)決定),又很容易發(fā)現(xiàn)哪一板片滲漏或泄漏,因此*地節(jié)省資金和時間。
綜合以上比較,可以看出板式換熱器比管殼式換熱器具有較多的優(yōu)點,但這并非說板式換熱器可以*替代管殼式換熱器。因為從前面兩種形式的簡介中可以看出,板式換熱器有一定的限制條件如:壓力和溫度。因此對于高溫,高壓,無法采用板式換熱器,但如果壓力和溫度在板式換熱器可以接受的范圍內(nèi),則管殼式換熱器就無法與板式換熱器相抗衡。