板壳式换热器概述
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板壳式换热器产品说明1. 产品概述板壳式换热器是一种高效、可靠的换热设备,常用于工业领域的热能转换。
它采用板式换热器和壳管式换热器的结合,具有体积小、传热效率高、使用寿命长等优点,被广泛应用于化工、电力、石油、制药等行业。
2. 产品特点2.1 高效传热板壳式换热器采用密封的板式换热器片,通过多层板与板之间的夹层进行传热,有效提高了传热效率。
与传统的壳管式换热器相比,板壳式换热器的传热系数更高,能够满足更大的传热需求。
2.2 节约空间板壳式换热器采用紧凑的结构设计,占地面积小,能够节约大量的空间。
特别适用于有空间限制的场所,如化工厂、石油炼制厂等。
2.3 高强度耐压板壳式换热器的外壳采用优质钢材制成,具有高强度和良好的耐压性能。
可以承受高压力的工作环境,确保设备的安全运行。
2.4 易于维护板壳式换热器的夹层板片可以轻松拆装,方便清洗和维护。
并且由于传热表面平整,不易产生结垢,降低了设备的维护难度。
2.5 适应性强板壳式换热器可根据用户的需要进行定制,满足不同工况下的换热要求。
可以根据介质性质、温度、流量等参数进行选择,使其适应不同的工业应用场景。
3. 技术参数项目技术参数型号BKH-1000最大传热面积1000平方米板片材料不锈钢外壳材料碳钢最高工作温度300°C最高工作压力 1.6MPa密封方式螺纹密封适用介质液体、气体适用行业化工、电力、石油、制药等4. 安装与使用板壳式换热器的安装应由专业人员进行,按照设备的安装图纸和操作手册进行操作。
安装前应检查设备和管路是否完好,确保无漏水和松动现象。
使用前,应根据需要调整设备的进出口温度和流量。
在正常工作期间,定期检查设备的压力和温度,如发现异常及时处理。
5. 维护与保养为确保板壳式换热器的正常运行,需要定期进行维护和保养。
具体维护内容包括:•定期检查换热器的泄漏情况,如有泄漏应及时修复;•清洗夹层板片,确保板片表面清洁;•检查管路连接件,确保连接紧固;•定期更换密封件,以保证设备的密封性能;•注意防止介质腐蚀对设备造成的损坏。
板壳式换热器的应用和进展蔡丽萍;郭国义;陈定岳;肖云晓【摘要】评述了近年来有关板壳式换热器的研究进展,着重介绍了板壳式换热器的结构、性能特点和制造技术.还介绍了板壳式换热器的工业应用情况.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2011(032)002【总页数】5页(P27-31)【关键词】板壳式换热器;板管;板束;管板;制造技术【作者】蔡丽萍;郭国义;陈定岳;肖云晓【作者单位】宁波连通设备制造有限公司;宁波连通设备制造有限公司;宁波连通设备制造有限公司;宁波连通设备制造有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ051.5Abstract:In thispaper,reviewed the latest research developmentof the plate and shellheatexchanger,emphasized on the structure,performance characteristicsandmanufacturing of the plate and shellheatexchanger.The industrialapplicationsof the plate and shellheatexchangeralso have been introduced.Keywords:Plateand shellheatexchanger;Sheet-tube;Bundleofsheet-tube;Tube plate; Manufacturing technology板壳式换热器是介于板式换热器和管壳式换热器之间的产品,它具有板式换热器和管壳式换热器两者的优点。
目前,普遍使用的管壳式换热器已经远远不能满足大型化、现代化装置的需要。
为实现炼油化工装置的大型化、现代化,必须解决原有关键换热设备占地面积大、单台设备重量大、资金投入大以及能耗高的不足。
大型板壳式换热器适应了炼油化工技术发展和炼油化工装置增效节能的需要,是新一代换热设备。
板式换热器基本概述第一章钎焊式板式换热器......................................................... .. (1)1.1工作原理 ........................................................ . (1)1.1.1结构 ........................................................ .............................................. 1 1.1.2介质流淌方式 ........................................................ .............................. 1 1.2特点 ........................................................ (2)1.3结构组成 ........................................................ . (2)1.3.1设计参数 ........................................................ ...................................... 2 1.3.2设计敏捷 ........................................................ (3)其次章可拆式板式换热器......................................................... .. (3)2.1特点: ...................................................... . (3)2.2结构组成 ........................................................ ................................................. 4 2.3设计参数 ........................................................ ................................................. 4 第三章关键技术......................................................... . (4)3.1板片设计 ........................................................ . (4)3.1.1流体安排设计 ........................................................ .............................. 4 3.1.2面接触设计 ........................................................ .................................. 5 3.1.3不同的通道设计 ........................................................ .......................... 5 3.1.4定位 ........................................................ .............................................. 5 3.1.5材质 ........................................................ .............................................. 6 3.2胶垫设计 ........................................................ . (6)3.2.1卡扣设计 ........................................................ ...................................... 6 3.2.3截面设计 ........................................................ ...................................... 6 3.2.4泄漏腔 ........................................................ .......................................... 6 3.2.5双重密封 ........................................................ ...................................... 7 3.2.6材质 ........................................................ . (7)第一章钎焊式板式换热器钎焊式板式换热器在继承了以往密封圈型板式热交换器高性能的基础上,进一步采纳简洁的结构组成,大幅度消减了部件数量,实现了精致小巧、平安牢靠、经济性能高的特点。
板壳式换热器方法引言板壳式换热器是一种常用的热交换设备,用于热能的传递。
本文将详细介绍板壳式换热器的原理、工作过程、设计方法和应用场景等方面的内容。
版壳式换热器的原理1. 工作原理板壳式换热器通过壳体内的流体与板内的流体进行传热和传质,以实现热量的交换。
其中,壳体内的流体称为壳程流体,板内的流体称为管程流体。
2. 结构组成板壳式换热器主要由壳体、管束和密封装置等组件组成。
壳体是一个封闭的容器,用于容纳板束和流体。
管束是由多个板片组成的,板片之间形成了一系列的通道。
密封装置用于保证壳体内外的流体不相互混合。
板壳式换热器的工作过程1. 冷热流体流动在板壳式换热器内,冷热流体分别通过管程和壳程流动。
一般情况下,冷流体从一个端口进入管程通道,经过板片的热交换后从另一个端口流出;热流体从壳程的一个端口进入,经过壳程与管程流体进行热交换后,从壳程的另一个端口流出。
2. 热量传递板壳式换热器中的热量传递方式分为对流传热和传导传热。
对流传热是指流体通过对流换热的作用而传递热量;传导传热是指板片和流体间通过接触而传递热量。
3. 温度和压力变化在板壳式换热器中,流体在流动过程中会导致温度和压力的变化。
冷流体的温度随着热量传递而升高,而热流体的温度则随着热量传递而降低。
同时,在流动过程中,流体的压力也可能发生变化,需要通过设计和控制来保持合适的压力。
板壳式换热器的设计方法1. 换热面积计算换热面积是板壳式换热器设计的重要参数。
可以通过以下公式计算:A=Q U⋅ΔT其中,A为换热面积,Q为需要传递的热量,U为传热系数,ΔT为温度差。
2. 流体速度和压降计算在设计板壳式换热器时,需要考虑流体的速度和压降。
流体速度过大会增加压降,造成能量损失;而流体速度过小则不利于传热。
因此,需要根据实际情况,通过经验公式或计算方法来确定合适的流体速度。
3. 板间距的确定板间距是指板壳式换热器中两个板片之间的距离。
板间距的大小直接影响到流体的流速和传热效果。
《板式换热器和板式换热装置的技术和应用手册》前言板式换热器和板式换热机组是工业传热过程中必不可少的设备,几乎应用于包括动力、化工、冶金、食品、轻工等一切工业部门;同时,它也是空调、供热中的重要组成部分;在可持续发展的国策下,它还是余热利用、太阳能利用、海水利用、污水利用、地热利用中的关键设备。
随着技术的进步,以及节约资源和能源的紧迫性,近几年来开发了一系列新型的板式换热器,如可拆式、全焊式、钎焊式、板壳式等,并从板式换热器发展至板式换热装置,如蒸发装置、热泵装置、制冷装置、热力机组、催化重整装置、燃气冷凝回收装置等。
适用范围越来越广,需要量越来越多,生产量也越来越高。
但尚没有较完善的新型板式换热器和新型板式换热装置的结构、原理、特性、布置、选型、安装和运行等技术和应用手册。
为了满足市场的需求,为了给工业、空调、供热、新能源利用和余热利用的设计、应用、施工、运行人员提供相关数据和资料,为了给热能工程专业人员提供教材。
成立了由板式换热器专家、板式换热器标准委员会成员、制造专家、专利发明人、设计、施工和用户组成的编委会。
编委会编写本书的原则是为各应用领域的用户、设计、施工、运行人员提供一本技术和应用手册。
既然是一本工具书,内容则必须齐全、精练、简明、实用。
既全又简,既符合科学性,又满足实用性的技术应用手册,使之能真正起到开拓眼界,简化设计计算,提高工作效率,方便实际应用的作用,成为各领域的与换热有关的工程技术人员的得力助手和可靠工具。
本书分为技术篇和应用篇等二篇共十五章。
第一篇主要的内容是提供板式换热器和板式换热装置的基础理论、性能、设计计算方法,性能试验和运行维护,同时也叙述了板式换热器的现况和发展趋势。
第二篇的主要作用是向工业、空调、采暖、新能源等各领域的用户、设计、施工和运行人员介绍了板式换热器和板式换热装置的应用原理和方法。
同时以实例的形式,简明扼要地叙述了应用的方式、设计的方法和节能、经济、环保效益。
节能减耗已成为当今诸多领域备受关注的核心,因此提高现有能源利用率与构思节约型能源的新理念成为了人们目前所研究的主向。
冷换设备是借助流体间存在的温差来完成能量传递的一种设备,换热器不仅被作为应用广泛、节能低耗的主要冷换设备之一,而且被普遍应用于石油、化工、动力、冶金、制冷等带动国民经济不断进步的各行各业中,尤其在现代石油炼化企业装置中,换热器占总设备数量的40%左右,占总投资的30%~45%。
一、管程板型结构选择板式换热器是目前工业生产中所普遍使用的间壁式换热器,因冷、热流体彼此之间互不接触和渗透混合这一特性使其成为一种使用广泛、需求量大的换热装备。
换热板是板壳式换热器的核心部件,板片表面冲压的形状与几何尺寸决定其传热与流阻性能。
凸起状板表面结构是通过凹凸状球形突起部分按照一定分布规律排列而成的,其传热机理为突起部分产生漩涡,对流体起增强涡流的作用。
波纹板表面结构是通过不同形状的波纹按照一定分布规律使流体流向与波纹垂直或呈一定的倾斜角度,其传热机理为流体经由曲折波纹状流道会改变流向进而产生二次流动,促使扰流程度增强。
通过对千鸟格波纹板、蜂窝形波纹板与鼓泡形波纹板三者的流质模型进行传热模拟分析得出填料函式板壳换热器管程板型选择的是千鸟格结构。
1.壳程折流板结构设计换热器的强化传热通常指在单位时间内对热交换有影响的要素进行改进,主要是从管程的管型变化与壳程的支撑结构两个方面来进行改进,如果传热效率提升10%,那么设备的能量利用率将提高2%。
壳程的强化传热方法主要是采用不同型式折流板的支撑结构来改变壳程流体的流动状态进而影响壳程的传热效率与压降。
诸如螺旋折流板、螺旋叶片折流板、曲面弓形折流板、双壳程折流杆等。
这些结构的优点是尽量遏制形成死区和滞留区,减少壳程的横向流使其呈纵向流动状态。
下面将会对这几种结构的特点与性能进行一定的分析。
2.浮动管板端填料函密封结构优化目前换热器的应用场合大部分处于高温高压环境中,为了缓解或消除板束因管壳程温差产生的热应力而导致的易开裂情况,在换热器的创新改革上应选取合适的密封结构。
APL板壳式换热器产品说明一、企业简介:APL公司成立于2000年,由位于奥地利的HOPFGERTEN公司和位于德国的DORMAGEN公司组成,这次并购在整合资源和统一管理的基础上,我们APL带给了客户最优化的利益。
同时,并购的举措也实现了企业的巨大变化,为一个成功的未来奠定了基础。
()HOPFGERTENAnton Pletzer 先生于1966年在奥地利成立了HOPFGERTEN 公司,公司刚开始生产油罐和一些其它比较简单的容器,主要面向本地的家庭市场。
后来,公司开始致力于设备的生产,1990年引进了为客户定制生产换热器的项目,面向化工、石油、炼油行业、能源和环保行业。
DORMAGENDORMAGEN公司是公司2000年并购的一家公司,原公司于1979年建立的。
公司有多年的设计和制造管式换热器的经验,主要面向冷冻和化工企业。
今天,APL公司是化工和石油化工用换热器的领先设计和制造公司。
二、我们设计和制造的产品用于以下用途:热传递,化工和石油化工炼油厂冷藏厂能源和环保工厂特别设计三、我们所有的员工共同致力于给客户提供高质量的产品,我们的产品控制有如下措施:顾客的满意程度无缺陷产品达到最高要求专业员工同供应商良好沟通多年的经验和创新管理让我们有足够的质量保证,可以满足客户的需要。
四、我们的产品符合国内和国际的规则和标准,达到足够的机械强度。
我们乐意为您提供各种资质文件和证书。
我们也愿意为您提供CAD的电子版样图。
还有焊接的过程检测报告,并且会随时更新。
我们自行设计了TASC+ 和HTRI等设计软件,能保证快速给客户选型和报价。
五、适用介质制冷剂(NH3, CO2, “freon”)气体(O2、 H2、 He、CO2等.)油,植物油酿酒用水,啤酒,蒸汽酒精水,蒸汽空气废气,液态二氧化碳六、质量标准DIN EN ISO9001:2000AD-2000 Merkblatt HPO u. EN ISO3834-2DGRL 97/23-EG incl. Modul H1SELO-Certificate, ChinaASME incl. U-Stamp七、认证TUV OsterreichTUV DeutschlandASMESELO, ChinaDNV, NorwegenGermanischer LloydLloyds Register of Shipping设计代码标准AD-2000ASME VIII ,TEMAGOST八、尺寸和重量我们可以满足不同尺寸和重量的订单直径可到4000mm长度可到25m总重可到100t工作压力可达500bar九、材质符合EN10025的结构钢符合EN10028-3 的纹路结构钢铬镍钢(,,,,,,,,,, etc.)符合EN10028-2 的的高温钢铜和铜合金钢镍合金和纯镍钛上述所有的金属组合十、产品及技术领域我们的专业焊接技术可以实现100毫米产品的焊接。
板壳式换热器制造过程质量验收检验大纲前言板壳式换热器是一种广泛使用于化工、电力、石化等工业领域的设备,其制造质量直接关系到工业生产的安全稳定。
为了确保该设备的制造质量符合标准、达到要求,特制定此制造过程质量验收检验大纲。
一、板壳式换热器制造过程检验和评定1. 设计文件的审查对于板壳式换热器的制造过程,第一步是对设计文件进行审查。
设计文件必须符合相关国家标准,并且纸张和印刷质量必须达到要求。
设计文件中必须包括以下内容:•总图和单元图的尺寸、结构和图形符号等;•板壳式换热器主要零部件的材料、规格、数量、制造工艺、热处理情况和检验标准等;•板壳式换热器装置和检测设备的工艺流程、检测方法和标准等。
2. 板壳式换热器制造已知条件检查在设计文件审核通过后,对板壳式换热器制造的已知条件进行检查,这些条件应符合设计文件的规定。
已知条件检查内容包括:•板壳式换热器的工艺流程和质量控制计划;•材料的规格和品质、数量、检验证书和检验报告等;•零部件的加工方式和质量要求;•辅助设备和工具的选择、检验证书和检验报告等。
3. 板壳式换热器主要零部件的制造过程检验在制造板壳式换热器的主要零部件时,必须进行以下检验:•板材、管材的检查。
选用厂家出具的质量证明书或检验报告,对其品质进行检查,以保证其质量;•焊接和连接部位的检查。
对焊接接头进行尺寸检查,对表面要求进行检查,以保证其质量;•加工件的检查。
对加工件进行尺寸测量和表面质量检查,确保其符合技术要求和制图要求;•热处理的检查。
对热处理过程进行检查,确保热处理的工艺规范正确;•总装的检查。
对板壳式换热器总装进行检查,以保障其质量。
4. 板壳式换热器检验与试验板壳式换热器的检验和试验至关重要,需要检验的内容包括:4.1 板壳式换热器视检验视检验是一种简单、基础的检验方式,检验内容包括:•部位和表面外观的质量和判断;•焊缝表面质量检查等。
4.2 板壳式换热器尺寸检验制件的尺寸应与设计图纸一致,因此必须对其进行尺寸检验,以保证其质量。
板壳式换热器标准
板壳式换热器是一种流体传热设备,由一组铝或不锈钢板和两个
端盖组成。
板与板之间的空隙可以使两种不同流体之间的热量进行传递。
板之间的空气流通道是用以增强传热。
板壳式换热器也有多种标
准化的规格和设计来满足不同的应用需求。
板壳式换热器标准包括国家标准、行业标准和企业标准等。
其中,国家标准通常由领导或行业组织制定,行业标准由相关行业协会或研
究组织制定,企业标准一般由企业自己制定。
国家标准对于板壳式换热器的规格、安装和使用特性进行了详细
的规定。
包括: 设计压力、最高工作温度、最小壳体厚度、制造尺寸
和公差、其它关键技术指标和检验方法等。
也对于钢板、压力容器和
焊接进行了详细规定,以确保换热器的安全可靠。
行业标准是实践经验的总结,对于不同的应用场合,可以根据行
业标准进行选择。
例如,在石化、冶金、化工和医药等行业,板壳式
换热器需要具备防腐、耐高温、维护方便等特点。
该行业标准通常对
材料、设计、安装、使用、保养等进行了详细的规定,确保了在这些
行业中的可靠性和安全性。
另外,企业标准则是特定企业根据自己的需求和情况而制订的标
准体系。
该标准通常受到企业的技术能力和经济条件的限制,如制造
工艺、设备精度、生产线能力等。
企业标准可能存在一些不足之处,
对于用户来说,需要根据实际情况进行选择。
对于板壳式换热器来说,标准是确保其质量和安全的关键因素。
根据应用的领域和需求,合理选择标准体系,并确定适合的产品规格、设计和制造过程,然后才能保证换热器质量可靠,性能稳定。
板式换热器是一种以波纹板为传热面,以对流和热传导为主要手段的换热设备,是一种高效、紧凑、节能的换热设备。
板式换热器主要是通过外力将板式换热板片夹紧组装在一起,介质通过换热板片上的角孔在板片与板片间进行流动。
每张板片都是一个传热面,板片的两侧分别有冷热介质通过进行换热,角孔和板片四周装有密封胶垫,限制介质在板片组内流动。
各半片形成平行的通道。
板片形式:按介质流动方向可分为:对交流和单边流。
按波纹形式可分为:人字波、平行波、球形波和异形波。
按板片的结构可分为兑成型和肥对称型。
按流道深浅可分为:深槽波纹浅槽波纹。
可拆板式换热器的组成结构:框架、波纹板片、密封胶垫。
板式换热器的优点:(重点)1换热效率高。
采用人字形波纹在水水交换下传热系数达到6000W(m².K),,在一般情况下也能达到2000~3000 W(m².K)。
2针对性强。
对于不同的工况条件,不同的介质,有多种材料以及波纹形式供选择。
3结构紧凑,重量轻。
与传统的列管式换热器相比较,在换热效果相同的条件下,占地面积仅为列管式的十分之一。
4适应性强。
可用于绝大多数换热工艺,跨行业、跨领域,对于一般的液-液,气-液交换都有很好的效果。
5热损失小。
由于板式换热器是全封闭的换热设备,不会产生热量散失在空气中的情况,热能能全部加以转移和利用。
6拆装维修方便,通过吊孔吊装,脚底三点固定安装,安装空间固定后在拆卸时不需要额外的空间,板片可以卸下清洗,密封垫损坏后更换也非常方便。
缺点(仅作了解)1承压性能较低。
由于可拆板式换热器通过胶垫密封,一般工作压力不超过2.0MPa,并且设备面积越大,承压性能越差。
2工作温度比较低。
采用密封胶垫的密封的板式换热器一般工作温度都在200°C以下。
短时间内可以略高。
但对密封垫的损坏非常严重。
3不适用与杂质较多的介质。
波纹板的波纹深度一般在2~7mm,这样的深度易于介质形成喘流。
当介质杂质较多时,极易堵塞流道,减小换热面积,降低换热效果,严重时还会损坏板片造成两种介质混合。
固定管板式换热器的概述管换热器;填料函式换热器。
固定管板式换热器由两端管板和壳体构成。
由于其结构简单,运用比较广泛。
固定管板式换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,是在石油、化工、石油化工、冶金、电力、轻工、食品等行业普遍应用的一种工艺设备。
在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右,占总投资的30%-45%。
近年来随着节能技术的发展,应用领域不断扩大,利用换热器进行高温和低温热能回收带来了显著的经济效益。
结构原理固定管板式换热器管程和壳程中,流过不同温度的流体,通过热交换完成换热。
当两流体的温度差较大时,为了避免较高的温差应力,通常在壳程的适当位置上,增加一个补偿圈(膨胀节)。
当壳体和管束热膨胀不同时,补偿圈发生缓慢的弹性变形来补偿因温差应力引起的热膨胀。
一、固定管板式换热器的构成和特点1、固定管板式换热器的构成固定管板式换热器由管箱、壳体、管板、管子等零部件组成,其结构较紧凑,排管较多,在相同直径下面积较大,制造较简单。
固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束,管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上,两端管板直接和壳体焊接在一起,壳程的进出口管直接焊在壳体上,管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固,管程的进出口管直接和封头焊在一起,管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。
这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。
2、固定管板式换热器的特点固定管板式换热器结构简单,制造成本低,管程清洗方便,管程可以分成多程,壳程也可以分成双程,规格范围广,故在工程上广泛应用。
壳程清洗困难,对于较脏或有腐蚀性的介质不宜采用。
当膨胀之差较大时,可在壳体上设置膨胀节,以减少因管、壳程温差而产生的热应力。
固定管板式换热器的特点是:①、旁路渗流较小②、锻件使用较少,造价低;③、无内漏;④、传热面积比浮头式换热器大20%~30%。
3、固定管板式换热器的缺点是:①、壳体和管壁的温差较大,壳体和管子壁温差t≤50℃,当t≥50℃时必须在壳体上设置膨胀节;②、易产生温差力,管板与管头之间易产生温差应力而损坏;③、壳程无法机械清洗;④、管子腐蚀后连同壳体报废,设备寿命较低;3、固定管板式换热器的机械设计固定管板式换热器的机械设计除了最关键的换热板片以外,还有两块墙板,我们称为框架板和压力板,框架板为外侧不可活动的墙板,压力板为换热板片另一侧的可用拉杆螺栓调整位置的墙板;数根拉杆螺栓,用来加紧框架板和压力板;立柱;上下导杆,连接在框架板和立柱之间,用来支撑并给压力板和换热半片导向;框架板和立柱上可安装底脚底脚,用于固定机器。
一、板式换热器板式换热器的分类可分离板片(可拆卸式)钎焊式板式换热器不可分离板片板壳式螺旋板式等半焊式(部分可拆、部分焊接)二、可拆式板式换热器1.结构可拆式板式换热器是将薄(0.7~1.0㎜)的材料进行压制、冲压成为凹凸状。
每片贴合弹性密封垫片。
按一定的排列顺序组合起来并有加紧板与加紧螺栓加紧固定,形成不同的换热通道进行换热。
如图:2.换热原理如图:板片按一定的排列顺序组合起来,各通道与对应的角孔相通,冷热介质相互由板片间隔,形成冷-热-冷-热……传热通道,从而进行热交换。
3.可拆板式换热器的分类1)按板片波纹形式分1〉人字形波纹2〉水平直波纹3〉斜波纹4〉竖直波纹5〉球波纹6〉其他波纹如网状(巧克力块)、短半圆柱以及不对称波纹等。
2)按波纹深度分波纹深度2~2.5 为浅密波纹波纹深度2.5~4 为常规波纹波纹深度﹥4 为宽流道波纹3)按角孔分1〉单边流2〉对角流注:单边流和对角流的优缺点单边流成型简单,只用一套压型模则可成型,对角流则需两套成型模。
单边流导流复杂,板间流速不均匀。
对角流导流简单,板间流速相对均匀。
4)按结构形式分1〉按流程分单流程多流程2〉按框架分a.双支撑框架式b.带中间隔板双支撑框架式c.带中间隔板三支撑框架式d.悬臂式e.顶杆式f.带中间隔板顶杆式g.活动压紧板落地式3〉按换热介质分a.两种介质换热1段式b.两种以上的介质换热多段式三、可拆式板式换热器型号表示方法1.表示方法B—-板式换热器代号(GB16409规定)BL—板式冷凝器代号(各生产厂自行规定)BZ—板式蒸发器代号(各生产厂自行规定)2.板片波纹形式代号3.垫片材料代号注:食品、医用垫片在相应垫片代号后加S4.框架结构形式注:框架结构形式为Ⅰ时可省略。
例如:BR034-1.0-25-N-Ⅱ四、可拆式板式换热器的参数1.工作压力:板式换热器在正常工作情况下,任何一侧可能出现的最高压力。
2.设计压力:在相应的设计温度下,用以保证板式换热器正常工作的压力,该压力值大于工作压力。
板壳式换热器的优势以及发展状况王萌(学号:3008207016 08级化学工程与工艺一班,化工学院,天津大学)摘要:本文通过比较板壳式换热器跟目前普遍使用的板式换热器、管壳式换热器等换热器的各种特点,着重描述板壳式换热器的在换热效率,经济效益等方面的优势,并回顾板壳式换热器在国内外的发展状况以及应用。
关键词:换热器板壳式优势发展状况应用Abstract:In this paper,we compare the various characteristics of shell-and-tube heat exchanger with the ones of plate type heat exchanger and lamela heatexchanger ,which are widely used nowadays.And we emphasis the advantanges of shell-and-tube heat exchanger in exchange efficiency and economic benefits.The development and application of shell-and-tube heat exchanger are also presented in this paper.Key words:heat exchanger, shell-and-tube,advantage,development, application1 前言目前,国内外各个炼油化工企业的新上装置及新改造装置的规模越来越大。
而为了实现装置的大型化,就需要解决一些原有关键换热设备占地面积大、重量大、投资大及能耗高的缺点。
而目前在炼油、化工行业中普遍使用的管壳式换热器以及板式换热器已不能满足大型化装置的需要。
板壳式换热器作为高效紧凑式换热器的一种,介于管壳式和板式换热器之间,具有两种换热器的综合优点:换热效率高、端部温差小、压降低、节省占地面积、节约工程及设备安装费用、节省装置操作费用等优点,适合炼油、化工等领域大型化生产装置的使用要求[1]。
板壳式换热器的优势,在各个研究机构的研究和各大工厂的生产实践中,逐步体现出来,各项技术逐步走向成熟,为化工等工业提供了巨大的帮助,本文着重对板桥式换热器这部分内容进行总结介绍。
2 结构特点优势板壳式换热器的基本结构与板式换热器相似,但板间距增大,取消了垫片,用焊接法联接各板,形成通道。
图1以及图2分别是工业应用中的两个板壳式换热器实例的示意图,通过观察和研究,总结了不同于板式换热器和管壳式换热器的特点:[3]图1:板壳式换热器的结构示意图(立式摆位顺时针方向旋转90°后的视图)图2:压缩机终端水冷器设备结构示意图(基本结构为板壳式换热器的结构)1) 板的厚度增加。
加上板间距的增加,使换热器单位体积的换热面积小于板式换热器,但大于列管式换热器; [2]2) 采用焊接后,换热器能承受的压力和温度大大增加,密封性能良好;3) 板间距的增大使换热器被堵塞的,可能性大大减少,换热器能处理的物料范围因而较广;4) 物料在换热器内的流动途径与板式换热器相似,屑纯逆流;5)板壳式换热器的板间距离是可调的,只要无堵塞危险,就可以缩小间距以增大湍流。
对无悬浮粒子的清洁流体,板壳式换热器的传热系数比板式换热器略小。
但比列管式换热器和螺旋板式换热器高,当处理带悬浮粒子的流体、高粘度流体或渣粒状材料时,板壳式换热器仍能维持比螺旋板式换热器高的传热系数,而板式换热器则无法操作;[3]6)传热板片沿流体流动方向的流道断面形状不断变化,大大加强了流动的扰动,因而能在很低的雷诺数下形成湍流,从而增加了流体的传热性能;7)板壳式换热器由于改变板片形状及间距可以产生复杂的流体流动,在板式传热面上可得到无“死区”的流动,因而污染物附着步,不易结垢,板束又可拆,设备清洗方便。
可见板壳式换热器在结构方面集合了管壳式换热器以及板式换热器的优点,形成了自己的独特优势,成为众多化工厂更换设备或添置新设备的首要选择。
3 三种情况下板壳式换热器与其他换热器的比较3.1 有相变(蒸发和冷凝)的换热情况3.1.1 蒸发过程中换热器的比较用饱和蒸汽加热时,无论加热室采甩列管式或板式结构,对传热效果不会造成太大影响,而且此种情况下板式结构并不占优势。
但若是强制循环蒸发器而且热流体不是蒸汽而是某种液体,则板壳式或螺旋板式加热器明显比列管式加热器好。
也有用板式加热器的蒸发器,但其应用场合较受限翻。
假如被蒸发物料为某种致冷剂,传热温差又在5°C以内,用板壳式加热器时的传热系数可2倍于管式加热器且结构紧凑,此时便体现出板壳式换热器的传热优势。
3.1.2 冷凝传热过程中换热器的比较因为列管式换热器不可避免冷凝液流到下一列的管子上,所以不宜采用列管式换热器作为冷凝传热换热器。
为减小冷凝液膜厚度,应使冷凝液流过的途径尽可能短。
如果改用垂直管式换热器时,管子以短而粗为好,这样就使投资增加,也不宜用此类型的换热器。
当蒸汽中含有较多不凝性气体时,蒸汽应扩散通过不凝气膜,再在壁上冷凝,才能达到理想的换热效果。
此时若蒸汽走水平管式换热器的壳程,则传热系数不高。
若走垂直管式换热器的管程,可在管内加装波形翅片以加强湍流,但由于管壁常常不完全润湿,传热系数也不高。
螺旋板式换热器较好些,但在有支撑的一侧无法加装波形翅片。
若让蒸汽走光精侧,则冷流体侧的传热并不总是得到优化。
然而板壳式换热器则显示出它的综合优势,它可以设计成不太高而较长、多程的空间,而不致增加其价格。
这样可得到较高的传热系数。
还可以同时引入二股冷流体。
板壳式换热器成为冷凝传热过程中的最佳选择。
[2]3.2 无相变液体的换热当液体中无悬浮粒子时,无论从传热系数还是从总费用看,板式换热器为最佳选择。
当液体中有悬浮粒子时,板式换热器易堵塞,传统上用列管式换热器。
其管程流动是较理想的。
但壳程流动的湍流程度太低,导致总传热系数低,投资高。
螺旋板式换热器是较理想的设备,液体的流动为纯逆流,但其板间支撑(类似于U 型板壳式换热器)易造成堵塞,清洗也较难。
此外,它可以是逆流或并流,但不能一侧为单程,另一侧为多程。
和列管式换热器一样,板壳式换热器较易清洗,但其传热效率却高得多,因为二侧的传热系数都较高。
它的流程可任意选定,比螺旋板式换热器灵活。
其费用比板式换热器贵,但比列管式换热器便宜。
总的来看,板壳式换热器的性价比最高。
4 发展状况以及应用4.1 板壳式换热器在国外的发展情况二十世纪七八十年代,法国BARRIQUAND公司研制出了第一个板壳式换热器,这之后,欧美发达国家于上世纪八十年代起开始竞相开发、研制各种型式的板壳式换热器。
其中具有代表性的公司当属法国Packinox公司,该公司于20世纪80年代首次在催化重整装置中用一台大型板壳式换热器替代传统的管壳式换热器组。
20世纪90年代末期,Packinox公司又将大型板壳式换热器用于催化加氢装置。
该公司的产品得到UOP(美国联合油)的认证,其产品主要用于的催化重整、芳烃及加氢装置。
[1]Packinox公司板壳式换热器的单板最大尺寸可达1400mm×16000mm;单台设备最大传热面积可达8000m2;板片为鱼刺形凹凸波纹,爆破成型;板束在壳体内为悬挂结构;独特的气液两相进料混合器;带膨胀节的管式连接;双容器设计,热介质不与压力容器接触;壳体为无大法兰结构;板束操作压力(反压)小于等于100Pa;板束操作压力(正压)同壳体操作压力,不受限制;操作温度小于等于550℃。
4.2 板壳式换热器在我国的发展情况尽管板壳式换热器在国外发展的比较早,但是板壳式换热器制造工艺比较复杂,焊接技术要求高,所以在国内起步较晚各,各项技术正在趋于成熟。
即便如此,我国在该类型换热器的研究也取得了不少成就。
我国首台大型板壳式换热器克拉玛依石化厂二段混氢进料/重整产物换热器制造完成后,国内有关的设计院及石油化工企业专家,在国内首台大型板壳式换热器的出厂小结会,经过充分地讨论和论证,一致认为:产品结构设计合理、可靠,与国外同类产品相比,更加适合国内炼油化工厂的使用要求。
其后,在这种要求的指引下,我国的板壳式换热器发展取得了巨大的成绩。
在1996年初,昆山板式换热器厂解决了板片供应和不锈钢滚压技术后,与昆山化工厂联合开发出两个压力等级,8种规格BKI系列产品,促进了板壳式换热器的发展。
[1]1999年兰州石油机械研究所研制成功大型板壳式换热器,该产品(专利号:ZL98249056.9)具有国际先进水平、首创独特结构的全焊式板式换热器,并已在炼油厂重整装置,化肥厂水解解吸装置及集中供热换热站等场合得到应用。
本产品于1999年5月8日通过中国石化总公司鉴定。
同时将板壳式换热器产品转入产业化生产,投资数百万元初步建成了大型板壳式换热器生产线。
2009年7月5日,由甘肃兰科石化高新装备股份有限责任公司设计制造的重大石化设备——10500m2高效节能板壳式换热器,正式通过验收。
这台国内单台换热面积最大的国产板壳式换热器,将应用于中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司1.0Mt/a芳烃联合装置上,该换热器的研制成功,已标志着我国国产板壳式换热器已逐步跨入国际领先行列。
4.3 工业应用范围板壳式换热器可广泛应用于冶金、化工、造纸、制药和食品等行业中的液一液,液一气,气一气加热、冷却、蒸发和冷凝各种过程。
特别是用于化肥低压变换热交换过程,尤其受到化肥行业欢迎。
特别是,由青州化肥厂试用2.0MPa,900板壳式换热器替代立式氨冷凝器已获得成功。
这几年板壳式换热器已形成DN小批量生产,从使用情况看出,板壳式传热效果明显,其总传热系数为列管式换热器约3倍左右,同时又能承受一定的温度和压力,普遍受到广大工厂的青睐。
5 结语板壳式换热器可视为在板式换热器和管壳式换热器基础上发展起来的变型.它克服了板式换热器易堵塞的弱点和垫片材料对操作压力和温度的限制,是集板式换热器和管壳式换热器优点于一身的新型换热设备,具有传热效率高、承压耐热及耐腐蚀能力强、密封性能好、安全可靠、结构紧凑、成本较低等优点。
实践证明,板壳式换热器作为一种新型高效换热设备,板壳式换热器在电力、石油、化工、冶金、制冷、暖通和环保等工业领域都有广泛应用前景[4]。
参考文献[1] 史秀丽,张宏峰.板壳式换热器发展现状及优越性[J].化学工程师,2006,2:30—31[2] 顾瑾,徐怀庆.板壳式换热器[J].广州化工,1997,25(3):52—55[3] 王金涛,时晓峰.浅谈板壳式换热器质量控制[J].管理园地,2008,2:25—28[4] 祁玉红.三种常用换热器的比较[J].青海大学学报,2006,24(6):60—62。