换热设备如何选型和提高效率？

时间：2023-01-03

公司拥有全品牌可拆板式换热器、板壳式换热器、半焊式板式换热器、全焊式板式换热器等，波纹形状也多种多样，可以贴合您的工况进行选型，达到节能和提高效率的目的。

水中氯离子含量材料的选择

氯离子含量	60℃	80℃	120℃	130℃
= 10 ppm	304	304	304	316
= 25 ppm	304	304	316	316
= 50 ppm	304	316	316	Ti
= 80 ppm	316	316	316	Ti
= 150 ppm	316	316	Ti	Ti
= 300 ppm	316	Ti	Ti	Ti
> 300 ppm	Ti	Ti	Ti	Ti

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与壳体、折流板与换热管、管束与壳体之间的旁路，见图1-1。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。所以板式换热有较高的传热系数，一般认为是管壳式换热器的3到5倍。表1-1为完成同一换热任务，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器换热面积的1/3到1/4。

表1-1 板式换热器与管壳式换热器的换热性能比较

序号	A介质流量(m3/h)	B介质流量(m3/h)	温度A/B (℃)	管壳式			板式
				压降(kPa)		换热面积(m2)	压降(kPa)		换热面积(m2)
				A	B	换热面积(m2)	A	B	换热面积(m2)
1	烃6.02	水24	160-49/49-33.3	2.9	21	28	2.01	15.2	8.6
2*	水389	海水34.6	49-27.8/37.2-21.7	69	131	1125	74.5	60.7	337.6
3	汽油26.55	水9	105-35/35-26.1	21.4	30.4	83.7	9.7	30.4	26.2
4	溶剂7.65	水87.3	60-40/35-26.1	20	31	170	20.7	25.5	41.4
5	脱盐水66.9	盐水212.4	105.6-37.8/41.1-20	74.5	55.2	139.5	31	69	35.3

*该实例的总传热系数：管壳式为1530W/(m2·K)，板式为3974 W/(m2·K)。

2、对数平均温差大

在管壳式换热器中，两种流体分别在壳体和管程内流动，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到5倍，也不象管壳式换热器那样要预留出管束的检修场地（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到1/10，见图1-2。

4、重量轻

板式换热器的板片厚度仅为0.5到0.8mm，管壳式换热器的换热管厚度为2.0到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，这就意味着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、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-水换热可以低于1℃，而管壳式换热器大约为5℃。这对于回收低温位的热能是很有利的。

6、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得多，其原因是流体的剧烈湍动，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。

7、多种介质换热

如果板式换热器有中间隔板，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。

8、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。

9、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承情况较差，垫片得不到足够的压紧力，所以目前板式换热器的较高工作压力仅为2.5MPa；单板面积在1m2以上时，其工作压力往往低于2.5MPa。

2、工作温度在250℃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，较高工作温度在200℃以下；用压缩石棉绒垫片(Caf)时，较高工作温度为250到260℃。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、不宜于进行易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到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。

板式换热器和管壳式换热器加以比较，其结果见表1-2。

表1-2

板式换热器和管壳式换热器的比较

项目	板式换热器	管壳式换热器
温度交叉（见图1-3）	能	不能
末端温差℃	1	5
多介质工况	能	不能
管线连接	可在一个方位	在几个方位
总传热系数比	3到5	1
设备重量比	1	3到10
滞液体积	小	大
占地面积	1	2到5
管件焊接	无	有
振动敏感性	无	有
垫片	每张板片	壳体两端
检漏	易在泄漏口发现	困难
直观检查	可对板片各侧检查	受限
打开需要时间(min)	15	60到90
修理	更换板片、垫片容易	堵管
变更换热面积	增减板片	不能
变更程数	改变流程组合	不能
较高工作温度(℃)	<250到260	决定于设计
较高工作压力(MPa)	2.5	决定于设计
对含固体颗粒介质换热	较差	可以

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