板式換熱器

板式換熱器是由一系列具有波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過板片進行熱量交換。

板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設(shè)備。它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、應(yīng)用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達90%以上。
結(jié)構(gòu)原理

可拆卸板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按間隔，四周通過墊片密封，并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成，板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側(cè)的流道中流動，通過板片進行熱交換。
 
板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計計算，就是在已知溫差比NTUE的條件下，合理地確定其型號、流程和傳熱面積，使NTUp等于NTUE。
基本分類
 
一般情況下，我們主要根據(jù)結(jié)構(gòu)來區(qū)分板式換熱器，也就是根據(jù)外形來區(qū)分，可分為四大類：

      ①可拆卸板式換熱器（又叫帶密封墊片的板式換熱器）

      ②焊接板式換熱器

      ③螺旋板式換熱器

      ④板卷式換熱器（又叫蜂窩式換熱器）。

 

      其中，焊接板式換熱器又分為：半焊接板式換熱器、全焊接板式換熱器、板殼式換熱器、釬焊板式換熱器。

特點
 

   （板式換熱器與管殼式換熱器的比較）
 

      a.傳熱系數(shù)高：
 

      由于不同的波紋板相互倒置，構(gòu)成復(fù)雜的流道，使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動，能在較低的雷諾數(shù)（一般Re=50~200）下產(chǎn)生紊流，所以傳熱系數(shù)高，一般認為是管殼式的3~5倍。
 

      b.對數(shù)平均溫差大，末端溫差?。?br/> 

      在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內(nèi)流動，總體上是錯流流動，對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，其修正系數(shù)也通常在0.95左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃fff.
 

      c.占地面積?。?br/> 

      板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預(yù)留抽出管束的檢修場所，因此實現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。
 

      d.容易改變換熱面積或流程組合：
 

      只要增加或減少幾張板，即可達到增加或減少換熱面積的目的；改變板片排列或更換幾張板片，即可達到所要求的流程組合，適應(yīng)新的換熱工況，而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加。
 

      e.重量輕：
 

      板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右。
 

      f. 價格低：
 

      采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。
 

      g. 制作方便：
 

      板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工，標(biāo)準化程度高，并可大批生產(chǎn)，管殼式換熱器一般采用手工制作。
 

      h. 容易清洗：
 

      框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓，即可松開板束，卸下板片進行機械清洗，這對需要經(jīng)常清洗設(shè)備的換熱過程十分方便。
設(shè)計特點
 

      1、效率高更節(jié)能：其換熱系數(shù)在3000～4500kcal/m2·°C·h，比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。
 

      2、結(jié)構(gòu)緊湊：板式換熱器板片緊密排列，與其他換熱器類型相比，板式換熱器的占地面積和占用空間較少，面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。
 

      3、容易清洗拆裝方便：板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊，因此拆裝方便，隨時可以打開清洗，同時由于板面光潔，湍流程度高，不易結(jié)垢。
 

      4、使用壽命長：板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制，可耐各種腐蝕介質(zhì)，膠墊可隨意更換，并可方便在、拆裝檢修。
 

      5、適應(yīng)性強：板式換熱器板片為獨立元件，可按要求隨意增減流程，形式多樣；可適用于各種不同的、工藝的要求。
 

      6、不串液：板式換熱器密封槽設(shè)置泄液液道，各種介質(zhì)不會串通，即使出現(xiàn)泄露，介質(zhì)總是向外排出。



產(chǎn)品選用要點
 

      ⒈ 板式換熱器選用控制參數(shù)為換熱器材質(zhì)、工作壓力、設(shè)計溫度等。
 

      ⒉ 選用換熱器時，應(yīng)盡量使換熱系數(shù)小的一側(cè)取得大的流速，并且盡量使兩流體換熱面兩側(cè)的換熱系數(shù)相等或相近，提高傳熱系數(shù)。經(jīng)換熱器加熱的流體溫度應(yīng)比換熱器出口壓力下的飽和溫度低10℃，且應(yīng)低于二次水所用水泵的工作溫度。
 

      ⒊ 含有泥沙臟物的流體宜經(jīng)過過濾后進入換熱器。
 

      ⒋ 選用板式換熱器時，溫差較小側(cè)流體的接口處流速不宜過大，應(yīng)能滿足壓力降的要求。
 

      ⒌ 對于流量大允許壓力降小的情況應(yīng)選用阻力小的板型，反之，選用阻力大的板型。
 

      ⒍ 根據(jù)流體壓力和溫度情況選用可拆卸式或電焊式。
 

      ⒎ 不宜選用單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過多，板間流速偏小，降低傳熱系數(shù)。
 

      ⒏ 板式換熱器的換熱介質(zhì)不宜為蒸汽。

 

      施工安裝要點
 

      ⒈ 換熱器不應(yīng)有變形，緊固件不應(yīng)有松動或其它機械損傷。
 

      ⒉ 設(shè)備吊裝時，吊繩不得掛在接管、定位橫梁或板片上。
 

      ⒊ 換熱器周圍預(yù)留足夠空間，以便于檢修。
 

      ⒋ 冷熱介質(zhì)進出口接管安裝，應(yīng)按照出廠銘牌所規(guī)定方向連接。
 

      ⒌ 連接換熱器的管道應(yīng)進行清洗，防止砂石焊渣等雜物進入換熱器，造成堵塞。
 

      ⒍ 換熱器應(yīng)以大工作壓力的1.5倍做水壓試驗，蒸汽部分應(yīng)不低于蒸汽供汽壓力加0.3MPa；熱水部分應(yīng)不低于0.4MPa。

      板式換熱器的清洗工藝
 

      1． 隔離設(shè)備系統(tǒng)，并將換熱器里面的水排放干凈。
 

      2． 采用高壓水清洗管道內(nèi)存留的淤泥、藻類等雜質(zhì)后，封閉系統(tǒng)。
 

      3． 在隔離閥和交換器間裝上球閥（不小于1英寸=2.54厘米），進水和回水口都應(yīng)安裝。
 

      4． 接上輸送泵和連接導(dǎo)管，使清洗劑從換熱器的底部泵入，從頂部流出。
 

      5． 開始向換熱器里泵入所需要的清洗劑（比例可根據(jù)具體情況調(diào)整）。
 

      6． 反復(fù)循環(huán)清洗到推薦的清洗時間。隨著循環(huán)的進展和沉積物的溶解，反應(yīng)時產(chǎn)生的氣體也會增多，應(yīng)隨時通過放氣閥將多余的空氣排出。隨著空氣的排出，換熱器內(nèi)的空間會增大，可加入適當(dāng)?shù)乃?，不要一開始就注入大量的水，可能會造成水的溢出。
 

      7． 循環(huán)中要定時檢查清洗劑的有效性，可以使用PH 試紙測定。如果溶液保持在PH值2‐3時，那么清洗劑仍然有效。如果清洗劑的PH 值達到5‐6時，需要再添加適量清洗劑。溶液的PH值在2‐3時保持30分鐘沒有明顯變化，證明達到了清洗效果。注意：清洗劑可以回收后重復(fù)使用，排放會造成浪費。
 

      8． 達到清洗時間后，回收清洗溶液。并用清水反復(fù)沖洗交換器，直到?jīng)_洗干凈到中性，用PH試紙測定PH值6~7。
 

      9． 完成清洗后既可開機運行。也可以打壓試驗，看是否有泄漏現(xiàn)象。如果有泄漏，可以采用高分子復(fù)合材料進行修護保護，并且可以大大延長設(shè)備的使用壽命。
 

      ⒑ 設(shè)備穩(wěn)定后，記下當(dāng)前的介質(zhì)過流量、工作壓力、換熱效率等數(shù)據(jù)。
 

      ⒒ 比較清洗前和清洗后數(shù)值的變化，就可以計算出該企業(yè)每個小時所節(jié)省的電費、煤費等生產(chǎn)費用及提高的工作效率，這正是企業(yè)采用技術(shù)應(yīng)用的價值補償。
 

      12．同樣的操作方法也可用于凝汽器、框架式的熱交換器清洗。
 

      ⒔ 如企業(yè)需要設(shè)備進行鈍化預(yù)膜處理，可按以下流程進行操作：將鈍化預(yù)膜劑按推薦稀釋比泵入設(shè)備中（同時在循環(huán)槽內(nèi)懸掛試片）；按推薦時間循環(huán)、浸泡；檢測預(yù)膜效果（紅點法或藍點法）；排放；水沖洗干凈到中性（用PH試紙測定PH值6~7）。
 

      ⒕ 鈍化預(yù)膜結(jié)束后，盡量采用風(fēng)機等通風(fēng)設(shè)備將系統(tǒng)吹干，可確保并提升鈍化預(yù)膜效果。