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管殼式換熱器與板式換熱器的比較

作者:換熱設備 | 發布時間:2018-08-17
管殼式換熱器(shell and tube heat exchanger)又稱列管式換熱器。是以封閉在殼體中管束的壁麵作為傳熱麵的間壁式換熱器。這種換熱器結構簡單、造價低、流通截麵較寬、易於清洗水垢;但傳熱係數低、占地麵積大。可用各種結構材料(主要是金屬材料)製造,能在高溫、高壓下使用,是目前應用廣的類型。

板式換熱器是由一係列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地麵積小、應用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下,其傳熱係數比管式換熱器高3-5倍,占地麵積為管式換熱器的三分之一,熱回收率可高達90%以上。


1. 傳熱係數高由於不同的波紋板相互倒置,構成複雜的流道,使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動,能在較低的雷諾數(一般Re=50~200)下產生紊流,所以傳熱係數高,一般板式認為是管殼式的3~5倍。 
2. 對數平均溫差大,末端溫差小。在管殼式換熱器中,兩種流體分別在管程和殼程內流動,總體上是錯流流動,對數平均溫差修正係數小,而板式換熱器多是並流或逆流流動方式,其修正係數也通常在0.95左右。此外,冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行於換熱麵、無旁流,因此使得板式換熱器的末端溫差小,對水換熱可低於1℃,而管殼式換熱器一般為5℃。 
3. 占地麵積小。板式換熱器結構緊湊,單位體積內的換熱麵積為管殼式的2~5倍,也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所,因此實現同樣的換熱量,板式換熱器占地麵積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。 
4. 容易改變換熱麵積或流程組合,隻要增加或減少幾張板,即可達到增加或減少換熱麵積的目的;改變板片排列或更換幾張板片,即可達到所要求的流程組合,適應新的換熱工況,而管殼式換熱器的傳熱麵積幾乎不可能增加。
5. 重量輕。板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm,而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm,管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多,板式換熱器一般隻有管殼式重量的1/5左右。 
6. 價格低。采用相同材料,在相同換熱麵積下,板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。 
7. 製作方便。板式換熱器的傳熱板是采用衝壓加工,標準化程度高,並可大批生產,管殼式換熱器一般采用手工製作。 
8. 容易清洗。框架式板式換熱器隻要鬆動壓緊螺栓,即可鬆開板束,卸下板片進行機械清洗,這對需要經常清洗設備的換熱過程十分方便。 
9. 熱損失小。板式換熱器隻有傳熱板的外殼板暴露在大氣中,因此散熱損失可以忽略不計,也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大,需要隔熱層。 
10. 容量較小。板式換熱器是管殼式換熱器的10%~20%。 
11. 單位長度的壓力損失大。由於傳熱麵之間的間隙較小,傳熱麵上有凹凸,因此比傳統的光滑管的壓力損失大。
12. 不易結垢。由於內部充分湍動,所以不易結垢,其結垢係數僅為管殼式換熱器的1/3~1/10。 
13. 工作壓力不宜過大,介質溫度不宜過高,有可能泄露。板式換熱器采用密封墊密封,工作壓力一般不宜超過2.5MPa,介質溫度應在低於250℃以下,否則有可能泄露。 
14. 易堵塞。由於板片間通道很窄,一般隻有2~5mm,當換熱介質含有較大顆粒或纖維物質時,容易堵塞板間通道。


關鍵詞:板式換熱器
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