管壳式与板式水水换热器的比较分析论文

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1、管壳式与板式水水换热器的比较分析论文.freel3／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℃出水温度循环水量压降0．05～0．06MPa3管壳式及板式换热器的比较3．1设计参数比较根据换热器的设计条件分别作了如下3个方案：方案1：2台100％容量的管壳式换热器方案2：2台100％容量的板式换热器方案3：3台50％容量的板式换热器各方案的参数见表1。3．2开式循环冷却水（水水换热器冷却水侧）系统设备选择比较根据管壳式及板式换热器的不同结构形

2、式和冷却水量，需选择不同的电动滤网和开式循环冷却水泵，详见表2。3．3流动传热设计比较管壳式换热器的管子是换热器的基本构件，它为在管内流过一种流体和穿越管外的另一种流体之间提供传热面。根据两侧流体的性质决定管子材料，将具有腐蚀性，水质差的海水放在管内流动，水质较好的除盐水放在管子外壳侧，这样管子只需采用耐海水腐蚀的钛管，同时清洗污垢较为方便，管径从传热流体力学角度考虑，在给定壳体内使用小直径管子，可以得到更大的表面密度，但大多数流体会在管子表面上沉积污垢层，尤其管内冷却水水质较差，泥沙和污物及海生物的存在，都可能

3、会在管壁上形成沉积物，将传热恶化并使定期的清洗工作成为必要，管子清洗限制管径最小约为20mm，钛管一般采Φ25mm，对给定的流体，污垢形成主要受管壁温度和流速的影响，为得到合理的维修周期，管内侧水的流速应在2m／s左右（视允许压降的要求）。由于一般冷却水选用海水、河水等，较易引起结垢，对管壳式换热器，应根据水质含沙量情况需设置胶球清洗装置进行定期清洗。板式换热器的冷却水和被冷却水在波纹板的两侧对流，波纹采用人字形波纹，这些传热板的波纹斜交，即在相邻的传热板上具有倾斜角相同而方向不同的波纹。沿流动方向横截面积是恒定

4、的，但是由于流动方向不断变化致使流道形状改变，而引起湍流。一般传热板的波纹深度为3～5mm，湍流区流速约为0.1～1.0m／s，波纹板很薄，厚度为0．6～1mm，相邻板间要有许多接触点，以承受正常的运行压力，相邻的板有相反方向的人字形沟槽，两种沟槽的交叉点就形成接触点，这样还可消除振动，并且在促进湍流和热交换的同时，消除了由于疲劳裂缝引起的内部泄漏。人字形波纹板湍流度较高，高湍流还能充分发挥清洗作用，可以特别有效的将沉积污垢减至最小，但是波纹板的接触点较多，当液体水质差，含有悬浮的固体颗粒、杂物和水草等时，由于板

5、间隙很窄，所以要尽可能地保证将所有2mm以上颗粒在进入换热器以前，都要过滤掉，假如滤网不能有效地发挥作用，就容易发生堵塞。3．4传热系数的比较管壳体换热器中，一种流体横向掠过管子通过管壁与管内流动的另一种流体换热，彼此垂直交叉流动，其传热系数一般为1000～30002．k）。板式换热器中，冷却水侧与被冷却水侧流动均匀湍流，两种流体逆向流动，由于波纹的作用引起湍流，从而产生高传热率，高阻力压降以及高切应力场，这将导致抑制污垢在传热面上形成。其传热系数一般为3500～55002．k），由此，可节省换热器的换热面积。3

6、．5端差比较管壳式换热器传热端差（即冷却水进口温度和被冷却水出口温度差）为5℃左右。板式换热器由于它的结构特点可以经济地做到低至1℃的端差。3．6冷却水量比较管壳式换热器一般冷却水量和被冷却水量之比为1．2～2．5∶1。板式换热器，由于2种介质流道基本相同且传热效率高，因此板式换热器可大大降低冷却水量，一般冷却水量和被冷却水量之比为0．8～1．1∶1，这样可以降低管道阀门和泵的安装运行费用。3．7安装检修的比较板式换热器具有体积小，重量轻的特点，检修方便，不需设检修起吊设施，故安装占地较少。板式换热器的人工维护包

7、括将整机折开，用喷水枪和刷子清洗板和垫片，检查板片和垫片，如有必要，更换板片和垫片。板式换热器一般每年要清洗1次，并且无论是否实际需要都要做。当应用河水、海水等水质较差的冷却水时，由于泥沙和污物的存在，以及微生物的快速生长有引起表面污染和堵塞的危险。在国外，应用河水作冷却水时，清洗频率很高，平均每年3．3次。管壳式换热器是由管束组成，自身重量体积都较大，在检修抽管时需要留出管束一样长的距离，故占地较多，还需配备必要的起吊检修设施。管壳式换热器的设计寿命一般为30年，大修周期4年，当换热器发生泄漏时，（可能是管子与

8、管板间的泄漏或是管子破裂引起的泄漏）可以采用堵管的办法在短时间内恢复工作性能，管壳式换热器允许有7％的堵管裕量。对于管内的清洗可以根据需要采用胶球清洗装置进行定期的机械清洗。4换热器在国内电厂的运行情况（1）华能岳阳电厂的2台362MW机组为例，根据水水换热器的设计条件及闭式循环冷却水系统的要求，管壳式及板式制造厂家分别作了初步的报价，其他主要辅助设备只是估价，比较情况详