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热管换热器与板式换热器的区别

1. 体状态 
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。 
2. 换热效率 
管 / 壳式换热器中冷却水为层流,故在管壁上流速为零,传热须径水的传热来进行(另外,冷侧介质和热侧介质的流动成 900 ,而不形成对流)。对于水 / 水换热器,其传热系数 K 值一般为 800-1200w/m2*K 。 
板式换热器中,冷却水侧和被冷却水侧流动均为湍流,流道中的介质不断地在板壁和通道中心进行置换。另外,冷侧介质和热侧介质的流动形成 18 00 ,形成对流,故换热效率很高。对于水 / 水换热器,其传热系数 K 值一般为 4000-7000w/m2K 。由此可节省 4-5 倍的换热面积。 
3. 端温差 
管式换热器的流动状态和二中介质流向决定了端温差比较高(即冷却水进口温度和被冷却水出口温度之差),一般为 8 ℃ 左右,如果管式换热器的端温差必须是 1 ℃ 的话则这个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二种介质流向决定了端温差很小,可以经济地做到 1 ℃ 左右的端温差。这对于在夏天工况,冷却水的温度较高,一般到达到 33 ℃ -37 ℃ 。若采用板式换热器,则很容易使被冷却水温度降到 35 ℃ -38 ℃ ,这就保证了汽轮发电机组及辅机的额定出力和正常工作(因发电机冷却水温若大于 37 ℃ 则出力将受影响)。而管壳式换热器的端温差决定了在夏季工况下,汽轮发电机组及辅机无法保证额定出力和正常工作。 
4. 投资
由于管壳式换热器的结构和传热效率,使得其用材较多,故价格较高。而板式换热器的结构和传热效率决定其用材很少,价格较管壳式换热器低得多。若冷却水质是海水和有海水倒灌的江河水,材料需采用耐海水腐蚀的材料,如钛材。 
5. 安装 
管壳式换热器的自身重量一般是板式换热器的 5 倍左右,故在运输和安装时,需采用较大的运输设备和安装设备来运输和安装。另外由于自身的重量较大,故其基础设施也较庞大,无论从费用和时间都是比较大的。 
由于板式换热器重量只有管壳式换热器的 20% ,故无论是运输还是安装都是相当容易的。基本上无需做设备基础。因此,安装费用和时间可大大地节省。 
6. 占地 
管壳式的结构确定了其占地较大,并且为了维修还须考虑抽芯长度,另外管壳式的接管都在两侧,故其总数占地面积要比其设备本身的占有面积还要大得多。 
而板式换热器的结构极为紧凑,其设备本身占地面积极小只有管壳式的 20% 左右(不需要考虑维护保养和修理时额外的空间)。另外,板式换热器的接管都在固定板一侧,故其总的占地面积要比管壳式的总的占地面积要少的多。 
7. 灵活性 
管壳式换热器的结构决定了一旦确定了某一热交换量后,其管束数量和外壳及长度都已确定,故其热交换量无法再改变。 
板式换热器的结构却能很容易满足热交换量的变化,一般在几小时内,就可简单地在框架长度范围内增加减少板片,从而满足新的技术参数的要求。由于在电厂的运行中,有许多不可预见或额外增加的热交量,故板式换热器这一功能显得尤为重要。 
8. 寿命 
管壳式换热器不论从壳体和管束的强度设计都足以满足电厂的长期使用,但由于冷却水侧压力不可能完全恒定,其产生的压力波作用于胀管处,故较容易产生渗漏现象,甚至泄漏。 
板式换热器的板片之间金属与金属接触,可以形成无振动的刚性整体,故板片的寿命足以满足电厂长期使用的要求。而密封条的寿命一般视介质的温度而定,一般来讲介质温度若为 70 ℃ ,则平均寿命达 12 年之久。 
9. 维修
一般来讲,管式换热器中管束达几百根,若要清除管中的结垢,因无法知道哪些管束结垢,必须对每一根管束进行清洗。另外打开管壳式换热器一般需要 60-90 分钟,所以清洗一次管壳式换热器需要较长时间。另外,管束都在壳体内部,哪一根管束渗漏和泄漏,在一般情况下无法探测和发现,所以电厂有时不得不调换整套管束,这就需花费大量的资金和时间。 
板式换热器一般可用化学清洗剂进行清洗,无须打开, 30-60 分钟就可清洗干净。即便需要打开检查和清洗,只要卸下夹紧螺栓,即可检查全部传热表面,拆卸换热器一般只需要 15 分钟,哪些需要重点清洗,一看即知,所以拆开清洗一次板式换热器只需要很少时间即可完成。 
另外,板式换热器叫少产生内漏(由其结构决定),又很容易发现哪一板片渗漏或泄漏,因此极大地节省资金和时间。 
10. 冷却水量
由于管壳式的特殊结构,一般冷却水量和被冷却水量之比为 1.8-2.51 ∶ 1 ,而对板式换热器来讲,由于二种介质流道基本相同而且传热效率高,因此板式换热器可大大降低冷却水的流量,一般冷却水量和被冷却水量之比为 0.8-1.1 ∶ 1 。这就意味着降低了管道阀门和泵的安装 , 运行费用。尤其是泵的运行功率将大幅降低,选用的泵也较小. 
 
综合以上比较,可以看出板式换热器管壳式换热器具有较多的优点,但这并非说板式换热器可以完全替代管壳式换热器。因为从前面两种形式的简介中可以看出,板式换热器有一定的限制条件如:压力和温度。因此对于高温,高压,无法采用板式换热器,但如果压力和温度在板式换热器可以接受的范围内,则管壳式换热器就无法与板式换热器相抗衡。
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