列管式换热器又称管壳式换热器,是目前化工生产上应用最为广泛的一种换热器。它的主要优点是单位体积所具有的传热面积大且传热效果好。此外,结构简单,制造材料也较为广泛,适应性强,尤其是在高温、高压和大型装置中采用更为普遍。板式换热器是一种新型换热器,它的主要优点是结构紧凑,单位容积所提供的传热面积大、材料耗量少、传热系数大,可以任意增减板数以调整传热面积,另外检修、清洗都很方便,其使用范围日益扩大。下面从结构和型式及性能等方面对列管式换热器和板式换热器进行比较。
固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱和螺母、上下导杆、前支柱等零部件所组成。其零部件之少,通用性之高,是任何换热器所不能比拟的。
板片为传热元件,垫片为密封元件,垫片粘贴在板片的垫片槽内。粘贴好垫片的板片,按一定的顺序置于固定压紧板和活动压紧板之间,用压紧螺柱将固定压紧板、板片和活动压紧板夹紧。压紧板、导杆、压紧装置、前支柱统称为板式换热器的框架。按一定规律排列的所有板片,称为板束。在压紧之后,相邻板片的触点相互接触,使板片间保持一定的间隙,形成流体的通道。换热介质从固定压紧板、活动压紧板上的接管中出入,并相间的进入板片之间的流体通道,进行换热。
板式换热器由于框架构造不同而有多种形式,最普通的是框架夹板夹紧式。这种结构中,活动压紧板和前支柱之间保留了一段自由空间,拆卸清洗时,将活动压紧板推向前支柱,然后松开板束,就有了清洗空间,可以对拆片逐张进行清洗或检查。这一空间也是拆装板片所必需的。拆装时,只要把板片倾斜一个角度,就可以将它从上下导杆之间取出,而不必拆卸前支柱和活动压紧板。对于小型的板式换热器,可制成简单的夹紧式。这种结构没有清洗空间,清洗检查时,板片不能挂在导杆上,结构轻便,但对大型的、需经常清洗的板式换热器不太适用。对于需频繁拆卸的板式换热器,可采用顶压式,拆卸很方便,但密封垫的受力不均匀,因此工作压力不高。为了克服这种缺点,产生了顶压和夹紧联合作用的框架结构,使拆卸稍为方便些,但工作压力也低于框架夹板夹紧式。对于要进行两种以上介质换热的板式换热器,则可设置中间隔板,视换热介质的数目设定一个或数个,多应用于乳品加工。此外,为了节约占地面积,可采用双框架的结构,它有两种型式,第一种是共用一个检修空间,左、右各设一个固定的压紧板,中间设两个活动压紧板;第二种是共用中间的固定压紧板,左、右各设一个活动压紧板。双框架的结构,可视为两台板式换热器结构比较,列管式换热器的构造
列管式换热器主要由壳体、管束、管板(又称花板)和顶盖(又称封头)等部件组成。管束安装在壳体内,两端固定在管板上,管板分别焊在外壳的两端,并在其上连接有顶盖。顶盖和壳体上装有流体进、出口接管。沿着管长方向,常常装有一系列垂直于管束的挡板。进行换热时,一种流体由顶盖的进口管进入,通过平行管束的管内,从另一端顶盖出口接管流出,称为管程。另一种流体则由壳体的接管进入,在壳体与管束间的空隙处流过,而由另一接管流出,称为壳程。管束的表面积即为传热面积。流体一次通过管程的称为单管程,一次通过壳程的称为单壳程。
列管式换热器传热面积较大时,管子数目则较多,为了提高管程流体的流速,常将全部管子平均分隔成若干组,使流体在管内往返经过多次,称为多管程。
为了提高壳程流体的速度,往往在壳体内安装一定数目与管束相垂直的折流挡板(简称挡板)。这样既可提高流体速度,同时迫使壳程流体按规定的路径多次错流通过管束,使湍动程度增加。常用的挡板有圆缺形和圆盘形两种,前者应用较为广泛。
特种型式
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型式和性能比较!
列管式换热器的基本型式及性能
列管式换热器中,由于冷热两流体温度不同,使壳体和管束的温度也不同。因此它们的热膨胀程度也有差别。若两流体的温度相差较大时,就可能由于应力而引起设备的变形,甚至弯曲和断裂,或管子从管板上松脱,因此必须采用适当的温差补偿措施,消除或减小热应力。根据采取热补偿方法的不同,列管换热器可分为以下几种主要型式。
固定管板式
所谓固定管板式,即两端管板和壳体连接成一体的结构形式,因此它具有结构简单和造价低廉的优点,但壳程清洗困难,因此要求壳方流体应是较清洁且不容易结垢的物料。当两流体的温度差较大时,应考虑热补偿。而具有补偿圈(或称膨胀节)的固定管板式换热器,即在外壳的适当部位焊上一个补偿圈,当外壳和管束膨胀不同时,补偿圈发生弹性变形。
形管换热器
管子两端均固-形管换热器每根管子都弯成-形,
定在同一管板上,因此每根管子可以自由伸缩,从而解决补偿问题。这种型式换热器的结构也较简单,质量轻,适用于高温和高压的情况。其主要缺点是管程清洗比较困难;且因管子需一定的弯曲半径,管板利用率较差。
浮头式的换热器
浮头式换热器两端管板中有一端不与外壳固定连接,该端称为浮头,这样当管束和壳体因温度差较大而热膨胀不同时,管束连同浮头就可在壳体内自由伸缩,而与外壳无关,从而解决热补偿问题。另外,由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的,因此管束可以从壳体中抽出,便于清洗和检修。所以浮头式换热器应用较为普遍,但结构比较复杂。金属耗量多,造价较高。
为适应各种工况的需要,在传统的板式换热器的基础上相继发展了一些特殊的板式换热器(用于两相流的换热)。
便于装卸垫片的板片
这种板片上的垫片不是用粘结剂粘贴在板片上的,而是用楔入法把垫片装在板片上。由于它装卸方便,清洗时可以很快地取出垫片,把垫片槽中的污物清洗干净,这对于卫生要求很高的场合,有一定的优越性。可适用于牛奶高温灭菌,啤酒酿造等。
用于冷凝器的板片
虽然普通的板片也可用作冷凝,但其开口太小,使汽侧阻力降大,所以设计了专门的板片,该板片通汽体的角孔特别大,波纹节矩也较大,以便减小流体阻力,提高冷凝传热效果,可用于石油炼制中。
用于蒸发器的板片
这种板片的构造和普通的波纹板片完全不同,每四片为一组,靠不同形状的垫片引导介质的流向,该种产品可用于明胶和乳品的蒸发浓缩过程中。
板管式板片
板管式板片组合在一起后,流道呈蜂窝状,其中个通道较大,另一个通道较小,其比例至少是!:$。由这种板片组成的板式换热器可用于低压降的蒸发、冷凝以及对含颗粒的流体进行换热。
双层板片
这种板片是由两层板压合在一起,两板之间有一个向外的小口,当其中一层因腐蚀穿孔时,流体便进入两板之间的缝隙中,并从板边的小口处流出。这种板片用于两种换热介质绝对不能混合的场合。
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压制而成,用耐腐蚀材料制造的平垫片进行密封。石墨材料由于具有优良的抗腐蚀性能和良好的传热性能,并且热膨胀小,可用于强腐蚀介质换热。
板式换热器的板片型式及其性能
常用型式
板式换热器的板片按波纹的几何形状区分,有水平平直波纹、人字型波纹、斜波纹等波纹板片,按流体在板间的流动形貌区分,有管状流动、带状流动、网状流动的波纹板片。衡量波纹板性能的优劣,其主要参数有传热效率、流动阻力和承压能力。一般来说,人字型波纹片的传热效率高、流体阻力大、承压能力好;水平平直波纹板小一些,承压能力也稍低。
宽窄通道的板片
宽窄通道板片也是一种“孪生”板片,两板片的波纹结构不同,组合在一起,形成相邻通道一宽一窄,由这种板片组合起来的板式换热器,有一侧可适用于含纤维颗粒或高粘度介质的换热。
通过以上对列管式换热器和
板式换热器的比较,可知这两种换热器各有特点,使用者可根据自己的需要来选择,如果大家有需要就及时联系我们!!