全焊接板式系列热交换器b

全焊接板式系列热交换器1目 录企业简介 2全焊接板式系列热交换器 4板壳式换热器 6焊接板式换热器 10板式湿空冷器 12板式干空冷器 14板式蒸发空冷器 17板式空气预热器 202全焊接板式系列热交换器1. 概述全世界管壳式换热器的市场份额在 98%以上，以板为主要传热元件的紧凑式换热器的市场份额很小，以板作为传热元件的板式换热器在石油化工装置中的应用量仅占约 1。传统的板式换热器主要以橡胶垫片密封，通常承压在 2.0 MPa 以下、耐温在 200以下、容易泄漏，因此目前在石油化工装置中很少使用板式换热器，使用场合亦仅限于水水、水机油等场合。 自二十世纪八十年代起，随着全焊板式换热器技术的开发及应用，以板为主要传热元件的紧凑式换热器市场份额逐年增加，以致目前管壳式换热器的市场份额下降到 95%左右。全焊接板式换热器采用波纹板片作为传热元件，具有传热效率高、压降小、结构紧凑、占地面积小、金属耗量低等优点。采用焊接密封，避免了传统板式换热器胶垫密封受温度、压力的限制，设备的可靠性得到大幅提高。适合装置长周期高可靠运行，特别是可以解决一些工业装置大型化或扩容改造由于设备庞大难以制造或受空间限制场地不足的矛盾。符合当前国家节能环保的产业政策，在石化、电力、冶金、环保等行业具有非常广阔的推广使用前景。2.全焊接板式热交换器特点2.1 湍流程度高由于传热板片沿流体流动方向的流道断面形状不断变化，大大加强了流动的扰动，因而能在很低的雷诺数下形成湍流，从而增加了流体的传热性能。雷诺数列管式 板式 滞流和过度流 4000 100 湍流 40006000 100300 最佳湍流 6000 300 2.2 膜热阻低与管式相比，没有管内膜阻放大效应，进一步增强了传热性能。板式传热元件传热膜系数 ；rihoK1管式传热元件传热膜系数 Aiorio)(型 式状 态32.3 污垢热阻低由于板式传热元件中流体湍流程度高，杂质不易沉积，板间通道流通死区小，加之不锈钢等材质制造的换热面光滑且腐蚀附着物少并易于清洗，板式设备的污垢热阻通常仅为列管式换热器污垢热阻的 1/41/5，可以确认的是无论在什么情况下，污垢系数不超过0.00012m2h/kcal。 2.4 最小传热温差小在管壳式换热器中，在壳程流动的流体与换热面交错并绕流，还存在旁流，而板式换热器中冷、热流体与换热面平行流动且无旁流，管壳式换热器最小传热温差为 58，而板式换热器最小传热温差仅为 13。一、板壳式换热器1. 概述板壳式换热器是目前国际上先进、高效、节能型换热设备。它既具有板式换热器传热效率高、结构紧凑、重量轻的优点，同时又有管壳式换热器承高压及耐高温，密封性能好，安全可靠等优点。特别适合在炼油、化工、化肥、冶金、环保等领域大型化装置的使用要求。2. 结构简图（以重整进料换热器为例）3. 特点a) 设备由全焊接板束、外壳等部件构成，在板束与外壳之间设有吸收二者膨胀差的膨膨 胀 节 壳 体板 束膨 胀 节4胀节，设备可根据需要设计制造成可拆式结构，方便维修、更换板束。b) 传热元件采用厚度小于 1mm 的波纹板，波纹板采用兰石所专有的递进模压成型技术成型，板片成型效率高、质量稳定、残余应力低，波纹板材质根据需要可以选择普通奥氏体不锈钢、钛、双相钢 2205 及超级不锈钢 254SMO 等。c) 传热元件之间采用焊接结构密封，最终组焊成全焊接板束。d) 传热系数高。板壳式换热器总传热系数比列管式换热器大 13 倍以上。e) 耐高温、密封性能好。传热元件采用全焊接结构，解决了密封与耐高温问题。f) 承压能力高。全焊接板束装在压力壳内，由压力壳承受高压，承压能力与管壳式换热器相当。g) 压降小。在相同换热面积时，板壳式换热器流通面积比列管式换热器大 5 倍。 h) 最小传热温差小。板壳式换热器大大降低了最小传热温差，最小传热温差仅为13。5. 适用场合炼油、化工、化肥、电力、冶金、环保等行业中单相或有相变介质的换热、冷凝冷却、蒸发等场合。如重整、加氢和芳烃等装置进出料换热器、初常顶油气冷凝冷却、MDEA 贫富液换热器。6. 主要技术参数设计压力： 19.0MPa设计压差： 2.5MPa设计温度： 550最大单台面积：10000-15000 m 2板片材质：奥氏体不锈钢、钛、2205、254 等。7. 与管壳式换热器比较与管壳式换热器相比，板壳式换热器在传热效率、压降、结构紧凑度、占地面积、金属耗量等方面均有较大优势。以 30 万吨/年重整进料换热器为例，采用板壳式换热器与管壳式换热器经济效益比较：类型 传热面 积m2热流进/出口温度 oC冷流进/出口温度 oC有效热负荷MW设备直径m设备高度m设备重量吨管壳式换热器 1000 478/130 94.08/410 15.68 1.2 18 30板壳式换热器 600 478/110 94.08/427. 16.45 1.4 9.3 2055从表中数据可以得出：采用板壳式换热器与管壳式换器相比，热端温差降低了 17.5，每年多回收热量 6160MW，每年节省燃料 529.64 吨，每年节省燃料费 28.07 万元，冷端温差降低了 20.1，空冷器热负荷降低 0.77MW/h，节约空冷器设备费 38 万元，每年节约空冷器的电费 18 万元。8. 与国外同类产品比较8.1 结构比较类别 拆卸维修 板片成型板片宽度板束焊接进料混合器 复杂程度国外 不可拆 水爆成型 1600 氩弧焊 喷雾棒/两侧 结构复杂国产 可拆 模压成型 1600 氩弧焊 喷雾头/中间 结构简单国产优点 方便维修 成品率高 相同 相当可更换，便于生产负荷调整适合国内用户使用8.2 其它温度操作 操作压力类别 组装、运输、吊装升温 降温 正压差 反压差国外 复杂 30/h 30/h 不受限制 0.1MPa国产 简单 不受限制 不受限制 1.0MPa (550)国产优点 更适合超大型 适应性强、操作弹性大，可承受较大反压差10. 重污油板壳式换热器在高压差、易堵塞操作工况条件下，如在原油、渣油等高粘度的重油换热中，由于重油介质压差大(4.0MPa)、油品含颗粒物易堵塞、操作温度高(375)，板壳式换热器在该领域的应用在国内外尚属空白，兰石所目前正在致力于高压差耐堵塞重油大型板壳式换热器的研制开发。6二、焊接板式换热器1. 概述焊接板式换热器是在板壳式换热器研制成功的基础上，为适应操作介质中含有杂质、颗粒并要求频繁在线清洗而开发出来的另一种全焊接板式系列热交换器。焊接板式换热器可实现在线机械清洗（管线不用拆除），其难度与复杂程度比管壳换热器清洗还要低，同时又具有管壳式换热器无法比拟的传热效率。2. 结构简图3. 特点焊接板式换热器除了具有全焊接板式系列热交换器共有的特点外，与传统胶垫密封的可拆板式换热器相比较，有以下优点：a) 密封可靠。b) 可长周期的操作运行，不会泄漏、不易堵塞。c) 检修清洗方便、快捷。d) 检修费用低廉。4. 适用场合密封要求严格、需要对换热器频繁冲洗的场合。5. 主要技术参数设计压力： 2.5MPa；温度： 300；板片材质：奥氏体不锈钢、钛、2205、254 等。清 洗 口 清 洗 口 清 洗 口清 洗 口清 洗 口清 洗 口清洗口 口洗清7三、板式湿空冷器1. 概述2000 年，在板壳式换热器研制成果的基础上，首次将波纹板板束用于空冷器，代替了传统的管式翅片管换热元件，开发出国内外独创的板式空冷器，技术先进、性能优异、结构新颖，这是空冷器技术的重大变革，是一种新型高效冷凝冷却设备，技术达到了国际领先水平。2. 设备结构简图3. 特点a) 设备由板束、风机、构架水箱及喷淋装置组成，采用分体式撬装组合结构，运输、检修方便。b) 构架水箱及喷淋水系既可自成体系（增加管道泵） ，又可并入生产装置的循环水系统中。c) 热介质自上向下流动，空气经喷淋水增湿降温后横穿板束，与热介质换热。d) 传热单元为全焊式板束，板片采用不锈钢、双相钢等高级材质，具有优良的抗腐蚀能力，使用寿命长。e) 采用特殊结构的板型作为传热元件，不仅清洗吹灰方便，而且传热面积均为一次传热面积，同翅片管相比其传热性能稳定、长效。f) 具有优异的防冻、抗冻性能。g) 传热效率高，空气温升远远大于传统空冷，风机总功率小。h) 设备重量轻，占地面积小、阻力降低，设备投资、施工费用、操作费用及维护费用8低。4. 适用场合常减压蒸馏装置等负压操作系统及压降要求严格的冷凝冷却。5. 主要技术参数设计压力： 2.5MPa；温度： 300；压降：5mmHg；板片材质：奥氏体不锈钢、钛、2205、254 等。6. 性能对比（以 500 万吨/年蒸馏装置减压塔顶为例）节省项目 单位板式湿空冷器10 台-3x3湿式管式空冷器24 台/48 片-4.53 数量 %设备重量 kg 200000 461760 261760 57设备造价 万元 750 774.39 24.39 3.5风机功率 KW 268 528 260 49冷却水耗量 kg/hr 14400 43200 28800 67操作费用 万元/年 109.09 202.55 93.46 46占地面积 m2 154.8 576 421.2 73设备开工率按 8000 小时/年，电费 0.4 元/度，软化水费 2.7 元/吨;风机按每年 8000 小时计算，水耗量分别按 6000 小时（板式空冷器）及 2880 小时（湿式空冷器）计算。9四、板式干空冷器1. 概述板式干空冷器是在板式湿空冷器研制成果的基础上，开发研制出的另一种新型板式空冷器，具有节能、降耗、占地面积小、压降低等优点，由于不需喷水，在水资源紧缺的区域优势尤为明显。2. 设备结构简图3. 特点a) 由板束、风机、构架组成，采用分体式撬装组合结构，运输、检修方便。b) 采用轴流式鼓风风机，空气横向穿过板束以实现换热。c) 传热单元为全焊式板束，板片采用不锈钢材质，具有优良的抗腐蚀能力，使用寿命长。d) 采用特殊结构的板型作为传热元件，不仅清洗吹灰方便，而且传热面积均为一次传热面积，同翅片管相比其传热性能稳定、长效。e) 传热效率高，空气温升远远大于传统空冷，风机总功率小。f) 设备重量轻，占地面积小、阻力降低，设备投资、施工费用、操作费用及维护费用低。4. 适用场合需要采用奥氏体不锈钢或更高材质解决腐蚀问题的冷凝冷却。尤其适用于腐蚀情况较10为严重的蒸馏装置中初顶、常顶空冷器。5. 性能对比在完成相同负荷、采用同等材质条件下，与传统管式空冷器相比：类别 占地面积 设备造价 操作费用干式管式空冷器 1.0 1.0 1.0板式干空冷器 0.450.75 0.600.85 0.700.806. 主要技术参数设计压力： 2.5MPa；冷后温度：40板片材质：奥氏体不锈钢、钛、2205、254 等。11五、板式蒸发空冷器1. 概述板式蒸发空冷器是继管式表面蒸发空冷器之后，又一种将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的新型空冷器，更具板式换热器优良的传热性能，它是一种传热效率高、投资省、操作费用低、结构紧凑、节能、节水的高效冷凝冷却设备。蒸发式空冷器依靠在传热表面水膜蒸发带走热量，板式蒸发空冷器具有更合理的布膜方式（顺风布膜）和更有利的蒸发表面（板式传热元件）。2. 设备结构简图3. 特点a) 由板束、轴流式风机、构架水箱及喷淋装置组成，构架水箱及喷淋水系既可自成体系（增加管道泵），又可并入生产装置的循环水系统中。b) 传热单元为全焊式板束，板片采用不锈钢材质，具有优良的抗腐蚀能力，使用寿命长。c) 可将介质出口温度冷到接近环境湿球温度，可代替水冷器；d) 由于停水后仍然具有较高的传热效率。e) 采用顺风布膜方式和波纹板作为蒸发表面，蒸发强度是同等条件下逆风布膜、管式蒸发表面的 2-2.5 倍。f) 采用特殊结构的板型作为传热元件，不仅清洗吹灰方便，而且传热面积均为一次传热面积，同翅片管相比其传热性能稳定、长效。g) 换热元件迎风面积小，具有优异的防冻性能。h) 采用封闭式水箱，喷淋水污染少，杜绝了漏水现象。i) 可用于干空冷加后水冷、湿空冷加后水冷等场合，甚至可代替凉水塔，实现冷却水12闭式循环。j) 设备重量轻，占地面积小、阻力降低，设备投资、施工费用、操作费用及维护费用低。4. 适用场合适用于进口温度 16080左右的低温工艺介质的冷凝冷却，可将介质出口温度冷到接近环境湿球温度。尤其对 80以下的低温位介质的冷凝、冷却具有其它冷却设备难以匹敌的优点。5. 板式蒸发空冷器传热机理6. 主要技术参数设计压力：2.5MPa冷后温度：40板片材质：奥氏体不锈钢、钛、2205、254 等。空气 水 膜工 艺 介 质板 片 空气 喷 淋 水 热 工 艺冷 工 艺介 质 出 口 介 质 入 口空 气空 气空 气 水 箱13烟 气 入 口 管 箱 空 气 入 口 管 箱烟 气空 气 出 口 管 箱箱 体 板 束 模 块烟 气 烟 气 出 口 管 箱空 气空 气六、板式空气预热器1. 概述 纯逆流板式空气预热器采用波纹板片作为传热元件，替代传统管子和热管传热元件。在板式空气预热器内，烟气空气通过板片换热，冷热流体完全隔离。板式空气预热器传热元件一般采用不锈钢薄板压制成型，根据空气加热及烟气冷却前后温度、体积变化的特点，板式空气预热器采用不等流道的纯逆流板型设计，具有优良的流体力学性能压降低且传热效率高。2. 设备结构简图3. 特点a) 采用波纹板片作为传热元件，替代传统管子和热管传热元件。b) 在板式空气预热器内，烟气空气通过板片呈纯逆流换热，冷热流体完全隔离。c) 冷热介质采用不等流道设计，兼顾传热性能与流体力学性能。d) 采用模块化设计，并可根据需要设置高温段、中温段及低温段，各段可选用不同材质，解决高温热回收难度大与低温露点腐蚀问题，设备可在现场进行组装或更换模块。e) 结构紧凑，易实现大型化。结构紧凑度高，占地面积仅为热管式的 1/2 左右，可满足大型化装置的要求。f) 传热效率高、压降低、无死区。传热效率比热管式的提高近 1 倍，