板式换热和管壳式换热器相比优缺点
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。
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。
换热器形式和优缺点
管壳式换热器根据其结构的不同,可以分为固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器管、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
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。
(简单介绍滑动管板式换热器,它是填料函式换热器的变形。它把填料函式换热器中的滑动管箱改进为滑动管板,而管箱部分固定。另外简单介绍双管板结构。)
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。
5、釜式重沸器
它是固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器壳体的变形,主要是将壳程空间加倍增大,结构上留有一定的蒸发空间。类似于现在的容积式换热器。(容积式换热器壳程介质一般为水,用于供暖。)
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。
换热器的形式与优缺点
换热器的形式与优缺点一.换热器的概念换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。
换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。
换热设备因其用途不同,类型繁多,性能不一,但均可归结为管壳式结构和板式结构两大类。
二.换热器的工作原理换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,即在一个大的密闭容器内装上水或其他介质,而在容器内有管道穿过。
让热水从管道内流过。
由于管道内热水和容器内冷热水的温度差,会形成热交换,也就是初中物理的热平衡,高温物体的热量总是向低温物体传递,这样就把管道里水的热量交换给了容器内的冷水,换热器又称热交换器。
三. 机械结构形式换热器的分类良多,可以按传热原理、结构和用途等进行分类,按其结构分类主要有管壳式和板式两种。
根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式。
1、间壁式换热器的类型夹套式换热器这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面限制,传热系数也不高.为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装搅拌器.当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施,以提高夹套一侧的给热系数.为补充传热面的不足,也可在釜内部安装蛇管. 夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。
沉浸式蛇管换热器这种换热器是将金属管弯绕成各种与容器相适应的形状,并沉浸在容器内的液体中.蛇管换热器的优点是结构简单,能承受高压,可用耐腐蚀材料制造;其缺点是容器内液体湍动程度低,管外给热系数小.为提高传热系数,容器内可安装搅拌器。
喷淋式换热器这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上,热流体在管内流动,冷却水从上方喷淋装置均匀淋下,故也称喷淋式冷却器.喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜,管外给热系数较沉浸式增大很多.另外,这种换热器大多放置在空气流通之处,冷却水的蒸发亦带走一部分热量,可起到降低冷却水温度,增大传热推动力的作用.因此,和沉浸式相比,喷淋式换热器的传热效果大有改善。
7关于板式换热器和管壳式换热器比较2007
板式换热器和管壳式换热器优势比较一.板式换热器简介:板式换热器是由一组波纹金属板组成,板片上有四个角孔供热交换的两种液体通过。
金属板片安装在固定板和活动压紧板的框架内,并用夹紧螺栓加以夹紧。
板片装有密封垫片,将流体通道密封,并且导流体交替地流至各自的通道内。
流体的流量,物理性质,压力降和温度差决定了板片的数目、尺寸和板片的波纹形式。
波纹板片不但大大提高了湍流程度,并且形成许多支撑点,足以承受介质间的压力差。
基本性能范围压力 2.5Mpa温度150传热面积0.1-2,200m²介质流量0.3-1,000Kg/s接口尺寸50-450mm二.管壳式换热器简介:管壳式换热器是由一组管束,管壳和引流导板组成,两种液体分别通过管束内、外进行传热,管束安装在管壳内,并由一组导流板支撑,在换热器的一端,社有某一介质的腔室,通过一胀管式的挡板与另一液体隔离。
在换热器的两端设有端盖,供检修和维修保养用。
流体的流量、物理性质、压力降和温度差决定了管束的多少及长度,这也决定了管壳的直径和长度。
基本性能范围压力基本无限制温度基本无限制三.板式换热器和管壳式换热器比较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0.5-7 m/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。
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。
制冷用板式换热器相对于制冷用壳程管式换热器其他优点
在制冷技术中,换热器是不可缺少的制冷设备,冷凝器、蒸发器、回热器以及中间冷却器等换热设备,不仅在重量、体积和金属耗量上占整个制冷装置的50%以上,而且对制冷性能也会产生重大影响。
制冷用板式换热器相对于制冷用壳程管式换热器还有一下优点:
①制冷剂充灌量小,有利于环境保护和降低运行成本
壳管式换热器的壳侧和管侧的容积都很大,要使制冷系统正常工作,必须充灌大量的制冷剂,而且还可能造成环境污染。
而板式换热器一方面体积小,另一方面间距尺寸也小。
②蒸发彻底,经济性高
制冷剂在制冷板式换热器中蒸发时,很容易实现完全蒸发达到无液态程度,因此在大多数情况下,制冷系统无须设置气液分离器。
并且极易实现单元化,安装简单方便,维护和运输都可以节约费用,降低成本。
③冻结倾向少,抗冻性能高
由于水在低流速时,就能在板式换热器中形成高度紊流,温度分布非常均匀,从而减少了冷冻水的冻结倾向。
即使发生了冻结,也更能承受冻结所产生的压力,而不像壳管式换热器那样容易使热管胀裂,并且可以在结冻后继续使用。
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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。
管壳式换热器与板式换热器选型参考
目前我国的换热器在化工、冶金、石油、电力及机电等行业应用非常广泛。
而目前我国现有的换热器类型主要有两大类,一类是管壳式换热器,另一类是板式换热器。
本文针对管壳式换热器及板式换热器对应特点的比较,提出选型的参考意见。
1.管壳式换热器及板式换热器结构特点1.1管壳式换热器管壳式换热器:又称列管式换热器。
是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。
结构由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。
管壳式换热器作为一种传统的标准换热设备主要应用在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他工业装置中,特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。
通常的工作压力可达4兆帕,工作温度在300℃以下,在个别情况下还可达到更高的压力和温度。
充分表现其结构坚固,能选用多种材料制造,适应性极强等特点。
1.2板式换热器板式换热器:它由板片、密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱和螺母、上下导杆、前支柱等零部件所组成。
其零部件之少,通用性之高,是任何换热器所不能比拟的。
板式换热器的使用范围很广泛,介质从普通水到高粘度的非牛顿型液体;从含固体小颗粒的物料到含少量纤维的物料;从水蒸汽到各种气体;从无腐蚀性的到具有强腐蚀性的各种介质均能处理。
其特点是传热效率高,使用安全可靠,占地小易维护,阻力损失小,热损失小,冷却水量小,投资运行费用低等。
2.换热器设计条件以电厂为例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。
现有国产引进型300MW燃煤机组,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:被冷却水盐水设计压力 1.0Mpa流量1800m3/h进出水温度42.8/37.5压降~0.06MPa冷却水海水(海水与河水交替变化)设计压力0.5Mpa进水温度33℃压降0.05~0.06Mpa3.管壳式换热器及板式换热器的性能比较3.1设计参数比较根据换热器的设计条件分别作了如下2个方案:方案1:2台100%容量的管壳式换热器;盐水量1800m3/h;安装2台,运行1台;每台冷却面积1023m2;盐水入、出口温度分别为42.8℃和37.5℃;循环水入、出口温度分别为33℃和36.5℃;循环水流量约3000m3/h;材质为钛管,复合钛板;外形尺寸φ1800mm×9800mm;重量27002kg。
板式与壳管式换热器比较说明
板式与壳管式换热器比较说明换热器是空调设备用来实现冷热流体之间热量交换的部件,是空调设备必不可少的组成部分,也是决定设备换热效率、节能效果的重要因素之一。
目前空调设备常用的换热器主要有两大类:一类是壳管式换热器,另一类是板式换热器,下面将针对两种换热器的特点予以比较说明,并提出选型的参考意见,供客户参考。
1.板式换热器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换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道,冷热流体分别在板片间形成的窄小而曲折的通道中流过,通过板片进行换热。
2.壳管式换热器壳管式换热器是在个圆筒形壳体内设置许多平行管子(也称管束),让冷热流体分别从管内空间(称为管程)和管外空间(称为壳程)流过进行热量交换。
壳管式换热器是目前应用最广泛的一种,在所有换热设备中占主导地位。
3.两种换热器比较➢壳管式换热器长期使用换热效率优于板式换热器板式换热器刚投入使用时换热效率略优于壳管式换热器,但由于板式换热器流体通过的毛细通道既多且狭窄,流体中的水垢或脏物附着在板换的内壁上,就会造成板换传热部位的结垢和腐蚀,导致主机换热效率降低,制冷输出力大幅衰减,单位制冷量能耗上升,运行成本增加。
必须定期对板换进行清洗,且板换使用时间越长,清洗周期越短。
板换清洗不可能做到绝对干净,久而久之,板式换热器的换热效率随使用时间的增加而降低,影响空调的使用效果。
壳管式换热器管束通过管板固定,各管之间的间隙较大,不会出现堵塞的现象,因此,长期使用不会降低换热器的换热效率。
➢壳管式换热器使用安全性优于板式换热器板式换热器由于流道狭窄,流体在进入流道时容易出现分流不均,非常容易出现因流量少而导致流体结冰,堵塞冻坏板换的现象,板换一旦冻坏,则无法维修必须更换,增加主机维护成本。
壳管式换热器流体通道间隙大,流量均匀,避免了上述“冰堵”现象的发生,能够稳定、安全的运行。
➢壳管式换热器维护成本低于板式换热器壳管式换热器是一种基本免维修的产品,当换热器发生泄漏时可以采用堵管的方法在短时间内恢复工作性能,维护工作量少,无须更换备品备件,无大修工作量、无自动过滤器与升压泵及其阀门的维护检修工作量。
管壳式换热器优缺点
管壳式换热器按照其结构特点可分为以下几类:1、固定管板换热器1.1结构:管束连接在管板上,管板与壳体相焊;1.2优点:结构简单紧凑,能承受较高压力,造价低,管程清洗方便,管子损坏时方便堵管或更换。
排管数比U形管换热器多。
1.3缺点:管束与壳体的壁温或材料的线胀系数相差较大时,壳体和管束中将产生较大热应力,为此应需要设置柔性组件(如膨胀节)。
不能抽芯无法进行机械清洗。
不能更换管束,维修成本较高。
1.4使用范围:壳程侧介质清洁、不易结垢,不能进行清洗,管程与壳程两侧温差不大或温差较大但壳侧压力不高的场合。
2、浮头换热器2.1结构:两端管板中只有一端与壳体固定,另一端可相对壳体自由移动,称为浮头。
浮头由浮头管板,钩圈和浮头盖组成,是可拆连接,管束可从壳体中抽出。
管束与壳体的热形变互不约束,不会产生热应力。
2.2优点:可抽式管束,当换热管为正方形或转角正方形排列时,管束可抽出进行机械清洗,适用于易结垢及堵塞的工况。
一端可自由浮动,无需考虑温差应力,可用于大温差场合。
2.3缺点:结构复杂,造价高,设备笨重,材料消耗大。
浮头端结构复杂影响排管数。
浮头密封面在操作时易产生内漏。
2.4适用范围:适用于壳体和管束之间壁温差较大或壳程介质易结垢的场合。
浮头换热器在炼油行业或乙烯行业中应用较多,由于内浮头结构限制了使用压力和温度,一般情况下Pmax≤6.4MPa,Tmax≤400℃。
3、U形管换热器3.1结构:只有一块管板,管束由多根U形管组成,管的两端固定在同一块管板上,换热管可以自由伸缩。
3.2优点:以U形管尾部的自由浮动解决了温差应力的问题。
结构简单,价格便宜,承压能力强。
3.3缺点:由于受管弯曲半径的限制,布管较少。
壳程流体易形成短路。
坏一根U形管相当于坏两根管,报废率较高。
3.4适用范围:是换热器中唯一可用于高温、高压、高温差的换热器。
适用于管壳壁温差较大或壳程介质结垢需要清洗,又不适宜采用浮头式和固定管板的场合。
板式换热器知识及优点分析
板式换热器知识及优点分析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高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。
板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。
它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。
在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。
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。
板换换热效率高、占地面积小、维修方便、能够保护主机等,是最直观的优点。
中文名:板式换热器组成:板式换热器、平衡槽、热水装置等类型:框架式(可拆卸式)和钎焊式标准:GB16409-1996《板式换热器》优点:换热效率高、热损失小含义:由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器板式换热器结构图拆解可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片进行热交换。
基本组成结构如图所示:板式换热器和管壳式换热器相比较,具有的显著特点: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℃。
三种常用换热器的比较
Ke r s sel— d—tb e t x h n e ; lt p e tec a g r lme ah a x h g r y wo d :h l—a —u eh c ag r paet eh a xh n e ;a l e tec a e n a e y n
管壳式换热器是 目前化工生产上应用最为广泛的一种换热器。它的主要优点是单位体积所具有的 传热面积(o 10 , ) 4 ~ 5 大且传热效果好。此外 , 结构简单, 制造材料也较为广泛 , 适应性强 , 尤其是
件组成。管壳式换热器的管子是传热元件, 管子尺寸的大小对传热有很大的影响。传热管在壳体 内有 不同的排列方式( 有正三角形和正方形排列) 。传热管两端通过焊接或胀接 固定在管板上 , 管板分别焊
在外壳的两端 , 即管板与壳体是刚性连接 。沿着管长方 向, 常常装有一系列垂直于管束 的挡板 , 即折流 板。换热器进行换热时 , 一种流体 由连接在管板上的封头的进 口管进入 , 通过平行管束 的管 内, 从另一 端封头出口接管流出, 称为管程 。另一种流体则 由壳体的接管进入 , 在壳体与管束间的空 隙处流过 , 而 由另一接管流出, 称为壳程。管束的表面积即为传热面积 。流体一次通过管程的称为单管程 , 一次通过 壳程的称为单壳程。换热管束可根据需要做成单程 、 双程或多程 。 】
Ju a oQnhi n e i ( a r Si c) or lf igaU i rt N t e c ne n v sy u e
V0 . 4 N 6 12 o. D c2o e .0 6
20 06年 l 2月
三种 常用 换 热 器 的 比较
祁 玉 红
( 青海大学化工 学院 , 青海 西 宁 801) 106
板式换热器和壳管式换热器有啥区别
板式换热器和壳管式换热器有啥区别一、换热器如何分类?按传热方式可分为:间壁式换热器、蓄热式换热器、流体连接间接式换热器、直接接触式换热器、复式换热器。
按用途可分为:加热器、预热器、过热器、蒸发器。
按结构可分为:浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。
二、壳管式与板式换热器不同点之一:结构1、壳管式换热器结构:管壳式换热器由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。
壳体多为圆柱形,内有管束,管束两端固定在管板上。
传热有两种热流体和冷流体,一种是管内流体,称为管侧流体;另一种是管外流体,称为壳侧流体。
为了提高管外流体的传热系数,通常在管壳内设置若干挡板。
挡板可以提高壳程内流体的速度,使流体按规定的距离多次穿过管束,提高流体的湍流度。
换热管可在管板上等边三角形或方形布置。
等边三角形布置紧凑,管外流体湍流程度高,传热系数大。
方形布置便于清洁管外,适用于易结垢的流体。
2、板式换热器结构:可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压缩螺钉重叠而成。
板和垫片的四个角孔构成了流体分配器和集液管。
同时,冷流体和热流体被合理地分离,以便它们在每个板的两侧被分离。
在通道中流动,通过板进行热交换。
三、壳管式与板式换热器不同点之一:分类1、壳管式换热器分类:(1)固定管板换热器管板与管壳两端管束为一体,结构简单,但仅适用于冷、热流体温差不大,壳程无需机械清洗时的换热操作。
当温差稍大,壳侧压力不太高时,可在壳上安装弹性补偿环,以减小热应力。
(2)浮头换热器管束一端的管板可以自由浮动,完全消除了热应力,整个管束可以从壳体中拉出,便于机械清洗和维护。
浮头换热器应用广泛,但其结构复杂,成本高。
(3)U形管换热器的每根管子弯成U形,两端固定在上下两区的同一管板上。
在管箱隔板的帮助下,分为进、出口两室。
换热器完全消除了热应力,其结构比浮头式结构简单,但管程不易清洗。
板式与壳管式换热器比较说明
板式与壳管式换热器比较说明-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1板式与壳管式换热器比较说明换热器是空调设备用来实现冷热流体之间热量交换的部件,是空调设备必不可少的组成部分,也是决定设备换热效率、节能效果的重要因素之一。
目前空调设备常用的换热器主要有两大类:一类是壳管式换热器,另一类是板式换热器,下面将针对两种换热器的特点予以比较说明,并提出选型的参考意见,供客户参考。
1.板式换热器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换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道,冷热流体分别在板片间形成的窄小而曲折的通道中流过,通过板片进行换热。
2.壳管式换热器壳管式换热器是在个圆筒形壳体内设置许多平行管子(也称管束),让冷热流体分别从管内空间(称为管程)和管外空间(称为壳程)流过进行热量交换。
壳管式换热器是目前应用最广泛的一种,在所有换热设备中占主导地位。
3.两种换热器比较壳管式换热器长期使用换热效率优于板式换热器板式换热器刚投入使用时换热效率略优于壳管式换热器,但由于板式换热器流体通过的毛细通道既多且狭窄,流体中的水垢或脏物附着在板换的内壁上,就会造成板换传热部位的结垢和腐蚀,导致主机换热效率降低,制冷输出力大幅衰减,单位制冷量能耗上升,运行成本增加。
必须定期对板换进行清洗,且板换使用时间越长,清洗周期越短。
板换清洗不可能做到绝对干净,久而久之,板式换热器的换热效率随使用时间的增加而降低,影响空调的使用效果。
壳管式换热器管束通过管板固定,各管之间的间隙较大,不会出现堵塞的现象,因此,长期使用不会降低换热器的换热效率。
壳管式换热器使用安全性优于板式换热器板式换热器由于流道狭窄,流体在进入流道时容易出现分流不均,非常容易出现因流量少而导致流体结冰,堵塞冻坏板换的现象,板换一旦冻坏,则无法维修必须更换,增加主机维护成本。
壳管式换热器流体通道间隙大,流量均匀,避免了上述“冰堵”现象的发生,能够稳定、安全的运行。
板式换热器与壳管式换热器-之比较
通过相邻的板之间的热对流和传导来实现传热,从而提高传热效率。
2
壳管式换热器
通过管道内流体和外壳内流体之间的热交换来实现传热,适用于高粘度介质。
3
根据需求选择
根据具体的工况需求选择合适的换热器类型,以实现最佳的传热效率。
结构与维护的比较
1 板式换热器
紧凑的设计,易于拆卸和清洗。适合对清洁性要求较高的应用。
成本和安装的比较
换热器类型 板式换热器 壳管式换热器
成本 相对较低 相对较高
安装 占地面积较小 通常需要较大的安装空间
根据项目预算和安装条件,选择更适合的换热器类型有助于提高性价比并降低工程成本。
比较优势
传热效率
板式换热器在相同条件下通常 具有更高的传热效率,能够更 好地满足大流量和高温差的需 求。
结构与维护
壳管式换热器相对于板式换热 器而言更易于清洗和维护,且 更适合处理高粘度介质。
适用范围
根据不同的工况需求,选择适 用的换热器类型有助于提高效 率和降低能耗。
传热效率的比较
1
板式换热器
Байду номын сангаас易于维护
材料不易生锈,并且可拆卸,便于清洗和维护。降 低了维修和停机时间。
壳管式换热器
耐压性好
由于采用金属外壳和管子,壳管式换热器能够承受更高的压力,适用于高压工况。
适用范围广
可处理各种液体和气体,适用于不同工业领域,包括制药、化工、电力等。
成本和安装
壳管式换热器通常需要较大的安装空间和更高的成本,但它们也具有更长的寿命和更好的耐 用性。
2 壳管式换热器
具备较大的容纳能力,易于进行维护和维修。适合处理高粘度介质。
3 权衡利弊
根据具体的应用场景,选择适合的换热器结构和维护方式,以实现长期稳定运行。
板式换热器知识及优点分析
板式换热器知识及优点分析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高效换热器。
各种板片之间形成薄矩形通道, 通过板片开展热量交换。
板式换热器是液一液、液一汽开展热交换的理想设备。
它具有换热效率高、热损失小、构造紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。
在一样压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。
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。
板换换热效率高、占地面积小、维修方便、能够保护主机等,是最直观的优点。
中文名:板式换热器组成:板式换热器、平衡槽、热水装置等类型:框架式(可拆卸式)和钎焊式标准:GB16409-1996《板式换热器》优点:换热效率高、热损失小含义:由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器板式换热器构造图拆解可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成,板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和聚集管,同时又合理地将冷热流体分开,使其分别在每块板片两侧的流道中流动,通过板片开展热交换。
基本组成构造如下图:板式换热器和管壳式换热器相比较,具有的显著特点: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。
板式换热器和壳管式换热器比较
1 传热效率高板片波纹的设计以高度的薄膜导热系数为目标,板片波纹所形成的特殊流道,使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流(湍流),扰动流又有自净效应以防止污垢生成因而传热效率很高。
一般地说,板式换热器的传热系数K值在3000~6000W/m2.oC范围内。
这就表明,板式换热器只需要管壳式换热器面积的1/2~1/4 即可达到同样的换热效果。
2 使用安全可靠在板片之间的密封装置上设计了2道密封,同时又设有信号孔,一旦发生泄漏,可将其排出热换器外部,即防止了二种介质相混,又起到了安全报警的作用。
3 占地小,易维护板式换热器的结构极为紧凑,在传热量相等的条件下,所占空间仅为管壳式换热器的1/2~1/3。
并且不象管壳式那样需要预留出很大得空间用来拉出管束检修。
而板式换热器只需要松开夹紧螺杆,即可在原空间范围内100%地接触到换热板的表面,且拆装很方便。
4 随机应变由于换热板容易拆卸,通过调节换热板的数目或者变更流程就可以得到最合适的传热效果和容量。
只要利用换热器中间架,换热板部件就可有多种独特的机能。
这样就为用户提供了随时可变更处理量和改变传热系数K值或者增加新机能的可能。
5 有利于低温热源的利用由于两种介质几乎是全逆流流动,以及高的传热效果,板式换热器两种介质的最小温差可达到1oC。
用它来回收低温余热或利用低温热源都是最理想的设备。
在相同传热系数的条件下,板式换热器通过合理的选择流速,阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围内。
6 阻力损失少因结构紧凑和体积小,换热器的外表面积也很小,因而热损失也很小,通常设备不再需要保温。
7 冷却水量小板式换热器由于其流道的几何形状所致,以及二种液体都又很高的热效率,故可使冷却水用量大为降低。
反过来又降低了管道,阀门和泵的安装费用。
8 在投资效率低相同传热量的前提下,板式换热器与管壳式换热器相比较,由于换热面积,占地面积,流体阻力,冷却水用量等项目数值的减少,使得设备投资、基建投资、动力消耗等费用大大降低,特别是当需要采用昂贵的材料时,由于效率高和板材薄,设备更显经济。
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板式换热和管壳式换热器相比优缺点
人们通过科学研究和生产实践,对板式换热器的特点有了深刻的了解,并总结出一系
列优缺点。
这些优缺点,通常是和管壳式换热器加以比较的,归纳如下。
(一)优点
1•传热系数高
管壳式换热器的结构,从强度方面看是很好的,但从换热角度看不甚理想,因为流体在壳程中流动时存在着折流板一壳体、折流体一换热管、管束一壳体之间的旁路。
通过这些旁
路的流体,没有充分参与换热。
而板式换热器,不存在旁路,而且板片的波纹能使流体在较
小的流速下产生湍流。
所以板式换热器有较高的传热系数,一般认为是管壳式换热器的3~5倍。
完成同一换热任务,采用管壳式换热器和采用板式换热器的比较;板式换热器的换热面
积仅为管壳式换热面积的1/3〜1/4。
2. 对数平均温差大
在管壳式换热器中,两种流体分别在壳程和管程内流动,总体上是错流的流动方式。
如
果进一步地分析,壳程为混合流动,管程是多股流动,所以对数平均温差都应采用修正系数。
修正系数通常较小。
流体在板式换热器内的流动,总体上是并流或逆流的流动方式,其温差修正系数一般大于0.8,通常为0.95.
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换热器的2~5倍,也不象管壳
式换热器那样要预留抽出管束的检修场地(除非吊出安装位置进行检修),因此实现同样的换热任务时,板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的1/5〜1/10.
4. 重量轻
板式换热器的板片厚度仅为0.5mm,管壳式板式换热器的换热管厚度为 2.0〜2.5mm;管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重得多。
在完成同样换热任务的情况下,板式换热器所需的换热面积比管壳式换热器的小,这就意味中板式换热器的重量轻,一般来说仅为管壳式
换热器的1/5左右。
5. 价格低
60年代中期,弗兰克对用各种材料制造管壳式换热器和板式换热器的成本进行了比较,得到单位换热面积造价一换热面积(一台的)关系曲线。
从曲线所示可见,若以不锈钢为材
料,板式换热器的价格低于管壳式换热器
6. 末端温差小
管壳式换热器在壳程中流动的流体和换热面交错并绕流,还存在旁流。
而板式换热器的冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面,且无旁流;这样使得板式换热器的末端温
差很小,对于水一水换热可以低于1C,而管壳式换热器大约为 5 C .这对于回收低温位的热能是很有利的。
7、污垢系数低
板式换热器的污垢系数比管壳式换热器的污垢系数小很多,其原因是流体的剧烈湍流,杂质不易沉积;板间通道的流通死区小;不锈钢制造的换热面光滑、且腐蚀附着物少;以及清洗容易。
板式换热器和管壳式换热器的污垢系数比较如下表。
8、多种介质换热
如果板式换热器中间隔板,则一台设备可进行三种或三种以上(多个中间隔板)介质的换热。
在乳品加工中常采用多介质换热的板式换热器。
管壳式换热器就无法实现在一台设备
中进行多种介质的换热。
9、清洗方便
把板式换热器的压紧螺柱卸掉后,即可松开板束、或卸下板片,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。
10、很容易改变换热面积或流程组合
只要增加(或减少)几张板片,即可达到需要增加(或减少)的换热面积。
改变板片的排列,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。
(二)缺点
1. 工作压力在
2.5MPA以下
板式换热器是靠垫片密封的,密封周边很长,而且角孔的两道密封处的支撑情况较差,垫片得不到足够的压紧力,所以目前板式换热器的最高工作压力仅为 2.5MPA;
单板面积在1平方时,其工作压力往往低于 2.5MPA.
2. 工作稳定在250C以下
板式换热器的工作温度决定于密封垫片能承受的温度。
用橡胶类弹性垫片时,最高工作温度在200C以下;用压缩石棉绒垫片(Caf)工作温度为250~260C。
由于压缩石棉绒垫片的弹性差,所以工作压力较用橡胶垫片低。
3. 不宜于进行堵塞通道的介质的换热
板式换热器的板间通道很窄,一般为3~5mm,当换热介质中含有较大的固体颗粒或
纤维物质时,就容易堵塞板间通道。
对这种换热场合,应考虑在入口装设过滤器,或采用再生冷却系统。