管壳式换热器与板式换热器选型参考
科技信■ｏ科教前沿Ｏ２００９年第１期
管壳式换热器与板式换热器选型参考
张晓伟郭琳琳
（大连广源容器制造有限公司辽宁大连１１６１１０）
【擒要】阐述管壳式换热器与板式换热器各自的特点。并通过对此两种换热器在闭式循环冷却水系统中水水换热器的性能参数的对比和计算，详细论述了管壳式换热器和板式换热器的结构性能的比较．为换热器的选型提供参考。
【关键词】管壳式换热器；板式换热器；性能；选型
硼ｋｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆＳｈｅｌｌ－Ａｎｄ－ＴｕｂｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒａｎｄＰｌａｔｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒ
ＺＨＡＮＧＸｉａｏｗｅｉＧＵｏＬｉｎｌｉｎ
（ＤａＵａｎＧｕａｎｇｙｕａｎＶｅｓｓｅｌｓＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅＣ％Ｌｔｄ，Ｄａｌｉａｎ，Ｌｉａｏｍｎｇ１１６１∞，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌ—ａｎｄ—ｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒａｎｄｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｗｅｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ａｎｄｔｈｎｍ曲ｒｅｇａｒｄｉｎｇｔｈｉｓｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ＇ｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒ＇ｓｃｏｎｔｒａｓｔａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃｌｏｓｅｄｃｙｃｌｅｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ，ｅｘｐｏｕｎｄｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｂｏｕｔｓｈｅｌｌ－ａｎｄ－ｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒａｎｄｐｌａｔｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ．Ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｙｐｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｓｈｅｌｌ－Ａｎｄ．ＴｌｌｂｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒ；ＰｌａｔｅＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒ；Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ＴｙｐｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎ
目前我国的换热器在化工、冶金、石油、电力及机电等行业应用非．常广泛。而目前我国现有的换热器类型主要有两大类，一类是管壳式换热器，另一类是板式换热器。本文针对管壳式换热器及板式换热器对应特点的比较，提出选型的参考意见。
１．管壳式换热器及板式换热器结构特点
１．１管壳式换热器管壳式换热器：义称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的肇面作为传热面的问壁式换热器。结构由壳体、传热管柬，管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。
臂壳式换热器作为一种传统的标准换热设备主要应用在化工、炼油、石油化工、动力、核能和其他ｒ＝业装置中。特别是在高温高压和大型换热器中的应用占据绝对优势。通常的丁作压力可达４兆帕．工作温度在３００℃以下，在个别情况下还町达到更高的压力和温度。充分表现其结构坚固，能选用多种材料制造，适应性极强等特点。
１．２板式换热器板式换热器：它由板片、密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、压紧螺柱和螺母、上下导杆、前支柱等零部件所组成。其零部件之少，通用性之商，是任何换热器所不能比拟的。
板式换热器的使用范嗣很广泛，介质从普通水到高牯度的非牛顿型液体；从含同体小颗粒的物料到含少鼍纤维的物料；从水蒸汽到各种气体；从无腐蚀性的到具有强腐蚀性的各种介质均能处理。其特点是传热效率高，使用安全町靠，占地小易维护，阻力损失小。热损失小，冷却水罱小．投资运行费用低等。
２．换热器设计条件
以电厂为例换热器设计应满足电厂从起动到最大出力时各种负荷下的运行需要，并留有?定的裕缝，保证换热器在最大负荷、最高进水温度和最大污垢热阻时，在规定的检修周期内，仍能完成绘定的冷却任务。
现有国产引进型３００ＭＷ燃煤机组，各冷却没备要求冷却水迸水温度不大于３７．５℃．从冷却设备出来被加热过的冷却水最高温度约为４２．８℃，其基本参数如下：
被冷却水盐水
设计压力１．０Ｍｐａ
流量１８００ｍⅦ
进出水温度４２．８／３７．５
压降加．０６ＭＰａ
冷却水海水（海水与河水交替变化）
设计压力０．５Ｍｐａ
进水温度３３℃
压降０．０５—０．０６Ｍｐａ
３．管壳式换热器及板式换热器的性能比较
３．１设计参数比较根据换热器的设计条件分别作了如下２个方案：
方案ｌ：２台１００％容世的管壳式换热器：盐水量１８００ｍＲ：安装２台．运行ｌ台；每台冷却面积１０２３１１１２；盐水人．出口温度分别为４２．８℃和３７．５℃；循环水入、出口温度分别为３３℃和３６．５℃；循环水流量约３０００ｍＳ／ｈ；材质为钛管，复合钛板；外形尺寸ｑ）１８００ｒａｍｘ９９００ｍｍ；鼋量２７００２ｋｇ。
方案２：２台１００％容量的板式换热器；盐水贯１８００ｍ弧；安装２台，运行１台；每台冷却面积７８５．７ｍ２；盐水入、出［１温度分别为４２．８℃和３７．５℃；循环水入、出口温度分别为３３℃和３９℃：循环水流量约１６００ｍＲ；材质为钛板：外形尺寸４３００ｎｎｎｘｌ３００ｍｍｘ３４７０Ｉｌ蚰；重量５０１０ｋｇ
３．２传热系数比较管壳式换热器中。一种流体横向掠过管子通过管肇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．ｋ）。
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。从而产生商传热率．高阻力压降以及商切应力场，这将导致抑制污垢在传热面ｊ二形成。其传热系数一般为３５００一５５００ｗ／（ｍ２．ｋ），由此，可节省换热器的换热面积。
３．３运行维护管理比较
管壳式换热器闭式循环冷却水系统简单。管壳式换热器是一种基本免维修的产品。当换热器发生泄漏时可以采用堵管的方法在短时间内恢复ｒ作性能，维护』．作鼍少。无须更换备品备件。无大修一Ｉ：作量。无自动过滤器与升压泵及其阀门的维护检修工作量。
板式换热器闭式循环冷却水系统复杂。人工维护需将整机拆开用喷水枪和刷子清洗板片和垫片，检查板片和垫片．板片几“片，数肇极多，工作量极大。当水质差含有悬浮的固体颗粒、泥沙、杂草和水草等时，由于板的问隙很窄．就容易发牛堵塞．另外ｍｆ开式循环水中的水生物对板式热交换器的危害更大．极易导致堵塞．引起换热系统安全隐患。冈此板式换热器运行维护ｒ【作量大。橡胶密封圈是板式换热器的主要部件，使用几年后会老化损坏。数罱极多，义足易损件．也徭要大量的维护Ｉ：作鼍。除此以外．还有配套的自动过滤器、升压泵、阀门及其电气控制装簧的运行．维护、检修的ｒ＝作鼍。
３．４综合比较系统布霞方面管壳式换热器不需配套加装过滤器和升压泵及相应的控制装霞、阀ｆＪ管道系统，而板式换热器需要配套加装过滤器和升压泵及相应的控制装置、阀ｒＪ管道系统。
系统特点方面管壳式换热器系统简单，析板式换热器系统复杂。
系统运行安全性方面管壳式换热器安全受控点较少。面板式换热器安全受控点较多。
占地面积方面管壳式换热器从单个换热器看，占地面积大，但从系统看．却不需配套过滤鼹及升压泵，而板式换热器从单个换热器看，占地面积小，但从系统看．由于需配套过滤器及升压泵。占地面积与管壳式换热器相当。
换热器结构特点方面管壳式换热器流道面积大，管束直通，没有拐弯．而板式换热器流到面积小．拐弯大，而且多。
系统运行特点方面管壳式换热器不容易受堵，水阻较小。端差较小，不需加装过滤器及升压泵，不需消耗厂用电，而板式换热嚣容易受堵．水阻较大，端筹较大，需加装过滤器及升压泵．需消耗厂用电。
冷却水方面管壳式换热器冷却水量消耗较多，只需较差水质．而板式换热器水量消耗较少，但须较好水质。（下转第２２页）
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科技信息。本刊重稿Ｏ２００９年第１期
（１）登录模块：不同的用户根据自己的用户名和密码卺录系统。将具有不同的操作权限。该系统共分为三类用户，分别是学生用户、教师用户和管理员用户。
（２）ＦＡＱ模块：ＦＡＱ是英文Ｆｊ＇ｅｑｕｅｎｆｌｙＡｓｋｅｄＱｕｅｓｔｉｏｎｓ的缩写．中文意思是“常见问题解答”。在该系统中，我们将根据科目的章节顺序．将一些常见问题及其解答以超文本的格式发布在网页上。学生有疑问的话可以首先到ＦＡＱ中寻求答案。
（３）聊犬审模块：对于ＦＡＱ模块中不能解答的疑问，学生可以有两种方式选择，其中一种就是进入实时解答模块——聊天室。我们按科月为类别分出多个聊天室，学生町以根据需要选择进入。
（４）ＢＢＳ模块：这足学生对于ＦＡＱＩ｝Ｉ没有解答的问题的第一种选择方案，通过论坛的方式发帖提出疑『ｎＪ。其他同学也可以给出相应的解答，教师只需每天抽时间看一下，若有问题给】；解答即可。这种方式相对比较灵活．但也存在解答周期较长的问题。
（５）教师管理模块：该模块由系统管理员来操作。包括教师用户的新增、修改和删除等。
（６）系统维护模块：该模块也是由系统管理员完成。主要包括系统
功能的修改、数据库的备份、ＦＡＱ数据的更新以及学生用户的管理等工作。
３．３系统开发环境配置
系统采用Ｂ，ｓ结构。基于ＪＡＶＡ平台开发．在服务器端需安装ｉｄｋｌ．４。并配置好环境变量，接着要搭建开发环境，主要包括：
（１）数据库：采用ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ２０００。
（２）服务器端：操作系统是Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００Ｓｅｒｖｅｒ版，ＷｅｂＳｅｒｖｅｒ采用Ｔｏｍｃａｔ５．５。
（３）Ｓｔｒｕｔｓ安装：到ｈｔｔｐ：／／ｓｔｍｔｓ．ａｐａｃｈｅ．ｏｒｇ／ｄｏｗｎｉｏａｄ．ｃｓｉ下载最新的Ｓｔｒｕｔｓ版本安装。
（４）Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ安装：到ｈＲｐＹ／ｗｗｗ．ｈｉｂｅｒｎａｔｅ．ｏｒ（Ｆ载最新的Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ版本。
（５）开发工具：我们选择免费但功能十分强大的开发工具——
Ｅｃｌｉｐｓｅ。
４．总结与展望
本文通过分析指出了现今答疑系统普遍存在智能化程度低和灵
活性不够的问题．对答疑系统提出ｒ新的功能需求，并基于Ｊ２ＥＥ平台进行ｒ多层架构设计，结合性能优秀的Ｓｔｒｕｔｓ和Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ框架完成了Ｗｅｂ层和数据持久层的设计。今后徭进一步结合人Ｉ：智能的知识方法对系统功能进行调整和补充，使答疑系统更好的为远程教育服务：ｅ
【参考文献】
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［３Ｊ董红杉，赛延乎．利用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ的Ｊ２ＥＥ数据持久层的解决方案［Ｊ】．计算机工程．２００４．１２．
※基金项目：南京人口管理干部学院院级一般科研项目“基于ＷＥＢ的智能答疑系统的研究与设计”（２００８Ｃ１７）基金资助。
（上接第３７页）敛，该算法也很有可能得出一个较优解，甚至更优解。
我们ⅡＪ以看到，在初始值选取以及公式参数选取方面．还有很多值得改进之处。我们可以看到２的选取方法的稳定性高，但趋于次优解。我们能否采用改变随机因子的方法降低它的稳定性，提高变异程度．而得到一个最优解。对于３选取方法．我们町以改变初始中心点选取的方法，改变引入Ｋ－ｍｅ一点数，改变其余点初始的随机性，来提高算法的效率或者提高稳定性，反面的，我们町以使其余点变得极端。来考验该算法的健壮性。ｅ
【参考文献】
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【９】ＳｈｅｎＨｏｎｇｙｕａｎ（沈洪远），ＰｅｎｇＸｉａｎｑｉ（彭小奇），ＷａｎｇＪｕｎｎｉａｎ（王俊年）＇ＨｕＺｈｉｋｕｎ（胡志坤１．ＡＰＳＯＡｌｇｏｒｉｔｈｍＢａｓｅｄｏｎＣｈａｏｓＳｅｑｕｅｎｅｅｆｏｒＭｕｈｉ—ｒｏｏｄａｌＦｕｎｃｔｉｏｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆ计算机工程与应用）２００６。（７）：３６－３８．
作者简介：才轶（１９８３一），女，吉林长春人，硕士研究生。
Ｉ上接第５１页）维护运行管理方面管壳式换热器维护工作量较小。而板式换热器维护上作量较大。
４．结论
通过对管壳式换热器及板式换热器的比较．可以得出以下结论：板式换热器传热效率高、体积小、莺鬣轻便ｊ：拆装，当冷却水水质较好时，它是一种比较理想的换热器设备，但维护检修工作量较多。片且对于冷却水中有大量泥沙、污物、水草等存在时，滤网义不能有效地发挥作用，很容易使其堵塞，造成频繁地清洗，影响机组的安全运行。ｅ
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【参考文献】
［１］李起潮．板式与臂壳式换热器的比较分析．西部粮食科技。２０００．（０４）：２９—３０．
［责任编辑：张艳芳】
［２］旷仲和．电厂闭式冷却水系统板式换热器与管式换热器比较及选型优化．电力建设，２００８。２９（８）：７７—８０．
［３Ｊ周耕宁．板式换热器在电厂冷端系统中应用的可行性分析．郑州轻工业学院学报（自然科学版），２００８。（０１）：６９—７２．
［４］诸家瑞．当代管壳式和板式换热设备的技术进展．石油化工设备，１９９２，（睨）：４－８．
［５］ｒ雁湘．管壳式与板式水水换热器的比较分析．浙江电力，２００ｌ，（０１）：３３—３６．作者筒介：张晓伟（１９８１．１０一）．男，工程硕士，助理工程师，技术部部长。
［责任编辑：张新重】