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【检修】板式换热器和管壳式换热器的比较

维修知识时间:2021-01-17 01:04:05发布者:山田树下来源:济南大金维修中心点击:

板式换热器简介

板式换热器是由一组波纹状的金属板组成,这些金属板有四个角孔供两种液体通过。金属板安装在固定板和活动压板的框架内,并用夹紧螺栓夹紧。这些板配备有密封垫圈以密封流体通道,并且引导流体交替地流入相应的通道。流体的流速、物理性质、压降和温差决定了板的数量和尺寸以及板的波纹形式。波纹板不仅大大提高了湍流度,而且形成了许多支撑点,可以承受介质之间的压力差。

基本性能范围

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管壳式换热器简介

管壳式换热器由一组管束、管壳和导流板组成。两种液体分别在管束内部和外部传热。管束安装在管壳内,由一组导向板支撑。在热交换器的一端,有一个装有某种介质的腔室,该腔室通过膨胀挡板与其他液体隔离。热交换器两端都有端盖,用于检修和维护。流体的流速、物理性质、压降和温差决定了管束的数量和长度,管束的数量和长度也决定了管壳的直径和长度。

基本性能范围

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1.水/水管换热器的主体状态比较
,冷却水在管束内部流动,而冷却水在管束外部流动。管束中介质的速度一般在0.8-1.2m/s左右(取决于冷却水侧的压降),因此其流动状态为层流,管束直径一般在10mm- 15mm之间。由于冷却水一般采用海水、河水或冷却塔水,容易造成结垢,形成保温层,导致传热效率急剧下降。因此,必须经常清洗水垢,以确保传热效果。
对于水/水板式换热器,冷却水和被冷却的水在板的两侧对流,介质的速度一般在0.5-7 m/s左右(取决于介质的允许压降)。因为板是鱼骨形的,所以它的流动是旋转湍流,它的流体通道在4毫米-8毫米和8毫米之间(取决于所选的型号)。由于流体的流动状态是旋转湍流,所以冷却水水质可以是海水、河水或冷却塔水,不易结垢,所以清洗频率比管壳式低很多。

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2.传热效率比较
管壳式换热器中的冷却水为层流,因此管壁上的流速为零,传热必须通过水的传热来进行(另外,冷侧介质和热侧介质的流动为900度,无对流)。对于水/水换热器,其传热系数K值一般为800-1200 W/m2 * K.
在板式换热器中,冷却水侧和冷却水侧的流动是湍流,流道中的介质在板壁和通道中心不断被置换。另外冷侧介质和热侧介质的流动形成18 00,形成对流,所以换热效率很高。对于水/水换热器,传热系数k一般为0-7000w/m2k。因此,换热面积可节省4-5倍。

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3.末端温差的比较
管换热器的流动状态和第二介质的介质流向决定了末端温差比较大(即冷却水入口温度和冷却水出口温度的差值),一般在8℃左右。如果管式换热器的末端温差必须为1℃,那么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两种介质的流动方向决定了末端温差很小,可以经济地达到1℃左右的末端温差。夏季冷却水温度较高,一般达到33℃-37℃。如果使用板式换热器,很容易将冷却水的温度降低到35℃-38℃,保证汽轮发电机组及其辅助设备的额定出力和正常运行(因为发电机冷却水温度高于37℃会影响出力)。然而,管壳式换热器两端的温差决定了汽轮发电机组和辅机在夏季无法保证额定出力和正常运行。

【检修】板式换热器和管壳式换热器的比较

4.投资比较
由于管壳式换热器的结构和传热效率,使用的材料较多,所以价格较高。但是板式换热器的结构和传热效率决定了它使用的材料少,价格比管壳式换热器低得多。如果冷却水水质为海水和有海水回流的河水,材料应为耐海水腐蚀的材料,如钛。

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5.安装比较
管壳式换热器的重量一般是板式换热器的5倍左右,因此运输和安装应采用大型运输设备和安装设备。另外,由于自身重量较重,其基础设施也是巨大的,无论是成本还是时间。
由于板式换热器的重量只有管壳式换热器的20%,所以运输和安装相当方便。基本上不需要做设备基础。因此,可以大大节省安装成本和时间。

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6.占地比较
管壳结构决定了占地面积大,维修时必须考虑抽芯长度。此外,管壳式喷嘴位于两侧,因此总占地面积远大于设备本身。
但是板式换热器的结构极其紧凑,其设备本身只占地面的20%左右(无需考虑维修时的额外空间)。此外,板式换热器的喷嘴都在固定板的一侧,因此其总占地面积比管壳式换热器小得多。

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7.灵活性比较
管壳式换热器的结构决定了一旦确定了一定的换热能力,管束数量、壳体和长度都已经确定,所以换热能力不能改变。
板式换热器的结构很容易满足换热能力的变化。一般在几个小时内,板材可以在框架长度内简单地增减,从而满足新技术参数的要求。由于电厂运行中存在许多不可预测或额外的传热,板式换热器的作用尤为重要。

【检修】板式换热器和管壳式换热器的比较

8.寿命对比
管壳式换热器的壳程和管束强度设计足以满足电厂长期使用,但由于冷却水侧压力不能完全恒定,其产生的压力波作用在膨胀管上,容易产生泄漏现象甚至泄漏。
板式换热器的板片是金属对金属的接触,可以形成刚性整体,不会产生振动,因此板片的寿命可以满足电厂长期使用的要求。密封条的使用寿命一般取决于介质的温度。一般来说,如果介质温度为70℃,平均使用寿命可达12年。

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9.维护对比
一般来说,管式换热器中有上百个管束。要清除管内的结垢,不可能知道哪些管束在结垢,所以必须清洗每个管束。此外,打开管壳式换热器通常需要60-90分钟,因此一次清洗管壳式换热器需要很长时间。此外,管束都在外壳内部,这种管束泄漏,正常情况下无法检测和发现,所以电厂有时不得不更换整套管束,这需要大量的金钱和时间。
板式换热器一般可用化学清洗剂清洗,30-60分钟即可清洗干净,无需开启。即使需要打开检查和清洁,也只能通过拆卸夹紧螺栓来检查所有的传热表面。拆卸换热器通常只需要15分钟,你一眼就能知道哪些需要清洗,所以拆卸和清洗一级板式换热器只需要很短的时间。
另外,板式换热器的内漏较少(由其结构决定),很容易发现哪些板漏或哪些漏,大大节省了资金和时间。

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10.冷却水量的比较
由于特殊的管壳式结构,冷却水量与冷却水量的比例一般为1.8-2.51: 1,而对于板式换热器,两种介质的流道基本相同,传热效率高,因此板式换热器可以大大降低冷却水的流量,冷却水量与冷却水量的比例一般为0.8-1.1: 1。这意味着降低管道阀门和泵的安装和运行成本。特别是泵的运行功率会大大降低,选用的泵会更小。

通过以上对比可以看出板式换热器比管壳式换热器更有优势,但这并不意味着板式换热器可以完全替代管壳式换热器。从前面两种形式的介绍可以看出,板式换热器有一定的压力和温度等限制。因此,对于高温高压,板式换热器不能使用,但如果压力和温度在可接受的范围内,管壳式换热器就不能与板式换热器竞争。