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板式換熱器多用于液液的熱交換,也可用于蒸發(fā)和冷凝,其優(yōu)點是單位體積傳熱面積大,占地面積小;可多股物料同時換熱,利用較低溫位的熱能,節(jié)約能源;可完全逆流傳熱,溫度效率高。其缺點是由于所采用的密封材料的制約,溫度不能太高,一般不高于150℃。但采用壓緊石棉作密封材料時,可提高到260℃;壓力不高于1.5MPa。板式換熱器至少可以分為三類:波紋板式換熱器、螺旋板式換熱器和板殼式換熱器。波紋板式換熱器是由很多個具有各種壓紋的板組裝在一起,板與板之間用密封填料密封,然后由螺栓壓緊。換熱流體按不同的物料由板上的進口進入兩個相臨的夾板通道之內(nèi)。通過有壓紋的板進行熱量交換,流體從板的上(下)面的一角進入,從板下(上)面的另一個角流出,在全板面均勻流過,板上的壓紋使流體產(chǎn)生擾動而增加傳熱膜系數(shù)。一般波紋板式換熱器的傳熱系數(shù)可達:3000W/m2?K～7000W/m2?K(對于水)。板式換熱器已廣泛應(yīng)用于食品、石油、冶金和發(fā)電等行業(yè)。傳統(tǒng)的焦化生產(chǎn)中,化產(chǎn)回收各工段采用的換熱器多為管殼式或螺旋板式換熱器,而現(xiàn)在由于波紋板式換熱器用材省、投資小、占地小和易檢修等優(yōu)點,使它逐步取代了傳統(tǒng)的換熱器,廣泛應(yīng)用于化產(chǎn)回收各個工段中。1波紋板式換熱器與傳統(tǒng)換熱器的比較

管殼式換熱器在換熱器家族中已有悠久的歷史,應(yīng)用范圍很廣。但它體積大、重量大、殼程難于清洗,更換列管需要較大的檢修空間,一些強腐蝕場合,需要用哈氏合金、鈦和英科爾合金等昂貴的材料,其用材量巨大。螺旋板換熱器占地較小,但*大的缺點是難于清洗,焦化生產(chǎn)中煤氣中的焦油很容易沉積,阻塞流體間隙,一旦阻塞只能報廢(蒸汽吹掃很難清除污垢),這勢必造成巨大的浪費,而且會嚴重影響正常的生產(chǎn)。化產(chǎn)回收各個工段操作壓力都較低,在1.6MPa以下,操作溫度也在150℃以下,有些場合腐蝕較為嚴重。如粗苯工段的貧油一段冷卻器,材質(zhì)需選用不銹鋼。如果選用波紋板式換熱器就能節(jié)省換熱面積1/2左右,投資大為減少。2應(yīng)用實例

波紋板式換熱器,由于其獨特的優(yōu)點,可以應(yīng)用在焦化生產(chǎn)的各個工段中。2.1易于清潔

波紋板式換熱器易于清潔,它的結(jié)構(gòu)為板框式各板片夾在鋼制框架之間,檢修時只需把緊固螺栓松開,抽出板片即可。如粗苯工段的貧油冷卻器。以往采用螺旋板換熱器,但是前邊各工段開車不正?；蚱渌蚴姑簹庵薪褂秃枯^大,貧油洗滌煤氣后使洗油中煤焦油含量較高。當洗油經(jīng)過貧油冷卻器時溫度降低,黏度較大的煤焦油很容易沉積在板片之間,造成阻塞影響換熱效果,時間一長就會使換熱器報廢。我們在設(shè)計中改用波紋板式換熱器代替螺旋板換熱器取得了很好的效果。當焦油沉積到一定程度時,換熱效果就會受到影響,表現(xiàn)為換熱器出口貧油溫度升高,這時我們可以關(guān)閉單臺換熱器,把板片卸下,可以看到板片上沉積了不少黑色焦油雜質(zhì),沉積物用工具很容易刮下,重新裝好,總共耗時1h左右,只需操作工2名,不需要蒸汽,對生產(chǎn)影響很小。因此得到了廠家的好評。2.2傳熱效率高,單位體積內(nèi)的傳熱面積大

波紋板式換熱器的傳熱效率高,單位體積內(nèi)的傳熱面積大,是傳統(tǒng)列管換熱器的2倍～5倍。一方面,換熱面積可以大為減小,使同樣換熱效果的換熱器的體積大為減小,同時操作空間也相應(yīng)地減小,這樣減少了占地面積,降低了土建施工費用。由于它是由很多板片組成,所以它不需很大的檢修空間,使總的占地面積比傳統(tǒng)的換熱器減少了2倍～3倍。如規(guī)模為40萬t/a焦化工程,粗苯工段的粗苯冷凝冷卻器,采用管殼式換熱器時,換熱面積為240m2,而采用波紋板式換熱器時,換熱面積可減少到101m2,體積由2臺Φ1000mm×4000mm減小到2臺2100mm×650mm×1150mm。因為它布置在框架上,所以采用波紋板式換熱器后,使操作體積和檢修空間大為減小(檢修空間<1000mm),框架的載荷降低,操作重由2.56t減輕到1.2t。平臺的面積減小,大大降低了建造框架的成本。2.3耐腐蝕

波紋板式換熱器比較耐腐蝕,采用一些新型墊片(聚四氟乙烯墊片)或改變板片的連接方式(焊接式),可使它更適用于有腐蝕性介質(zhì)的場合。如硫銨工段中的氨水換熱器,換熱介質(zhì)主要為氨水(堿性),采用聚四氟乙烯墊片后,密封效果好,基本不腐蝕,氨水和廢水有雜質(zhì)時也好清洗。又如粗苯工段的貧油一段冷卻器,貧油溫度在110℃左右。由于前面工段脫硫不達標或洗油中含其他腐蝕性介質(zhì),換熱器的材質(zhì)需選用不銹鋼。又因為波紋板式換熱器的板效率較高,所以換熱面積可以減小,從而設(shè)備造價可以大為降低。粗苯冷凝冷卻器,當粗苯在90℃左右時對有機墊片的腐蝕較大,所以我們采用焊接連接粗苯流道板片。這樣既能保證不泄漏,又能保留其易拆裝性,有效地解決了這類問題。

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