Сварные против уплотненных против печатных пластин теплообменники - полное сравнение

теплообменники Передача тепла между жидкостями без их смешивания.Среди компактных, высокоэффективных конструкций - пластиновые теплообменники, которые используют металлические пластины для проведения тепла.Три ключевых конструкции пластины - прокладка пластины, сварная пластина и печатная схема (PCHE) - каждая использует сложенные пластины, но отличается по конструкции.В данной статье сравниваются их структура, производительность, техническое обслуживание, стоимость и использование в промышленности.Мы также укажем, как каждый вписывается в такие отрасли, как нефтехимия, HVAC, электроэнергия и многое другое.

Сварные пластины теплообменники

Сварные пластиновые теплообменники также используют кучу гофрированных пластинок, но пластины постоянно сварены или сварены вместе на своих краях, устраняя прокладки.

Сварные фа серии HT-Bloc или TP от SHPHE иллюстрируют это: сварная пластина, вставленная в прочную раму с закрученными крышками.В результате он сохраняет высокую теплопередачу пластины, при этом получая гораздо более высокую толерантность давления и температуры.

Структура:

Сварный пластиновый обменник представляет собой, по сути, твердый блок из металлических пластин с внутренними каналами.Например, сварная пластина SHPHE HT-Bloc сочетает в себе высокую эффективность теплопередачи пластиновых обменников и высокую давление и температурную стойкость корпуса и трубки.

Производительность:

Сварные пластины заполняют разрыв между уплотненными пластинами и обменниками полной корпуса.

Модели TP SHPHE могут выдерживать температуры до ~ 60 бар и 900 °C (и типы HT-Bloc до 40 бар, -40 °C до 400 °C).Их тепловые характеристики все еще очень высоки - геометрия пластины индуцирует отличную теплопередачу.Эти агрегаты часто достигают очень близких температурных подходов, аналогичных уплотненным пластинам, потому что внутренние пути потока могут быть оптимизированы.

Техническое обслуживание:

Вот ключевое отличие: сварные узлы не имеют сменных уплотнений, поэтому они редко утекают, но их также не легко демонтировать.Если конструкция позволяет, пользователи открывают обменник, разблокируя крышки - пластиковая упаковка поднимается на очистку.

Стоимость:

Сварные пластиновые теплообменники стоят дороже, чем уплотненные модели.Процесс сварки или сваровки, плюс тяжелые материалы, добавляет производственные расходы.Тем не менее, они обычно дешевле, чем ПХЭ, потому что они не требуют экзотической обработки.

Индустрии:

SHPHE выделяет сварные агрегаты в нефтепереработке и обслуживании СПГ.Они также появляются в производстве электроэнергии (рекуперация отходов тепла, охладители смазочного масла для турбин) и в оффшорных или морских системах, где прочность и герметичность имеют решающее значение.Любая установка, требующая эффективной теплопередачи, но с суровыми жидкостями или условиями высокого давления, часто выбирает сварные плиты.

Площадные теплообменники

Прокладные пластичные теплообменники состоит из множества тонких гофрированных металлических пластин, зажимаемых вместе в раме, с резиновыми или эластомерными уплотнениями, уплотняющими каналы потока.Горячая и холодная жидкости течат по переменным каналам (обычно противотоку), передавая тепло через пластины.Эта модульная конструкция, выделенная в документации SHPHE, делает их очень компактными (часто на 70 - 90% меньше, чем корпус-трубные единицы).

Они популярны в HVAC, холодильном оборудовании, пищевых продуктах и напитках, химической переработке и легких нефтехимических приложениях, где удобство очистки и гигиены ценятся.

Производительность:

Они могут выдерживать высокие нагрузки на отопление / охлаждение, но относительно мягкие давления и температуры по сравнению сварными или PCHE типами.Основным преимуществом является очень высокое соотношение площади поверхности к объему (пластинки могут достигать 100 - 200 м2 / м3), поэтому обменник вписывается в небольшой площадь.

Техническое обслуживание:

Поскольку они уплотнены и болтованны, эти обменники можно легко демонтировать.Пользователи могут выдвинуть или удалить пластины, чтобы очистить их (или использовать CIP - чистить на месте), а также заменить изношенные уплотнения при необходимости.Это позволяет легко демонтировать, облегчая простоту очистки и обслуживания.

Компромисс заключается в том, что прокладки являются изношенными предметами: со временем они должны быть проверены или заменены, а плохая уплотнение может вызвать утечки.

Стоимость:

Прокладные единицы, как правило, являются наименее дорогими из трех.Они используют стандартные пластины из нержавеющей стали и резиновые уплотнения, с простыми болтовыми рамками.

В приложениях с ограниченными бюджетами или где требуется демонтаж (например, пивоваренные заводы, ОВК), уплотненные обменники являются распространенными.Их более низкая цена имеет более низкие номинальные давления, поэтому для очень высокого давления или высоких температурных задач (например, химических реакторов, пара) вместо этого выбираются другие конструкции.

Индустрии:

Типичные виды применения включают в себя нагрев / охлаждение воды, масел, охлаждающих веществ и мягких химикатов в зданиях, пищевых предприятиях и перерабатывающих заводах.

Теплообменники с печатными схемами (PCHE)

Новейший из трех,Печатные схемные теплообменники Они сделаны из очень тонких нержавеющих или никеле-сплавных пластин, каждая из которых химически огравирована с микроканалами потока (как схема ПХД), а затем диффузионным образом связана в один твердый блок.Внутри нет уплотнений или соединений - это монолитное Основные элементы микроканалов.Эта инновация (разработанная в конце 20-го века) была обусловлена промышленностью, нуждающейся в компактности и экстремальных условиях.

Структура:

В PCHE пластины подвергаются гравированию для создания сложных микроканальных узлов.После складывания гравированных пластинок они диффузионно связываются при высокой температуре и давлении, образуя твердый металлический блок с микроскопическими проходами.

Результат является чрезвычайно компактным: по результатам испытаний, ПХЭ в четыре-шесть раз меньше и легче, чем обычные корпусные и трубные агрегаты.Типичные зазоры каналов составляют порядка 0,4 - 4 мм.

Производительность:

PCHEs обладают экстремальной производительностью.Они выдерживают очень высокие давления и температуры - SHPHE отмечает до 1000 бар и 850 - 900 °C - гораздо больше, чем могут выдержать уплотненные или сварные пластины.

Эффективность теплопередачи также выдающаяся (в порядке 98% эффективности), поскольку крошечные каналы и голлины вызывают интенсивную турбулентность.

Например, ПХЭ используются на установках СПГ, ядерных реакторах и системах сверхкритического CO2, где требования к давлению и эффективности являются экстремальными.

Техническое обслуживание:

Будучи диффузионно связанными, ПХЭ не имеют движущихся частей, уплотнений или уплотнений внутри.

Однако это также означает, что вы не можете открывать или обслуживать внутренние.Если тонкие каналы грязны, очистка чрезвычайно сложна или невозможна; таким образом, ПХЭ ограничены очень чистыми жидкостями.Системы, использующие ПХЭ, включают тонкие фильтры или работают с ультрачистыми средами.Обычное техническое обслуживание, как правило, включает только проверку сварных соединений и обеспечение фильтрации входа, а не очистку самого обменника.

Стоимость:

ПКХЭ являются наиболее дешевым вариантом.Комплексный процесс фотохимического гравирования и диффузионного слияния дорогостоящий, а материалы, как правило, все нержавеющие или экзотические сплавы (детали из углеродистой стали нет).

С положительной стороны, их компактность может сократить затраты в других областях: меньшие фундаменты, более легкие опоры и меньший запас жидкости (что может уменьшить требования к безопасности).Но только по цене единицы, единицы с печатной схемой являются самыми дорогими для покупки.

Индустрии:

ПХЭ появляются там, где ничего другого не сделает.Ранними пользователями были атомная энергетика и аэрокосмическая (космические корабли и теплообменники самолетов), и сегодня они распространены в ядерных, СПГ, переработке углеводородов и системах возобновляемой энергии, и действительно они видят растущее использование в энергетических проектах следующего поколения (например, небольшие модульные реакторы, концентрированные солнечные батареи), где эффективность и размер имеют первостепенное значение.

Как они сравниваются

Соответствующие вопросы

Вопрос: В чем основная разница между уплотненными и сварными пластиновыми обменниками?

Ключ - это запечатка.Прокладные обменники имеют сменные резиновые уплотнения и болтованную раму, поэтому их можно разобрать для очистки или смены пластинок.Сварные пластиновые обменники плавят пластины (без уплотнений), обеспечивая более высокую способность давления / температуры, но делая их сложнее в обслуживании.Короче говоря, уплотненные плиты более удобны для обслуживания; сварные плиты выдерживают более суровые условия.

Вопрос: Зачем использовать теплообменник с печатной схемой вместо пластины или корпуса?

PCHEОни выбираются для экстремальных требованийОни упаковывают огромные области теплопередачи в крошечный объем и могут работать при давлении до 1000 бар и температурах ~ 850 °C.Если применение ограничено пространством и включает в себя сверхкритические жидкости (например, СПГ или CO2), PCHE может достичь эффективности, недостижимой обычными агрегатами.

Вопрос: Какой тип обменника является наиболее эффективным?

Все три типа обладают высокой тепловой эффективностью.ПХЭ часто достигают наивысшей номинальной эффективности (≈98% эффективности) из-за их оптимизированных микроканалов.

В: Как сопоставляются потребности в техническом обслуживании?

Прокладные пластиновые обменники проще всего очищаются: их можно разобрать и промыть или заменить детали.

Обменники с печатной схемой по существу не требуют технического обслуживания внутри (без уплотнений или соединений), но они требуют чистых жидкостей, чтобы избежать забивания и, как правило, нуждаются в фильтрах входа.

Подводя итог, выбор между этими тремя типами в конечном итоге зависит от тщательного анализа конкретных эксплуатационных условий (температура, давление, свойства жидкости), требований к техническому обслуживанию и общего бюджета проекта.

Если вам необходимы дополнительные консультации и дискуссии, пожалуйста, не стесняйтесь обратиться к нам. Contact us.

Email: info@shphe.com

WhatsApp / Cell: 86 15201818405