板壳式换热器的发展现状及其优越性
责任编辑：chineselng 浏览：2614次 时间： 2008-04-05 19:05:26
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摘要:板壳式换热器的发展现状及其优越性史秀丽张宏峰(大庆石化公司塑料厂黑龙江大庆163714) 摘要:板壳式换热器具有换热效率高、端部温差小、压降低、节省占地面积、节约工程及设备安装费用、节省装置操作费用等优点,经济效益显著。本文围绕板壳式换热器的技术发展现状,..
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板壳式换热器的发展现状及其优越性 史秀丽 张宏峰 (大庆石化公司塑料厂 黑龙江大庆163714) 摘要:板壳式换热器具有换热效率高、端部温差小、压降低、节省占地面积、节约工程及设备安装费用、节省装置操作费用等优点,经济效益显著。本文围绕板壳式换热器的技术发展现状,在结构特点、经济性能方面的优越性做以简单介绍。 关键词:板壳式换热器;发展现状;优越性 中图分类号:ＴＱ316 文献标识码:Ａ 目前,国内外各个炼油化工企业的新上装置及新改造装置的规模越来越大。而为了实现装置的大型化,就需要解决一些原有关键换热设备占地面积大、重量大、投资大及能耗高的缺点。而目前在炼油、化工行业中普遍使用的管壳式换热器已不能满足大型化装置的需要。板壳式换热器作为高效紧凑式换热器的一种,具有换热效率高、端部温差小、压降低、节省占地面积、节约工程及设备安装费用、节省装置操作费用等优点,适合炼油、化工等领域大型化生产装置的使用要求。本文就是围绕板壳式换热器的技术发展、结构特点、经济性能方面做了一些介绍,可作为板壳式换热器在生产管理和技术管理方面的参考。 1 板壳式换热器的发展历史与现状 1.1 国内外板壳式换热器的发展 欧美发达国家于20世纪80年代起开始竞相开发、研制各种型式的板壳式换热器。其中具有代表性的为法国Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司,该公司于20世纪80年代首次在催化重整装置中用一台大型板壳式换热器替代传统的管壳式换热器组。20世纪90年代末期,Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司又将大型板壳式换热器用于加氢装置。该公司的产品得到ＵＯＰ(美国联合油)的认证,其产品主要用于的催化重整、芳烃及加氢装置。而板壳式换热器在中国的起步比较晚。1999年兰州石油机械研究所研制成功大型板壳式换热器,该产品(专利号:ＺＬ98249056.9)具有国际先进水平、首创独特结构的全焊式板式换热器,并已在炼油厂重整装置,化肥厂水解解吸装置及集中供热换热站等场合得到应用。本产品于1999年5月8日通过中国石化总公司鉴定。同时为尽快将板壳式换热器产品转入产业化生产,投资数百万元初步建成了大型板壳式换热器生产线。 1.2 Ｐａｃｋｉｎｏｘ公司板壳式换热器的特点 单板最大尺寸可达1400ｍｍ×16000ｍｍ;单台设备最大传热面积可达8000ｍ2;板片为鱼刺形凹凸波纹,爆破成型;板束在壳体内为悬挂结构;独特的气液两相进料混合器;带膨胀节的管式连接;双容器设计,热介质不与压力容器接触;壳体为无大法兰结构;板束操作压力(反压)小于等于100Ｐａ;板束操作压力(正压)同壳体操作压力,不受限制;操作温度小于等于550℃。 1.3 兰州石油机械研究所板壳式换热器的特点 单板最大尺寸1200ｍｍ×16000ｍｍ;单台设备最大传热面积5000ｍ2;板片为顺人字形波纹,模压成型;板束在壳体内安装并与壳体相互支撑;与管壳式立式换热器相同的气液进料混合器;带膨胀节的管式连接;国际首创的可拆卸、可维修结构;板束操作压力(反压)小于等于4.5ＭＰａ;板束操作压力(正压)同壳体操作压力,不受限制;操作温度小于等于550℃ 1.4 我国板壳式换热器的现状 我国首台大型板壳式换热器克拉玛依石化厂二段混氢进料/重整产物换热器制造完成后,由国内有关的设计院及石油化工企业专家参加了国内首台大型板壳式换热器的出厂小结会,经过充分地讨论和论证,一致认为:产品结构设计合理、可靠,与国外同类产品相比,更加适合国内炼油化工厂的使用要求。 2 板壳式换热器的结构优越性比较 板壳式换热器是目前国际上先进的高效、节能型换热设备。板壳式换热器采用波纹板片做为传热元件,板束板片间采用先进的专用程控自动氩弧焊焊机进行焊接,全焊接式板束装在压力壳内。波纹板片具有“静搅拌”作用,能在很低的雷诺数下形成湍流,传热效率是管壳式换热器的2～3倍。同时还大大降低了结垢,从而使设备的维护和清扫非常方便。板壳式换热器可实现真正的“纯逆流”换热,与管壳式换热器相比,冷端及热端温差小,可以多回收热量,从而可大大节约装置的操作费用。板壳式换热器与管壳式换热器相比,还具有结构紧凑的优点,因此,在完成同样换热任务的情况下,板壳式换热器的体积小、重量轻,从而可大大节约用户的设备安装空间及安装成本。 板壳式换热器板束装在压力壳内,提高了安全可靠性,与管壳式换热器一样,除了受压力容器设计级别限制外,板壳式换热器的使用压力没有绝对的限制。因此,板壳式换热器既具有传热效率高、结构紧凑、重量轻的优点,同时又继承了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。与管壳式换热器相比具有更加优异的结构特点。 3 经济性能比较  从表1可以看出,采用板壳式换热器与管壳式换热器相比较,换热面积节省400ｍ2,设备总高度减少了11ｍ,可多回收热量0.77ＭＷ。按年操作时间8000ｈ,燃料低热值41870ｋＪ·ｋｇ-1,燃料费530元计算,板壳式换热器与管壳式换热器相比,每年节省燃料529.64ｔ,每年节省燃料费28万元,节约空冷器设备费36万元,每年节约空冷器电费18万元,设备本身重量减少15ｔ。 以上对比结果表明,板壳式换热器节能效果非常显著。 4 结语 综上所述,板壳式换热器与管壳式换热器相比的优势相当明显。为此,我国应进一步研制完善满足国内大型化装置所用大型板壳式换热器产品,开发适应炼油化工装置不同工艺与生产要求的系列产品;完善制造工艺、加工装备及生产环境,提高制造能力及产品质量,力争使国产大型板壳式换热器的生产、产品性能、质量等达到并超过国外同类产品水平。 参考文献 [1] 管壳式换热器[Ｍ] 国家质量技术监督局 ＧＢ151-1999,1999 [2] 谭天恩,麦本熙,丁恶华 化工原理[Ｍ] 化学工业出版社,1986 [3] 朱聘寇 换热器原理及计算[Ｍ] 清华大学出版社,1987 [4] 秦叔经,叶文邦 化工设备设计全书(换热器)[Ｍ] 化学工业出版社,2003 [5] 徐刚,麦郁穗,钱颂文,凌长明,等 石油化工厂设备检修手册第八分册(换热器)[Ｍ] 中国石化出版社,2005 [6] 钱颂文 换热器设计手册[Ｍ] 化学工业出版社,2002 |
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