apv板式換熱器組成

【學(xué)員問(wèn)題】板式換熱器？

【解答】板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)半片進(jìn)行熱量交換。它與常規(guī)的管殼式換熱器相比，在相同的流動(dòng)阻力和泵功率消耗情況下，其傳熱系數(shù)要高出很多，在適用的范圍內(nèi)有取代管殼式換熱器的趨勢(shì)。

[1]板式換熱器是液—液、液—汽進(jìn)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、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。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(dá)90%以上。板式換熱器廣泛應(yīng)用于冶金 、石油、化工、食品、制藥、船舶、紡織、造紙等行業(yè)，是加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌等用途的優(yōu)良設(shè)備。

板式換熱器的型式主要有框架式（可拆卸式）和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。

1.1板式換熱器的基本結(jié)構(gòu)

板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。

板片由各種材料的制成的薄板用各種不同形式的磨具壓成形狀各異的波紋，并在板片的四個(gè)角上開有角孔，用于介質(zhì)的流道。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。 版權(quán)為ehvacr.com

框架由固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板、上下導(dǎo)桿和夾緊螺栓等構(gòu)成。

板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動(dòng)壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾緊而成。

1.2板式換熱器的特點(diǎn)（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(dòng)，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(rèn)為是管殼式的3~5倍。

b.對(duì)數(shù)平均溫差大，末端溫差小 在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內(nèi)流動(dòng)，總體上是錯(cuò)流流動(dòng)，對(duì)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(dòng)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(dòng)平行于換熱面、無(wú)旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對(duì)水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃。

c.占地面積小 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(chǎng)所，因此實(shí)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(dá)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(dá)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(jià)格低 采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價(jià)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(zhǔn)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(dòng)壓緊螺栓，即可松開板束，卸下板片進(jìn)行機(jī)械清洗，這對(duì)需要經(jīng)常清洗設(shè)備的換熱過(guò)程十分方便。

i. 熱損失小 板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計(jì)，也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大，需要隔熱層。 暖通空調(diào)zaixian

j. 容量較小 是管殼式換熱器的10%~20%.

k. 單位長(zhǎng)度的壓力損失大 由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比傳統(tǒng)的光滑管的壓力損失大。

l. 不易結(jié)垢 由于內(nèi)部充分湍動(dòng)，所以不易結(jié)垢，其結(jié)垢系數(shù)僅為管殼式換熱器的1/3~1/10.

m. 工作壓力不宜過(guò)大，介質(zhì)溫度不宜過(guò)高，有可能泄露 板式換熱器采用密封墊密封，工作壓力一般不宜超過(guò)2.5MPa，介質(zhì)溫度應(yīng)在低于250℃以下，否則有可能泄露。 版權(quán)為ehvacr.com

n. 易堵塞 由于板片間通道很窄，一般只有2~5mm，當(dāng)換熱介質(zhì)含有較大顆?；蚶w維物質(zhì)時(shí)，容易堵塞板間通道。

1.4板式換熱器的應(yīng)用場(chǎng)合

a. 制冷：用作冷凝器和蒸發(fā)器。

b. 暖通空調(diào)：配合鍋爐使用的中間換熱器、高層建筑中間換熱器等。

c. 化學(xué)工業(yè)：純堿工業(yè)，合成氨，酒精發(fā)酵，樹脂合成冷卻等。 暖通百科

d. 冶金工業(yè)：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝?yán)鋮s等。

e. 機(jī)械工業(yè)：各種淬火液冷卻，減速器潤(rùn)滑油冷卻等。

f. 電力工業(yè)：高壓變壓器油冷卻，發(fā)電機(jī)軸承油冷卻等。

g. 造紙工業(yè)：漂白工藝熱回收，加熱洗漿液等。

h. 紡織工業(yè)：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。

i. 食品工業(yè)：果汁滅菌冷卻，動(dòng)植物油加熱冷卻等。

j. 油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。

k. 集中供熱：熱電廠廢熱區(qū)域供暖，加熱洗澡用水。

l. 其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地?zé)崂谩?/p>

1.5板式換熱器選型時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

1.5.1 板型選擇

板片型式或波紋式應(yīng)根據(jù)換熱場(chǎng)合的實(shí)際需要而定。對(duì)流量大允許壓降小的情況，應(yīng)選用阻力小的板型，反之選用阻力大的板型。根據(jù)流體壓力和溫度的情況，確定選擇可拆卸式，還是釬焊式。確定板型時(shí)不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數(shù)量過(guò)多，板間流速偏小，傳熱系數(shù)過(guò)低，對(duì)較大的換熱器更應(yīng)注意這個(gè)問(wèn)題。

1.5.2 流程和流道的選擇

流程指板式換熱器內(nèi)一種介質(zhì)同一流動(dòng)方向的一組并聯(lián)流道，而流道指板式換熱器內(nèi)，相鄰兩板片組成的介質(zhì)流動(dòng)通道。一般情況下，將若干個(gè)流道按并聯(lián)或串聯(lián)的費(fèi)那個(gè)是連接起來(lái)，以形成冷、熱介質(zhì)通道的不同組合。

流程組合形式應(yīng)根據(jù)換熱和流體阻力計(jì)算，在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內(nèi)的對(duì)流換熱系數(shù)相等或接近，從而得到最佳的傳熱效果。因?yàn)樵趥鳠岜砻鎯蓚?cè)對(duì)流換熱系數(shù)相等或接近時(shí)傳熱系數(shù)獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等，但在換熱和流體阻力計(jì)算時(shí)，仍以平均流速進(jìn)行計(jì)算。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上，拆裝方便。

1.5.3 壓降校核

在板式換熱器的設(shè)計(jì)選型使，一般對(duì)壓降有一定的要求，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校核。如果校核壓降超過(guò)允許壓降，需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)選型計(jì)算，直到滿足工藝要求為止。

概述

該廠生產(chǎn)的BR型板式換熱器，具有換熱效率高，物料流阻損失小，結(jié)構(gòu)緊湊，溫度控制靈敏、操作

彈性大，裝拆方便，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的高效節(jié)能換熱設(shè)備。

我廠生產(chǎn)的板式換熱器產(chǎn)品，可處理的物料非常廣泛，從普通的工業(yè)用水，到高粘度的液體，從衛(wèi)生要求較高的食品液體、醫(yī)藥物料到具有一定腐蝕性的酸堿液體，從含顆粒粉體的液態(tài)物料到含少量纖維的懸浮液體均可采用板式換熱器處理。可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、熱力回收等場(chǎng)合。如冷卻發(fā)電機(jī)組和整流器內(nèi)循環(huán)；用于冶金礦山等機(jī)械潤(rùn)滑油；液壓站、蛋液、食用油的殺菌消毒，啤酒、葡萄酒的殺菌處理；用于輕紡工業(yè)、造紙行業(yè)中的余熱回收；收集冷凝水，集中供熱；汽改水曖；鍋爐除氧系統(tǒng)中的中間換熱等。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、輕紡、造紙、船舶和集中供熱等工業(yè)部門。 暖通在線

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一定間隔，四周通過(guò)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(gè)角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時(shí)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(dòng)，通過(guò)板片進(jìn)行熱交換。

板式換熱器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1、高效節(jié)能：其換熱系數(shù)在3000～4500kcal/㎡·°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. 暖通空調(diào)zaixian

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(shí)可以打開清洗，同時(shí)由于板面光潔，湍流程度高，不易結(jié)垢。

4、使用壽命長(zhǎng)：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(qiáng)：板式換熱器板片為獨(dú)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(huì)串通，即使出現(xiàn)泄露，介質(zhì)總是向外排出。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成，供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。

對(duì)于板式換熱器大家都已經(jīng)不在是陌生的啦，但是對(duì)于如何提高板式換熱器換熱效率&降低熱阻的方法很多人可能不是很清楚，接下來(lái)就讓小編代表山東板式換熱器生產(chǎn)廠家為大家介紹下。

一、提高傳熱效率

板式換熱器是間壁傳熱式換熱器，冷流體通過(guò)換熱器板片傳熱，流體與板片直接接觸，傳熱方式為熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱。提高板式換熱器傳熱效率的關(guān)鍵是提高傳熱系數(shù)和對(duì)數(shù)平均溫差。

(1)提高換熱器傳熱系數(shù)

只有同時(shí)提高板片冷熱兩側(cè)的表面熱系數(shù)，減小垢層熱阻，選用熱導(dǎo)率高的板片，減小板片的厚度，才能有效提高換熱器的傳熱系數(shù)。

①提高板片的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)

由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流，因此能獲得較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)及介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，波紋斷面形狀為三角形的人字形板片具有較高的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，且波紋的夾角越大，板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)越大。

②減小污垢層熱阻

減小換熱器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)構(gòu)。板片結(jié)構(gòu)厚度為1mm時(shí)，傳熱系數(shù)降低約10%。因此，必須注意監(jiān)測(cè)換熱器冷熱兩端的水質(zhì)，防止板片結(jié)構(gòu)，并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕，在供熱介質(zhì)中添加藥劑，因此必須注意水質(zhì)和黏性藥劑引起雜物玷污換熱器板片。如果水中有黏性雜物，應(yīng)采用專用過(guò)濾器進(jìn)行處理。選用藥劑時(shí)，宜選擇無(wú)黏性的藥劑。

③選用導(dǎo)熱率高的板片

板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、鋼合金等。不銹鋼的導(dǎo)熱性能好，熱導(dǎo)率約14.4W/(mk)，強(qiáng)度高，沖壓性能好，不易被氧化，價(jià)格比鈦合金和銅合金低，但其耐氯離子腐蝕的能力差。

④減小板片厚度

板片的設(shè)計(jì)厚度與其耐腐蝕性能無(wú)關(guān)，與換熱器的承壓能力有關(guān)。板片加厚，能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時(shí)，相鄰板片互相倒置，波紋相互接觸，形成了密度大、分布均勻的指點(diǎn)，板片角及邊緣密封結(jié)構(gòu)已逐步完善，使換熱器具有很好的承壓能力。在滿足換熱器承壓能力的前提下，應(yīng)盡量選用較小的板片厚度。

(2)提高對(duì)數(shù)平均溫差

板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型。在相同工況下，逆流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差最大，順流時(shí)最小，混合流型介于二者之間。提高換熱器對(duì)數(shù)平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型，盡可能提高熱側(cè)流體的溫度，降低冷側(cè)流體的溫度。

(3)進(jìn)出口管位置的確定

對(duì)于單流程布置的板式換熱器，為檢修方便，流體進(jìn)出口管應(yīng)盡可能布置在換熱器固定端一側(cè)。介質(zhì)的溫差越大，流體的自然對(duì)流越強(qiáng)，形成的滯留帶的影響越明顯，因此介質(zhì)進(jìn)出口位置應(yīng)按熱流體上進(jìn)下出，冷流體下進(jìn)上出布置，以減小滯留帶的影響，提高傳熱效率。

二、降低換熱器阻力的方法

提高板間流道內(nèi)介質(zhì)的平均流速，可提高傳熱系數(shù)，減小換熱器面積。但提高流速，將加大換熱器的阻力，提高循環(huán)泵的耗電量和設(shè)備造價(jià)，通過(guò)提高流速獲得稍高的傳熱系數(shù)不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比較大時(shí)，可采用以下方法降低換熱器的阻力，并保證有較高的傳熱系數(shù)。

(1)采用熱混合板

熱混合板的板片兩面波紋幾何結(jié)構(gòu)相同，板片按人字形波紋的夾角分為硬板和軟板，夾角大于90°(一般120°左右)為硬板，夾角小于90°(一般79°左右)為軟板。熱混合板硬板的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)高，流體阻力大，軟板則相反。硬板和軟板進(jìn)行組合，可組成高、中、低三種特性的流道，滿足不同工況的要求。

冷熱介質(zhì)流量比較大時(shí)，采用熱混合板比采用對(duì)稱型單流程的換熱器可減少板片面積。熱混合板冷熱兩側(cè)的角孔直徑通常相等，冷熱介質(zhì)流量比過(guò)大時(shí)，冷介質(zhì)一側(cè)的壓力損失很大。另外，熱混合板設(shè)計(jì)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)精確匹配，往往導(dǎo)致節(jié)省板片面積有限。因此，冷熱介質(zhì)流量比過(guò)大時(shí)不宜采用熱混合板。

(2)采用非對(duì)稱型板式換熱器

對(duì)稱型板式換熱器有板片兩面波紋幾何結(jié)構(gòu)相同的板片組成，形成冷熱流道流通截面積相等的板式換熱器。非對(duì)稱型板式換熱器根據(jù)冷熱流體的傳熱特性和壓力降要求，改變板片兩面波形幾個(gè)結(jié)構(gòu)，形成冷熱流道截面積不等的板式換熱器，寬流道一側(cè)的角直徑較大。非對(duì)稱型板式換熱器的傳熱系數(shù)下降微小，且壓力降大幅減小。冷熱介質(zhì)流量比較大時(shí)，采用非對(duì)稱型單流程比采用對(duì)稱型單流程的換熱器可減少板片面積15%—30%。

(3)采用多流程組合

當(dāng)冷熱介質(zhì)流量較大時(shí)，可以采用多流程組合布置，小流量一側(cè)采用較多的流程，以提高流速，獲得較高的傳熱系數(shù)。大流量一側(cè)采用較小的流程，以降低換熱器阻力。多流程組合出現(xiàn)混合流型，平均傳熱溫差稍低。采用多流程組合的板式換熱器的固定端板和活動(dòng)端板均有接管，檢修時(shí)工作量大。

(4)設(shè)換熱器旁通管

當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比較大時(shí)，可在大流量一側(cè)換熱器出口之間設(shè)旁通管，減少進(jìn)入換熱器流程，降低阻力。為便于調(diào)節(jié)，在旁通管上應(yīng)安裝調(diào)節(jié)閥。該方式應(yīng)采用逆流布置，使冷介質(zhì)出換熱器的溫度較高，保證換熱器出口合流后的冷介質(zhì)溫度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)換熱器旁通管可保證換熱器有較高的傳熱系數(shù)，降低換熱器阻力，但調(diào)節(jié)略繁。

(5)板式換熱器形式的選擇

換熱器板間流道內(nèi)介質(zhì)平均流速以0.3—0.6m/s為宜，阻力以不大于100kPa為宜。根據(jù)不同冷熱介質(zhì)流量比，可參照選用不同形式的板式換熱器，表中非對(duì)稱型板式換熱器流道截面積比為2。采用對(duì)稱型或非對(duì)稱型、單流程或多流程板式換熱器，均可設(shè)置換熱器旁通管，但應(yīng)經(jīng)詳細(xì)的熱力計(jì)算。

山東國(guó)信是集研發(fā)、設(shè)備設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程總包、技術(shù)咨詢于一體具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)代化企業(yè)?？偛康靥帩?jì)南市高新區(qū)長(zhǎng)清創(chuàng)新谷;生產(chǎn)基地地處山東省濟(jì)南市長(zhǎng)清區(qū)五峰山街道辦事處駐地。