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板式换热器的特点及其工业上的应用
点击次数:1579 发布时间:2013-07-27

  关键词:板式换热器的特点
  
  一、传热效率高。由于翅片的特殊结构,使流体在通道中形成强烈的湍动,使传热边界层不断被破坏,从而有效地降低了热阻,提高了传热效率。据资料介绍空气在强制对流下的给热系数是30-300〔千卡/米:.小时·℃〕,油在强制对流下的给热系数是100-1500〔千卡/米2·小时·℃〕,水的沸腾给热系数是1500^'30000〔千卡/米2·小时·℃〕,在制取乙烯的装置中,气相甲烷根据压力不同给热系数一般是160-450〔千卡/米z.小时.℃〕,氢气一般是1000-1500〔千卡/米z.小时·℃〕,带有部分冷凝的裂解气是300-900〔千卡/米2·小时。℃〕,乙烯和丙烯冷剂的沸腾给热系数一般是1000〔千卡/米2·小时.℃〕。
  
  二、结构紧凑。
  
  单位体积的传热面积,通常比列管式换热器大五倍以上,zui大可达几十倍。如列管式换热器一般为〔米2/米3)左右,而板式换热器一般都能达到1500〔米Z/米目前zui高可达4370〔米2/米勺。
  
  三、轻巧而牢固。
  
  由于翅片很薄,通常为0.2-0.3C毫米〕,而结构很紧凑、体积小、又可用铝合金制造,因而重量很轻。同时翅片是主要的传热表面,又是两隔板的支撑,故强度高。例如。.7〔毫米〕厚的平隔板和。.2〔毫米〕厚的翅片所制成的板式换热器,能承受40〔公斤/厘米勺表压的负荷,而重量仅为列管式换热器的1/10。目前国外这种换热器已经可以承受100〔公斤厘米勺以上的操作压力。
  
  四、适应性大。
  
  在同一设备内,可允许有2-9种介质同时换热,且可用于气体~气体,气体一液体和液体一液体之间的热交换,也可用于冷凝和蒸发。这种热换器可在逆流,并流、错流和错逆流等情况下使用,可在一273C`'C〕到+5000'C〕的温度范围内使用。由于大多数选用在低温下仍有良好机械性能的铝合金制造,故特别适用于空气分离和天然气分离,其使用压力范围也很大。铝制板式换热器能承受的压力可达40^"100〔公斤/厘米勺,在低温工程中,一般的工作条件下,工作压力可达15-50〔公斤/厘米2),在交变载荷条件下可达8-20〔公斤厘米勺,在沮室下能承受100万次以上0-10〔公斤/厘米2)的交变负荷。
  
  五、经济性好。
  
  由于结构紧凑、体积小、又因采用全铝结构,所以重量轻,故成本大为降低。据报导板式换热器成本不超过17500〔美元/米,〕。在深度冷冻技术中用板式换热器分离纯产品,不仅可以节约大量贵重的铜材,而且比用其它型式换热器都经济。表1-2a为某厂6000〔米,/时〕空气分离设备所采用的板翅式和列管式换热器的对比,可见板式换热器的优越性。
  
  六、板式换热器因流道狭小,容易引起堵塞而增大压力降。
  
  当换热器结垢以后,清洗十分困难。而且由于换热器隔板和翅片都是由很薄的铝板制成,故要求介质对铝不腐蚀,若腐蚀而造成内部串漏,则很难修补。板式换热器虽然存在一些缺点,但其突出的优点使它在世界各国仍然得到越来越广泛的应用,并且成为一种很有发展前途的新型换热器。
  
  板式换热器在工业上的应用、重量轻、效率高等突出优点,板式换热器由于具有体积小、自从开始用作飞机散热器以来,就曾引起人们的注愈。但铝制板式换热器的应用范围是否可以扩大?人们曾一度认为铝的抗拉强度及许用应力均低,且易腐蚀,而不适用于制作成套设备的换热器。但是,自从四十年代开始,铝的熔焊和钎焊技术获得成功并迅速发展以来,铝制换热器便得到了划时代的发展和推广应用。例如,使用1.6〔毫米〕平隔板钎焊的大型铝制板式换热器,其破坏压力达250〔公斤/厘米勺以上。这种换热器适应的沮度范围很广,可从200(9C)至接近零度,但一般适用范围规定在150(90)至接近零度之间。又由于现代防蚀处理技术的进展,使铝合金的应用情况也有很大改善,除铝制以外,目前这种换热器还有用钥、钦、不锈钢等材料制作,以满足现代科学技术的璐要。
  
  近年来,钢铁工业和石油化工的发展,为扩大板式换热器的应用范围创造了良好的条件。它使装里的投资费用低,动力消耗少,分离效率高、操作简单、维护方便。因此,人们认为板式换热器的应用是热交换设备本身的一次较大地技术改革。
  
  其在工业上主要用途如下
  
  一、空气分离装置中的可逆式换热器,冷凝蒸发器,液化器,液氮和液态空气过冷器,采用了铝制板式换热器以后,节省了大量的铜及其它低沮材料。例如6000〔米’/时〕空气分离设备由列管式改成全板式后,不仅节省了87吨铜和41吨不锈钢,而且使安装空间和重量减少了1/3,使设备的投资和安装费亦大为降低。由于可逆式换热器热端沮差的减小,切换时间的延长和切换损失的减少,从而显著地降低了空气分离设备的单位电耗。
  
  二、在石油化工上,随着生产工艺的不断改进,它在天然气的液化、分离装里,及合成氛工业中逐步地获得应用。尤其是带液膨胀在天然气液化装皿中的出现,使板式换热器在天然气液化,分离装置中的应用开始有所新的发展。在石油化工装置中,使用板式换热器的优点是由于温差小,不仅可以充分利用冷量,减少因存在温差造成的不可逆损失,而且改变了制冷的级别,从而使制冷所需的功率降低。
  
  板式换热器用于天然气、油田气的液化,在国外仅是近十几年的事,但目前仍不如列管式换热器普遍,其原因如下天然气液化装置系统压力较高,一般都在4试公斤厘米勺以上,故限制了板式换热器的使用。
  
  板式换热器通道被天然气在低温区产生的水合物所堵塞。有时还常被脱水装置的干燥剂粉末所堵塞。
  
  由于部分冷剂(混合冷剂)进口为汽—液棍合物,故需将它们均匀分配到每个通道才能保持较高的效率,这也部分地限制了板式换热器在液化过程中的使用。
  
  。万〔吨/年〕的乙烯装置中,zui大的一个裂解气冷却器的单元尺寸约为4000x900x1130(毫米〕,承压‘0〔公斤/厘米:〕,重5.7C吨〕,有9种介质进行复杂的热交换.
  
  三、动力机械上板式换热器有内0机车散热器,汽车散热器、挖掘机循环油冷却器和压缩机空冷器、油冷器等。

 
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