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制药工业中换热器的应用比较与分析点击：2016 日期：[ 2014-04-26 22:06:12 ] |
| 制药工业中换热器的应用比较与分析 秦虎 徐洪海 (哈药集团制药总厂,黑龙江哈尔滨150086) 摘要：通过制药工业中水水换热器的选型,详细论述了列管式与板式换热器的结构性能技术经济比较,为水水换热器的选型提供参考。 关键词：换热器;性能;应用 在大多数制药企业中,使用水水换热器一般有两类,一类是列管式换热器,另一类是板式换热器。列管式换热器和板式换热器都是常用的换热器形式,在制药工业中已得到了广泛的应用,通过对列管式及板式换热器两种型式进行比较,为相关单位选型提供参考意见。 1 列管式及板式换热器结构简介 1)列管式换热器。列管式换热器是由前水室、管束、筒体、后水室等组成。管束采用可抽式管束,它由前后管板、折流板、拉杆、定距管、换热管组成。拉杆与管板、拆流板采用丝扣连接,换热管与管板采用胀接加密封焊。在壳侧水入口处的管束上设置防冲板,以防止被冷却水直接冲刷换热管。为了减少管束装入或抽出筒体时的摩擦力,在管束上设有滑轨。为了检查清理室中垃圾、泥沙及管子的堵塞等,在前后水室端盖上设有检查孔。为了监视水水换热器的运行情况,在被冷却水侧及冷却水侧进出口都设置温度和压力测点,此外还设有排气和放水接口等。 2)板式换热器。板式换热器是由传热板片、密封胶垫、夹紧板和夹紧螺栓等主要零部件组成,是用薄金属制成具有一定形状的换热板片,然后叠装而成的一种换热器,工作流体在两块板片间进行换热。传热板片四个角开有流道孔,镶贴有密封胶垫的传热板片安装在固定夹紧板和活动夹紧板之间的框架上,用夹紧螺栓夹紧。传热板片波纹为人字形,相邻板片具有反方向的人字形沟槽,沟槽的夹叉点相互支撑形成接触点,介质流动时形成湍流,从而获得很高的传热效率。 2 列管式及板式换热器性能比较 2.1传热系数的比较。列管式换热器中,一种流体横向掠过管子通过管壁与管内流动的另一种流体换热,彼此垂直交叉流动,其传热系数一般为1000～3000w(/m2.℃)。 板式换热器中,冷却水侧与被冷却水侧流动均匀湍流,两种流体逆向流动,由于波纹的作用引起湍流,从而产生高传热率、高阻力压降以及高切应力场,这将导致抑制污垢在传热面上形成。其传热系数一般为4000～7000w(m2.℃),由此,可节省换热器的换热面积。 2.2端差比较。列管式换热器传热端差(即冷却水进口温度和被冷却水出口温度差)为5℃左右。 板式换热器由于它的结构特点可以经济地做到低至1℃的端差。 2.3冷却水量比较。列管式换热器一般冷却水量和被冷却水量之比为(1.2～2.5):1。 板式换热器,由于2种介质流道基本相同且传热效率高,因此板式换热器可大大降低冷却水量,一般冷却水量和被冷却水量之比为0.8～1.1∶1,这样可以降低管道阀门和泵的安装运行费用。 2.4安装检修的比较。列管式换热器是由管束组成,自身重量体积都较大,在检修抽管时需要留出管束一样长的距离,故占地较多,还需配备必要的起吊检修设施。列管式换热器的设计寿命一般为30年,大修周期4年,当换热器发生泄漏时(可能是管子与管板间的泄漏或是管子破裂引起的泄漏),可以采用堵管的办法在短时间内恢复工作性能,管壳式换热器允许有7%的堵管裕量。对于管内的清洗可以根据需要采用胶球清洗装置进行定期的机械清洗。 板式换热器具有体积小、重量轻的特点,检修方便,不需设检修起吊设施,故安装占地较少。板式换热器的人工维护包括将整机拆开,用喷水枪和刷子清洗板和垫片,检查板片和垫片,如有必要,更换板片和垫片。板式换热器一般每年要清洗1次,并且无论是否实际需要都要做。当应用河水、海水等水质较差的冷却水时,由于泥沙和污物的存在以及微生物的快速生长,有引起表面污染和堵塞的危险。在国外,应用河水作冷却水时,清洗频率很高,平均每年3.3次。 3 结论 通过对列管式及板式换热器的比较,可以得出以下结论:板式换热器传热器传热效率高、体积小、重量轻,便于拆装;列管式换热器使用寿命长,耐压性能好,清洗方便。可以说各有所长,用户可根据具体实际情况进行选型以达到最优的配置。 |
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