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國內板式換熱器行業現狀、存在問題及發展建議

國內板式換熱器行業現狀、存在問題及發展建議
一、現狀
1、品種
序號 品種 國內水平 國外水平 國外代表生產商
2000年 2005年
1 可拆卸對稱形 Alfa-laval  APV  SWEP GEA
2 可拆卸非對稱形
3 免粘接 X
4 寬間隙 X Alfa-laval  SWEP  GEA
5 釬焊接(不銹鋼) X SWEP  Alfa-laval 
6 釬焊接(鈦) X X
7 激光半焊接 X X Alfa-laval  APV  Tranter
8 全焊接一般形式 Hybrid X Bavex  Muller  APV
9 Platular X Barriquand  Viex
10 全焊接板殼式換熱器 X packinox
11 X X APV
12 全焊接
板式空冷器
X X X
13 全焊接
空氣預熱器
X GEA
14 板式蒸發器 X X Alfa-laval  Schmit
15 板式冷凝器 X X Alfa-laval
 
2、規格
參  數 國內水平 國外水平 國外代表
生產商
備 注
2000年 2005年
板片厚度,mm 0.7(0.8) 0.6(0.5) 0.5(0.4) Alfa-laval  APV  SWEP 可拆式
/ 0.3~0.4 0.3~0.4 SWEP Alfa-laval 釬焊接
/ 0.5~0.8 0.2~1.0 Bavex Muller 全焊接
單片面積,m2 1.6(2.0) 1.8(2.8) 4.45 APV 可拆式
≤1.0 12 16 Packinox muller 全焊接
接管口徑,mm 300 350 500 GEA  HISAKA SWEP 可拆式
處理量,m3/h 1520 2078 4240*
  / 口徑不限,處理量不受口徑限制 Barriquand  Viex  muller 全焊接
注:*雙角孔進入時,處理量可達6000m3/h。
 
 3、技術指標
品種 設計溫度,℃ 設計壓力,MPa 最大換熱面積,m2/臺
國內 國外 國內 國外 國內 國外
可拆卸PHE -50~180 -35~200 ≤2.5 ≤3.0 600片/臺 1000片/臺
釬焊接(銅) ≤200 ≤225 ≤3.0 ≤3.0 / /
釬焊接(鎳) X ≤400 X ≤1.6
激光半焊接 X -35~200 X ≤2.5 X /
全焊接
一般形式
Hybrid -200~700 -200~900 ≤4.0 ≤6.0 / 6000
Platular -200~700 -180~700 ≤4.0 ≤4.0 / 1500
全焊接板殼式換熱器 -200~700 -200~700 ≤4.0 ≤30(6.0) 3000 16000
X -200~900 X ≤10 X 500
全焊接
板式空冷器
-200~700 X ≤4.0 X 1000 X
全焊接
空氣預熱器
≤700 ≤565 ≤0.6 ≤0.5 10000 28704
板式蒸發器 X ≤160 X ≤0.6 X 2000
EC700
板式冷凝器 X ≤130 X ≤1.0  X 380
COND600
說  明 ①指板厚0.5mm時的設計壓力;
②激光半焊接接觸腐蝕性介質的地方(O形圈)應采用耐腐蝕材料或包覆聚四氟乙烯;用于腐蝕性介質時設備外圍應加防護罩。
 
4、材料
材料種類 國  內 國  外 備 注
2000年 2005年
 不銹鋼類 304、316、321  
254SMO    
2205   用于全焊接
鈦及鈦合金 Ti √* 已用于釬焊接
Ti-Pd    
 哈氏合金 C-276  
C-22      
N200    
Incoloy 825      
Monel 400      
     
說明:國內鈦材已用于單片面積4m2(長度6m)的全焊接產品。
 
5、波紋形式及性能水平  
  國  內 國  外 備 注
2000年 2005年
波紋形式 人字形為主
H-板
人字形為主
H、S板
人字形為主
H、S板
可拆卸
各種波紋形式
或無波紋
各種波紋形式
或無波紋
全焊接
NTU范圍  ≤2 ≤5 ≤7 可拆卸
可實現的末端溫差  ℃  2 1 1  
標準狀態下的K
W/m2•K
4500~5000 5000~6500 5000~6500  
 
6、應用領域
    由于新板形的不斷問世,應用領域隨之拓展,如高NTU值板片的問世,進入了制冷空調領域,此種場合單臺面積均較大,一般裝機在400~600片/臺左右;
    寬間隙板片的問世,使我國產品進入了酒精、制糖等粘性、顆粒性介質行業;
    特殊材料的應用,進一步拓寬了板式換熱器在腐蝕性領域的應用。
    全焊接產品的問世,可以說改寫了板式換熱器的應用歷史,將以前在高溫、高壓、耐腐蝕領域內不敢想或不可能的事變成了現實,部分場合已完全取代管殼式換熱器,如熱電廠的首站換熱、蒸汽壓力大于0.2MPa的汽-水換熱,氧化鋁行業的全焊接寬通道板式換熱器,煉油、化工、電力行業的全焊接板式空冷器,大型全焊接板殼式換熱器,大型全焊接板式空氣預熱器等產品的應用成功,大大拓展了產品的應用領域,使我們更進一步看到了板式換熱器應用的燦爛前景,增強了我們對板式換熱器的信心。
7、計算選型
    近一半的企業使用軟件進行選型,但絕大多數僅限于水-水工況,對于一些存在相變或特殊介質的工況只能憑經驗估算,而國外幾大公司的計算軟件均較先進,計算結果較合理,并且物性數據庫數據較全。
8、加工精度
    2002年國家監督抽查時,25%的企業產品不合格,其主要原因就是板片尺寸(波紋深度、墊片槽深度)超差,約有50%以上的企業的板片存在尺寸超差,這是由于當時大部分產品模具老化或模具設計不合理或模具加工手段落后,造成精度不夠所致。
    截止2004年底,部分企業對產品進行了更新換代或開發了新系列的產品,由于采用了加工中心,使模具的精度大大提高,因此保證了板片的成形質量,板片波紋深度和墊片槽深度偏差均可控制在±0.10mm之內,達到了國際先進水平。
9、設計制造
    2000年,只有30%的企業的技術部門使用計算機進行機械設計,
    截止2004年底,幾乎所有企業都使用了AUTOCAD進行
(1)一般的機械設計
(2)三維實體演示
大型板片的壓制,精度控制在±0.1mm之內
換熱器的組裝:專用組裝機的使用大大減輕了工人的勞動強度;
產品外觀質量大大提高
存在問題:粘接劑中含氯離子,造成墊片槽腐蝕開裂現象
10、銷售額
    2000年國內企業總銷售額大約在2~3億元之間,但到了2004年底,國內企業總銷售額達到8~10億元,幾家外資企業的總銷售大約在8億元左右。
    上述銷售額的計算指所有的板式產品,含可拆、釬焊、全焊接板式換熱器。
    好多市場仍未開拓,故銷售額未達到極限,應看到板式換熱器發展的空間。
 
11、密封墊片
    經過近幾年的幾次國抽以及各企業內部質量控制,密封墊片的外觀質量及幾何尺寸精度大大提高,達到國際先進水平,但仍存在以下問題:
(1)內在質量,主要表現在物理性能指標方面可以說沒有進步,與國外相比仍有較大差距,
(2)質量波動較大,隨要求而變,嚴格要求時,或現場出問題需要更換時,就能加工出不同質量的墊片來;
(3)人員的相關技術水平問題,墊片廠從事墊片的幾何結構設計人員,對板式換熱器的板形結構不熟悉、不了解或理解不夠、了解不深;(1)如墊片幾何形狀和壓縮量的控制問題,形狀過大,宜造成板片變形,過小則會很快失去密封力。(2)如何根據不同的墊片槽形狀設計不同形狀的墊片。
(4)不能及時跟隨PHE生產廠的發展,板片的結構改變了,但墊片廠的設計觀念未改變。
綜上所述,我國產品同國外的差距主要在以下幾個方面:
  1. 大口徑板式換熱器,如DN400、DN450、DN500適用于大處理量、大面積的板形;
  2. 板式蒸發器、板式冷凝器;
  3. 激光半焊接板式換熱器;
  4. “熱混合”設計計算方法、軟件及配套的數據庫;
  5. 產品應用的經驗;
  6. 密封墊片的內在質量與形狀設計。
 
二、存在問題
    1、人員水平問題(設計、銷售、技術支持人員普遍水平不高)
    2、質量層次較大
    3、無自主開發能力,低水平重復生產
       (1)不設技術部門或無技術人員,這些企業就要被社會淘汰;
       (2)不懂板型設計,完全模仿或抄襲
       (3)能夠設計板型,但未掌握國際先進板型的核心;
    4、企業領導決策不果斷、觀望、等待、舍不得花錢,造成時機錯失;
    5、墊片生產企業缺乏信心、缺乏激情
     (1)沿襲的習慣行為;
     (2)對產品質量的認定;
     (3)主機廠模具到處開發,對墊片廠不負責任,每種規格產品的墊片協作廠不能超過3家
     (4)價格下降及回款困難
    三、發展趨勢
   1、原有板形徹底淘汰、更新;
   2、多品種、多規格、“熱混合”設計。
 
 規格:DN50~DN500
      口徑
板型
DN50 DN100 DN150 DN200 DN250 DN300
~DN500
備注
常規對稱形 H+S
淺密波紋     H+S
寬流道 /   /
激光半焊接     H+S
非對稱形     H+S
全焊接 不受角孔限制  
3、低成本、高性能、高可靠性、高性價比
       (1)低成本的概念
高剛性的薄板片,上下導梁的合理設計,壓緊板、螺栓的強度計算,采用標準件
全企業上下均應有“經濟”的頭腦,有成本的概念,如設計人員對設計成本的控制:①避免重復性的勞動,②零部件成本的控制,如強度、剛度上安全系數不應太保守、加工工時的控制,盡可能選用標準件;
企業領導的成本控制意識,不能一味的相信技術人員,可通過試驗驗證。
(2)高性能
產品的承壓能力,傳熱與阻力降水平
(3)高可靠性
產品在壓力波動、溫度波動、大面積運行時的可靠性
 
  尤其高NTU值的板型,單臺組裝面積較大,如NTU=5時:
型  號 BR01 BR03 BR06 BR08
角孔直徑,mm 50 100 150 200
單片面積,m2 0.12 0.3 0.6 0.8
單臺片數,片/臺 187 431 750 1100
最大換熱面積,m2 22 130 450 880
注:1  此種工況運行時,V≈0.25m/s;
    2  換熱面積或每臺的片數至少應達到上表中的2/3。
(4)高性價比
     性價比越高,對客戶的吸引力越大;
    4、設計新思路,“共用或共有”設計,
      不同系列、不同規格的產品共用相同的框架、相同的下料尺寸,使原材料、零部件的儲備為最經濟,流動資金做到最少
    5、品牌效應,好的企業會越來越容易,差的企業會越來越難
    6、聯合開發,風險共擔,利益共享
    (1)產品研發的聯合
(2)工程項目的聯合
    (2)新的應用領域開拓的聯合,如何借力?
    (3)與國外公司聯合,引進國外成熟技術
  7、“服務”越來越重要
   
 
四、建議 
    1、資源共享,提高設備的利用率
    2、重視信息、交流、溝通
    3、重視人才的培養與管理
    4、超前的思路,打破常規,提前占領市場
    5、不要盲目投入,重視市場調研、重視試驗研究,確保產品投入市場成功應用
     6、專業化生產
       板片
       墊片
       壓緊板
       螺栓(螺母)
       膠水
       專業的研究機構,主要進行產品研究與人員培訓,為企業服務、為行業服務,
    7、守信
      生產廠與協作廠(墊片、壓緊板、螺栓等)的信譽問題
      生產廠與用戶之間的誠實、守信問題,如給用戶提供假報告、假證書、夸大設計參數,虛報換熱面積等以假充真、以次充好等行為必須杜絕,
     協作廠的信譽問題,如模具加工企業,墊片加工企業對用戶的技術保密問題。
  8、對板式換熱器的關注與熱愛