一、管式換熱器
對(duì)水/水管式換熱器而言,冷卻水是由冷卻水在管束內(nèi)流動(dòng)而管束外流動(dòng),管束內(nèi)介質(zhì)的速度一般在0.8~1.2m/s左右(視冷卻水側(cè)壓降要求而定),因此其流動(dòng)狀態(tài)為層流,管束直徑一般在10m-15mm之間。因?yàn)槔鋮s水質(zhì)一般采用海水、河水或冷卻塔水,極易產(chǎn)生結(jié)垢,并形成絕熱層,導(dǎo)致傳熱效率急劇下降,所以必須經(jīng)常清洗和清除這些結(jié)垢,以確保傳熱效果。
 
對(duì)水/水板式換熱器而言,冷卻水與被冷卻水對(duì)流于板片兩側(cè),介質(zhì)流速一般為0.5~7m/s左右(視介質(zhì)允許壓力降)。因?yàn)槠邮囚~骨狀,所以它的流動(dòng)是旋轉(zhuǎn)湍流,其流體通道在4mm-8mm之間(取決于所選的型號(hào))。因?yàn)榱黧w的流動(dòng)狀態(tài)都是旋轉(zhuǎn)湍流,所以冷卻的水質(zhì)可以是海水,也可以是河水,或者冷卻塔水,也不容易產(chǎn)生水垢,所以清洗的頻率比管殼式要低很多。

 

 
二、換熱器熱交換效率
管殼式換熱器中冷卻水為層流,因此在管壁上的流速為零,其傳熱須采用徑水傳熱(另一種情況是冷、熱側(cè)介質(zhì)的流速為900,且不形成對(duì)流)。對(duì)水/水換熱器而言,其傳熱系數(shù)K值一般在800-1200w/m2*K。
 
板式熱交換器中,冷卻水側(cè)和被冷卻水側(cè)的流動(dòng)都是紊流的,流道內(nèi)的介質(zhì)不斷地在板壁和通道中心發(fā)生流動(dòng)。此外,冷、熱側(cè)介質(zhì)的流動(dòng)形成了1800個(gè)對(duì)流,因此換熱效率非常高。水冷式換熱器的傳熱系數(shù)K值一般在4000-7000w/m2K之間。從而節(jié)省換熱面積4-5倍。
 
三、溫度差距
管式熱交換器的流態(tài)和二中介質(zhì)的流動(dòng)方向決定了端溫差較大(即冷卻水進(jìn)口溫度與被冷卻水出口溫度之差),一般在8℃左右,如果管式熱交換器的端溫差為1℃,則該管式熱交換器的長(zhǎng)度必須達(dá)到80m長(zhǎng),這在電站設(shè)備安裝中是難以想象的。
 
板式熱交換器的流動(dòng)狀態(tài)和兩種介質(zhì)的流動(dòng)方向決定了端溫差很小,可以經(jīng)濟(jì)地達(dá)到1℃左右的端溫差。這種情況在夏季工作時(shí),冷卻水溫度較高,一般達(dá)到33℃-37℃。使用板式熱交換器時(shí),冷卻水溫度易降至35℃-38℃,保證汽輪發(fā)電機(jī)組和輔機(jī)的額定出力和正常工作(由于發(fā)電機(jī)冷卻水溫若大于37℃,則出力將受到影響)。但由于管殼式換熱器的端溫差較大,導(dǎo)致其在夏季工況下不能保證汽輪發(fā)電機(jī)和輔機(jī)的額定出力和正常工作。
 
四、換熱器性價(jià)比
因管、殼式換熱器的結(jié)構(gòu)和傳熱效率,使其材料更多,所以價(jià)格更高。但板式熱交換器的結(jié)構(gòu)和傳熱效率決定了它的用材很少,其價(jià)格遠(yuǎn)低于管殼式換熱器。如冷卻水質(zhì)為海水或有海水倒灌的江河水,則需要使用抗海水腐蝕材料,如鈦材等。
 
 
五、靈活性
管、殼式換熱器的結(jié)構(gòu)決定了在確定了一定的換熱器容量后,其管束數(shù)、殼數(shù)、長(zhǎng)度都已確定,因此不能再改變。
板式熱交換器的結(jié)構(gòu)卻很容易適應(yīng)換熱量的變化,一般在幾個(gè)小時(shí)內(nèi),就可以在框架長(zhǎng)度范圍內(nèi)簡(jiǎn)單地增加減薄薄片,從而滿足新工藝參數(shù)的要求。電廠運(yùn)行中出現(xiàn)了很多不可預(yù)見(jiàn)的或額外增加的熱交換量,所以板式換熱器這個(gè)功能就顯得尤為重要。
 
六、換熱器使用壽命
殼管式換熱器無(wú)論從殼體或管束的強(qiáng)度設(shè)計(jì)都足以滿足電廠的長(zhǎng)期使用,但由于冷卻水側(cè)壓力不能完全恒定,它所產(chǎn)生的壓力波作用于脹管處,所以更容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,甚至漏水。
 
板式熱交換器的板片之間有金屬與金屬的接觸,可形成一個(gè)無(wú)振動(dòng)的剛性整體,所以板片的壽命足以滿足電廠長(zhǎng)期使用的要求。而且密封圈的壽命一般取決于介質(zhì)溫度,一般介質(zhì)溫度若為70℃,則平均壽命可達(dá)12年。
 
七、換熱器維護(hù)
一般而言,管式熱交換器中的管束有幾百個(gè),為了清除管子上的結(jié)垢,由于不知道哪一個(gè)管束結(jié)垢,必須對(duì)每個(gè)管束進(jìn)行清洗。另開(kāi)管殼式換熱器一般需要60-90分鐘,因此對(duì)管殼式換熱器進(jìn)行清洗需要較長(zhǎng)時(shí)間。此外,管束都在殼體內(nèi),哪根管束漏水漏氣,一般情況下是不能被探測(cè)和發(fā)現(xiàn)的,因此電廠有時(shí)必須更換整套管束,這需要大量的資金和時(shí)間。
 
板式熱交換器一般可用化學(xué)清洗劑清洗,無(wú)需開(kāi)啟,30-60分鐘內(nèi)即可清洗干凈。即使需要打開(kāi)檢查和清洗,只要卸下夾緊螺栓,就可以檢查所有的傳熱表面,拆卸換熱器一般只需15分鐘,哪些需要重點(diǎn)清洗,一看就知道,所以拆開(kāi)清洗板式換熱器只需很短的時(shí)間就可以完成。