石油和天然氣生產(chǎn)設(shè)施以及區(qū)域冷卻廠等許多工業(yè)場所都位于海邊。如果在技術(shù)和經(jīng)濟上可行，這些設(shè)施將海水用作冷卻介質(zhì)。通過使用熱交換器，流體的冷卻是整個過程的一部分。通常使用直接海水冷卻來限制成本并節(jié)省空間和重量。海水的主要問題是，由于其成分中所含氯化物的作用，它對大多數(shù)金屬和已知合金具有很高的腐蝕性。此外，海水中可能含有固體殘留物，例如懸浮顆粒甚至生物材料殘留物。因此，設(shè)計用于海水的熱交換系統(tǒng)，必須使用耐腐蝕的材料制成，并且設(shè)計必須不受固體廢物的影響。鈦通常是海水冷卻熱交換器的首選，因為鈦即使在充氣的海水中也具有出色的耐腐蝕性，并且強度高且密度低。這意味著它可以抵抗還原性或氧化性環(huán)境，無論有無氯化物，以及高達650ºC的溫度。除具有極高的抗腐蝕能力外，鈦還具有出色的抗點蝕，縫隙和應力腐蝕的性能。由于海水是高腐蝕性介質(zhì)，因此只能考慮將耐腐蝕合金用于海水熱交換器。鎳鉻鉬合金和高度合金化的不銹鋼是鈦的最常見替代品，鈦制熱交換器在設(shè)備的整個生命周期內(nèi)具有很高的成本效益。正確保養(yǎng)后，鈦制換熱器可以運行數(shù)十年，因此在長壽命條件下成為非常經(jīng)濟的選擇。鈦制熱交換器可以：

　　鈦制熱交換器完全耐腐蝕，這意味著熱交換器可在所有工作壽命內(nèi)提供最大性能而不會降額?？紤]到在當前的制冷系統(tǒng)中使用海水的重要性，本文將評估主要的熱交換技術(shù)，例如板式換熱器和鈦制殼管式換熱器。將討論兩種熱交換系統(tǒng)的優(yōu)缺點，得出結(jié)論，這是最適合在區(qū)域冷卻海水應用中運行的一種系統(tǒng)。

鈦板式換熱器

　　鈦板熱交換器由組裝在板包中的許多“人字形”波紋狀鈦板組成。在適當?shù)那闆r下，與殼管式設(shè)計相比，鈦板式換熱器具有許多優(yōu)勢。板式換熱器具有更高的傳熱系數(shù)，通常是殼管式換熱器的三到四倍。板式換熱器具有更高傳熱系數(shù)的原因之一相比管殼式換熱器，是因為板的模式產(chǎn)生了湍流。相對于海水中可能存在的固體廢物，鈦熱交換器中的這種湍流是有利的，氣流的湍流越大，污垢就越難以附著，因此，對于由于廢物在交換器中的積聚而存在問題。由于板式換熱器中的這種湍流，壓降高于管殼式換熱器中的壓降。此外，由于板式換熱器在板之間具有擴展的自由通道，因此該配置能夠處理固體廢物尺寸小于自由通道深度的流體。大于自由通道深度的顆粒將被位于熱交換器上游的過濾器截留。小尺寸也受益于投資前景，特別是在需要使用昂貴的材料如鈦的情況下。緊湊型熱交換器比管殼式熱交換器需要的鈦少，因此便宜得多。鈦板式換熱器更易于維護，熱容量可定制(可以增加或移除板以改變傳熱比)，并且比殼管式換熱器小。因此，它們高效，緊湊，具有成本效益，并且可以處理某些污垢液。當熱流體流量和冷流體流量大致相同時，可實現(xiàn)最有效的設(shè)計，從而在板的兩側(cè)產(chǎn)生相似的速度。

鈦殼管式換熱器

　　鈦管殼式換熱器包括一個殼(大的壓力容器)用在其內(nèi)部的管束的。一種流體流經(jīng)管道，另一種流體流經(jīng)管道(穿過殼體)以在兩種流體之間傳遞熱量。與板式熱交換器相比，管殼式熱交換器的傳熱效率低。為了增加熱傳遞率，在熱交換器中增加了一種稱為湍流器的裝置。在殼管式換熱器和其他類型的傳熱設(shè)備的管側(cè)插入一個湍流器。湍流器旨在產(chǎn)生并維持湍流，并有助于提高管側(cè)傳熱效率。在使用干凈的流體操作時，使用此設(shè)備是有意義的，但是對于海水而言在應用中，此設(shè)備有不利影響，使熱交換器堵塞。尺寸是殼管式熱交換器的另一個缺點，因為它們比板式熱交換器大。這是一般工業(yè)中最常用的熱交換器類型。人們常常以為這是成本最低的選擇。該信念是由于以下事實：使用淡水操作時，管殼式換熱器比板式換熱器便宜。這是因為板式交換器由不銹鋼制成，而管殼式交換器具有銅管。因為不銹鋼比銅更昂貴并且導熱性比銅差，所以當兩個熱交換器都使用淡水運行時，板式熱交換器比管殼式熱交換器更昂貴。然而，比板式換熱器效率低，體積大，成本高。

結(jié)論

　　鈦制熱交換器具有耐腐蝕性，因此是海水環(huán)境中的最佳選擇。板式交換器由于其緊湊的尺寸，更高的熱效率，更大的堵塞難度和更優(yōu)惠的價格而始終是最佳選擇。另一方面，盡管管殼式換熱器可能適用于海水應用，但與板式換熱器相比，這種換熱器具有較大的缺點，例如尺寸較大，傳熱低，堵塞能力強。 ，并且價格更高。