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    管壳式换热器与板式换热器优缺点比较以及技术改进

    2015-08-06 16:37:36 擎立换热器 www.gzqingli.com 点击数:

        管壳式换热器板式换热器作为市面上竞争比较激烈的两款换热器种类,相信许多用户都很想弄清它们之间管壳式换热器优缺点和板式换热器优缺点,以便更好的选取各自优势符合实际需求对于管壳式换热器选取与对板式换热器选择。
      管壳式换热器和板式换热器发展需求简单介绍
     
       一直以来,在间壁式换热器的应用领域内管壳式换热器一直是占据一方独霸的分布局面。然而随着技术进步与社会发展近几十年来,这种框架由于人们需求变化和环境保护意识增强有所改变。人们对于各种各样的板式换热器的开发应用逐渐的改变了这种变化局面。当然,板式热交换器能够被深入研究和开发,也是由于历史进步人民需求所决定的。我们回顾换热器的发展历程可以从中了解到,虽然板式换热设备的充分开发利用只是近几年的事情,但是关于对它的理论和技术的出现却要推算到很早以前。即使后来人们最初舍弃了这种换热性能远远占据优势的换热器种类(换热效率一般为管板式的2倍),并且选择和大量应用了换热性能不如板式类换热器的管壳式换热器,管壳式换热器其结构强度要好的多(压力一般可达10~30MPa,500~550℃),耐高温高压以及传热性能的综合考虑。
        板式换热器缺点造就管壳式换热器广泛应用
        当初人们之所以做这种选择的原因很简单,很大方面的原因是基于强度方面的考虑。由于板式换热器的结构强度远远低于管壳式换热器,因此板式换热器不能够应用于高温高压及大多的中压场合里面(一般板式换热器≤3.5MPa,≤300℃ ),而这个缺点是由板式换热器的结构特点所决定的,也是相比管壳式换热器最致命的缺点,在其自身范围内无法改变和突破,于是这就严重地导致制约这种高换热性能换热器广泛应用以及发展开发速度.。因为这个原因在最初的相当长的一段时期里,板式换热器没有遭到人们的钟爱,其技术进展成就也相当可怜,受到严重约束。即便是在其有了长足发展和应用的今天,仍然因为结构虽然紧凑,但耐压强度低的原因——这个板式热交换器自身无法逾越的毒瘤,它的应用领域也仍旧局限在一定范围之内,希望在今后的发展能够起到突发猛进的改变。
        环保意识导致高效换热效率板式换热器得到重视
        现如今,既然板式热交换器结构强度仍然没有得到根本性的改变,那么近些年它又是怎样被重视起来的呢?其实之所以发生这种变化的原因,不仅仅是城市集中供热迅速发展并使之板式换热器得到大量的应用,而且与世界经济的发展环境变化有着紧密的联系,尤其是能源的发展与环境变化之间是息息相关的.。世界经济的发展使得世界能源环境日益紧张匮乏与危机重重,使得产品“节能”、“高效”、“换热效率高”的理念逐渐受到人们的重视,使得“节能=减排=环保”的概念逐渐深入人心,对环境保护也重视起来。很多国家的政府和机构都逐年加大了节能和环保、节能这方面人力和物力的投入,并且同时在各国企业中也取得了许多可喜可贺的突发猛进成果。很显然的,板式换热器这种高效的换热方式,也就顺理成章地受到重视,并进行了再次二次开发,并且人们按照自己需求在其结构强度所能允许的范围内大量应用遍地开花,其技术发展也达到了前所未有的发展,取得非凡的成绩。不仅制造规格越来越大,而且结构形式也越来越多,并出现了不可拆的焊合一体式板式换热器,尽管不能方便地拆洗,但强度却有所增加。
        管壳式换热器与板式换热器技术结构特点决定其布局
        管壳式换热器一直以来始终受到普遍应用和重视以及厂商的青睐,其理论研究的深度研究和换热设备改进的步伐,都是板式换热器所不能比拟的。特别是在近些年在新的要求节能及环保的技术革新的浪潮中,其技术突破和理论发展速度又有所提高,许多新型高效换热器不短涌现。如折流杆换热器、新结构高效换热器、高效重沸器、高效节能冷凝器、双壳程换热器、螺纹管换热器、螺纹锁紧环换热器、Ω环高压换热器、以及非金属换热器、稀有金属换热器等都是其代表杰作。这些新型高效换热器的出现,已经并正在为飞速发展的经济和节约能源,作出了不可估量的贡献。纵观换热设备的发展及演变历程,我们不难看出,在板式类换热器已经充分得到广泛发展,而管壳式换热器不再一枝独秀独霸换热行业的今天,以下四个特点仍然是始终没有改变:

     (1) 耐高温高压结构强度较高的管壳式换热器仍然居于主导地位。

     (2) 管壳式换热器换热性能暂时都远低于板式换热器。

      (3) 板式换热器结构强度方面都远低于管壳式换热器。

     (4) 在于换热性能强同时结构强度高的理想型换热器还没有被开发。
     
         管壳式换热器优缺点和板式换热器优缺点的技术改进
     
         总而言之,要高效耐温耐压结构还不够好,要耐高温高压结构还不是特别高效。虽然一直以来人们期望能够出现一种兼具二者之优的,传热性能高结构强度好的理想形式的换热器,是众望所归的事情,但这个目标显然还是没容易达到。一方面,在板式类换热器上采用诸如管壳式换热器的耐压的圆管结构是比较复杂的问题。即使是设计较合理的螺旋板换热器,由于其截面是螺旋而不是圆,设备强度也不尽理想。 另一方面,在管壳式换热器上,采用类似板式类换热器的,高效换热的薄层换热结构,也是有一定难度的。如板壳式换热器,它是将板式换热装置整体固定于圆筒壳内,高换热同时获得了高强度,但结构及制造过于复杂,且并没有从本质上有机融合二者的优点。 于是退而求其次,在管壳式换热器的技术改进中,人们往往把主要精力放在以下几个方面上:1)   采用换热管直径尽量的细小并且最好加长,这样的结果就是管子半径越小,温度梯度越大,有利于获得较高的换热系数;2)   加强使管子内外表面变化的因素,增加湍流程度及汽化功能等,如槽道、波纹、波节、翅片等等;3)   改善管外液流的方式,如多程,错流,折流,导向等等。以上变化,都在很大程度上改善或强化了传热,但由于不改变管内流体的柱状流动状态,不改变管内流体传热的规律,不改变管内滞流层厚度(热阻最大),所以传热性能和传热系数没有得到大幅度的提高,仍与板式类换热器在换热强度上有较大的差距。

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