列管式換熱器又稱管殼式換熱器,是目前化工生產(chǎn)上應(yīng)用最為廣泛的一種換熱器。它的主要優(yōu)點(diǎn)是單位體積所具有的傳熱面積大且傳熱效果好。此外,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造材料也較為廣泛,適應(yīng)性強(qiáng),尤其是在高溫、高壓和大型裝置中采用更為普遍。板式換熱器是一種新型換熱器,它的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,單位容積所提供的傳熱面積大、材料耗量少、傳熱系數(shù)大,可以任意增減板數(shù)以調(diào)整傳熱面積,另外檢修、清洗都很方便,其使用范圍日益擴(kuò)大。下面從結(jié)構(gòu)和型式及性能等方面對(duì)列管式換熱器和板式換熱器進(jìn)行比較。
固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、壓緊螺柱和螺母、上下導(dǎo)桿、前支柱等零部件所組成。其零部件之少,通用性之高,是任何換熱器所不能比擬的。
板片為傳熱元件,墊片為密封元件,墊片粘貼在板片的墊片槽內(nèi)。粘貼好墊片的板片,按一定的順序置于固定壓緊板和活動(dòng)壓緊板之間,用壓緊螺柱將固定壓緊板、板片和活動(dòng)壓緊板夾緊。壓緊板、導(dǎo)桿、壓緊裝置、前支柱統(tǒng)稱為板式換熱器的框架。按一定規(guī)律排列的所有板片,稱為板束。在壓緊之后,相鄰板片的觸點(diǎn)相互接觸,使板片間保持一定的間隙,形成流體的通道。換熱介質(zhì)從固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板上的接管中出入,并相間的進(jìn)入板片之間的流體通道,進(jìn)行換熱。
板式換熱器由于框架構(gòu)造不同而有多種形式,最普通的是框架夾板夾緊式。這種結(jié)構(gòu)中,活動(dòng)壓緊板和前支柱之間保留了一段自由空間,拆卸清洗時(shí),將活動(dòng)壓緊板推向前支柱,然后松開(kāi)板束,就有了清洗空間,可以對(duì)拆片逐張進(jìn)行清洗或檢查。這一空間也是拆裝板片所必需的。拆裝時(shí),只要把板片傾斜一個(gè)角度,就可以將它從上下導(dǎo)桿之間取出,而不必拆卸前支柱和活動(dòng)壓緊板。對(duì)于小型的板式換熱器,可制成簡(jiǎn)單的夾緊式。這種結(jié)構(gòu)沒(méi)有清洗空間,清洗檢查時(shí),板片不能掛在導(dǎo)桿上,結(jié)構(gòu)輕便,但對(duì)大型的、需經(jīng)常清洗的板式換熱器不太適用。對(duì)于需頻繁拆卸的板式換熱器,可采用頂壓式,拆卸很方便,但密封墊的受力不均勻,因此工作壓力不高。為了克服這種缺點(diǎn),產(chǎn)生了頂壓和夾緊聯(lián)合作用的框架結(jié)構(gòu),使拆卸稍為方便些,但工作壓力也低于框架夾板夾緊式。對(duì)于要進(jìn)行兩種以上介質(zhì)換熱的板式換熱器,則可設(shè)置中間隔板,視換熱介質(zhì)的數(shù)目設(shè)定一個(gè)或數(shù)個(gè),多應(yīng)用于乳品加工。此外,為了節(jié)約占地面積,可采用雙框架的結(jié)構(gòu),它有兩種型式,第一種是共用一個(gè)檢修空間,左、右各設(shè)一個(gè)固定的壓緊板,中間設(shè)兩個(gè)活動(dòng)壓緊板;第二種是共用中間的固定壓緊板,左、右各設(shè)一個(gè)活動(dòng)壓緊板。雙框架的結(jié)構(gòu),可視為兩臺(tái)板式換熱器結(jié)構(gòu)比較,列管式換熱器的構(gòu)造
列管式換熱器主要由殼體、管束、管板(又稱花板)和頂蓋(又稱封頭)等部件組成。管束安裝在殼體內(nèi),兩端固定在管板上,管板分別焊在外殼的兩端,并在其上連接有頂蓋。頂蓋和殼體上裝有流體進(jìn)、出口接管。沿著管長(zhǎng)方向,常常裝有一系列垂直于管束的擋板。進(jìn)行換熱時(shí),一種流體由頂蓋的進(jìn)口管進(jìn)入,通過(guò)平行管束的管內(nèi),從另一端頂蓋出口接管流出,稱為管程。另一種流體則由殼體的接管進(jìn)入,在殼體與管束間的空隙處流過(guò),而由另一接管流出,稱為殼程。管束的表面積即為傳熱面積。流體一次通過(guò)管程的稱為單管程,一次通過(guò)殼程的稱為單殼程。
列管式換熱器傳熱面積較大時(shí),管子數(shù)目則較多,為了提高管程流體的流速,常將全部管子平均分隔成若干組,使流體在管內(nèi)往返經(jīng)過(guò)多次,稱為多管程。
為了提高殼程流體的速度,往往在殼體內(nèi)安裝一定數(shù)目與管束相垂直的折流擋板(簡(jiǎn)稱擋板)。這樣既可提高流體速度,同時(shí)迫使殼程流體按規(guī)定的路徑多次錯(cuò)流通過(guò)管束,使湍動(dòng)程度增加。常用的擋板有圓缺形和圓盤(pán)形兩種,前者應(yīng)用較為廣泛。
特種型式
徽化工
型式和性能比較!
列管式換熱器的基本型式及性能
列管式換熱器中,由于冷熱兩流體溫度不同,使殼體和管束的溫度也不同。因此它們的熱膨脹程度也有差別。若兩流體的溫度相差較大時(shí),就可能由于應(yīng)力而引起設(shè)備的變形,甚至彎曲和斷裂,或管子從管板上松脫,因此必須采用適當(dāng)?shù)臏夭钛a(bǔ)償措施,消除或減小熱應(yīng)力。根據(jù)采取熱補(bǔ)償方法的不同,列管換熱器可分為以下幾種主要型式。
固定管板式
所謂固定管板式,即兩端管板和殼體連接成一體的結(jié)構(gòu)形式,因此它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn),但殼程清洗困難,因此要求殼方流體應(yīng)是較清潔且不容易結(jié)垢的物料。當(dāng)兩流體的溫度差較大時(shí),應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。而具有補(bǔ)償圈(或稱膨脹節(jié))的固定管板式換熱器,即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈,當(dāng)外殼和管束膨脹不同時(shí),補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形。
形管換熱器
管子兩端均固-形管換熱器每根管子都彎成-形,
定在同一管板上,因此每根管子可以自由伸縮,從而解決補(bǔ)償問(wèn)題。這種型式換熱器的結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單,質(zhì)量輕,適用于高溫和高壓的情況。其主要缺點(diǎn)是管程清洗比較困難;且因管子需一定的彎曲半徑,管板利用率較差。
浮頭式的換熱器
浮頭式換熱器兩端管板中有一端不與外殼固定連接,該端稱為浮頭,這樣當(dāng)管束和殼體因溫度差較大而熱膨脹不同時(shí),管束連同浮頭就可在殼體內(nèi)自由伸縮,而與外殼無(wú)關(guān),從而解決熱補(bǔ)償問(wèn)題。另外,由于固定端的管板是以法蘭與殼體相連接的,因此管束可以從殼體中抽出,便于清洗和檢修。所以浮頭式換熱器應(yīng)用較為普遍,但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。金屬耗量多,造價(jià)較高。
為適應(yīng)各種工況的需要,在傳統(tǒng)的板式換熱器的基礎(chǔ)上相繼發(fā)展了一些特殊的板式換熱器(用于兩相流的換熱)。
便于裝卸墊片的板片
這種板片上的墊片不是用粘結(jié)劑粘貼在板片上的,而是用楔入法把墊片裝在板片上。由于它裝卸方便,清洗時(shí)可以很快地取出墊片,把墊片槽中的污物清洗干凈,這對(duì)于衛(wèi)生要求很高的場(chǎng)合,有一定的優(yōu)越性。可適用于牛奶高溫滅菌,啤酒釀造等。
用于冷凝器的板片
雖然普通的板片也可用作冷凝,但其開(kāi)口太小,使汽側(cè)阻力降大,所以設(shè)計(jì)了專門(mén)的板片,該板片通汽體的角孔特別大,波紋節(jié)矩也較大,以便減小流體阻力,提高冷凝傳熱效果,可用于石油煉制中。
用于蒸發(fā)器的板片
這種板片的構(gòu)造和普通的波紋板片完全不同,每四片為一組,靠不同形狀的墊片引導(dǎo)介質(zhì)的流向,該種產(chǎn)品可用于明膠和乳品的蒸發(fā)濃縮過(guò)程中。
板管式板片
板管式板片組合在一起后,流道呈蜂窩狀,其中個(gè)通道較大,另一個(gè)通道較小,其比例至少是!:$。由這種板片組成的板式換熱器可用于低壓降的蒸發(fā)、冷凝以及對(duì)含顆粒的流體進(jìn)行換熱。
雙層板片
這種板片是由兩層板壓合在一起,兩板之間有一個(gè)向外的小口,當(dāng)其中一層因腐蝕穿孔時(shí),流體便進(jìn)入兩板之間的縫隙中,并從板邊的小口處流出。這種板片用于兩種換熱介質(zhì)絕對(duì)不能混合的場(chǎng)合。
石墨材料板片
石墨材料板片是用石墨和氟塑料合成的材料壓制而成,用耐腐蝕材料制造的平墊片進(jìn)行密封。石墨材料由于具有優(yōu)良的抗腐蝕性能和良好的傳熱性能,并且熱膨脹小,可用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)換熱。
板式換熱器的板片型式及其性能
常用型式
板式換熱器的板片按波紋的幾何形狀區(qū)分,有水平平直波紋、人字型波紋、斜波紋等波紋板片,按流體在板間的流動(dòng)形貌區(qū)分,有管狀流動(dòng)、帶狀流動(dòng)、網(wǎng)狀流動(dòng)的波紋板片。衡量波紋板性能的優(yōu)劣,其主要參數(shù)有傳熱效率、流動(dòng)阻力和承壓能力。一般來(lái)說(shuō),人字型波紋片的傳熱效率高、流體阻力大、承壓能力好;水平平直波紋板小一些,承壓能力也稍低。
寬窄通道的板片
寬窄通道板片也是一種“孿生”板片,兩板片的波紋結(jié)構(gòu)不同,組合在一起,形成相鄰?fù)ǖ酪粚捯徽蛇@種板片組合起來(lái)的板式換熱器,有一側(cè)可適用于含纖維顆粒或高粘度介質(zhì)的換熱。
通過(guò)以上對(duì)列管式換熱器和
板式換熱器的比較,可知這兩種換熱器各有特點(diǎn),使用者可根據(jù)自己的需要來(lái)選擇,如果大家有需要就及時(shí)聯(lián)系我們!!