板式换热器

板式换热器是由一系列具有波纹形状的金属片叠装而成的一种换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。

板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。
结构原理

可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。
 
板式换热器的优化设计计算，就是在已知温差比NTUE的条件下，合理地确定其型号、流程和传热面积，使NTUp等于NTUE。
基本分类
 
一般情况下，我们主要根据结构来区分板式换热器，也就是根据外形来区分，可分为四大类：

      ①可拆卸板式换热器（又叫带密封垫片的板式换热器）

      ②焊接板式换热器

      ③螺旋板式换热器

      ④板卷式换热器（又叫蜂窝式换热器）。

 

      其中，焊接板式换热器又分为：半焊接板式换热器、全焊接板式换热器、板壳式换热器、钎焊板式换热器。

特点
 

   （板式换热器与管壳式换热器的比较）
 

      a.传热系数高：
 

      由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。
 

      b.对数平均温差大，末端温差小：
 

      在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃fff.
 

      c.占地面积小：
 

      板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/8。
 

      d.容易改变换热面积或流程组合：
 

      只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
 

      e.重量轻：
 

      板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。
 

      f. 价格低：
 

      采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。
 

      g. 制作方便：
 

      板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。
 

      h. 容易清洗：
 

      框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。
设计特点
 

      1、效率高更节能：其换热系数在3000～4500kcal/m2·°C·h，比管壳式换热器的热效率高3~5倍。
 

      2、结构紧凑：板式换热器板片紧密排列，与其他换热器类型相比，板式换热器的占地面积和占用空间较少，面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。
 

      3、容易清洗拆装方便：板式换热器靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗，同时由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢。
 

      4、使用寿命长：板式换热器采用不锈钢或钛合金板片压制，可耐各种腐蚀介质，胶垫可随意更换，并可方便在、拆装检修。
 

      5、适应性强：板式换热器板片为独立元件，可按要求随意增减流程，形式多样；可适用于各种不同的、工艺的要求。
 

      6、不串液：板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄露，介质总是向外排出。



产品选用要点
 

      ⒈ 板式换热器选用控制参数为换热器材质、工作压力、设计温度等。
 

      ⒉ 选用换热器时，应尽量使换热系数小的一侧取得大的流速，并且尽量使两流体换热面两侧的换热系数相等或相近，提高传热系数。经换热器加热的流体温度应比换热器出口压力下的饱和温度低10℃，且应低于二次水所用水泵的工作温度。
 

      ⒊ 含有泥沙脏物的流体宜经过过滤后进入换热器。
 

      ⒋ 选用板式换热器时，温差较小侧流体的接口处流速不宜过大，应能满足压力降的要求。
 

      ⒌ 对于流量大允许压力降小的情况应选用阻力小的板型，反之，选用阻力大的板型。
 

      ⒍ 根据流体压力和温度情况选用可拆卸式或电焊式。
 

      ⒎ 不宜选用单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，降低传热系数。
 

      ⒏ 板式换热器的换热介质不宜为蒸汽。

 

      施工安装要点
 

      ⒈ 换热器不应有变形，紧固件不应有松动或其它机械损伤。
 

      ⒉ 设备吊装时，吊绳不得挂在接管、定位横梁或板片上。
 

      ⒊ 换热器周围预留足够空间，以便于检修。
 

      ⒋ 冷热介质进出口接管安装，应按照出厂铭牌所规定方向连接。
 

      ⒌ 连接换热器的管道应进行清洗，防止砂石焊渣等杂物进入换热器，造成堵塞。
 

      ⒍ 换热器应以大工作压力的1.5倍做水压试验，蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加0.3MPa；热水部分应不低于0.4MPa。

      板式换热器的清洗工艺
 

      1． 隔离设备系统，并将换热器里面的水排放干净。
 

      2． 采用高压水清洗管道内存留的淤泥、藻类等杂质后，封闭系统。
 

      3． 在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=2.54厘米），进水和回水口都应安装。
 

      4． 接上输送泵和连接导管，使清洗剂从换热器的底部泵入，从顶部流出。
 

      5． 开始向换热器里泵入所需要的清洗剂（比例可根据具体情况调整）。
 

      6． 反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解，反应时产生的气体也会增多，应随时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出，换热器内的空间会增大，可加入适当的水，不要一开始就注入大量的水，可能会造成水的溢出。
 

      7． 循环中要定时检查清洗剂的有效性，可以使用PH 试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时，那么清洗剂仍然有效。如果清洗剂的PH 值达到5‐6时，需要再添加适量清洗剂。溶液的PH值在2‐3时保持30分钟没有明显变化，证明达到了清洗效果。注意：清洗剂可以回收后重复使用，排放会造成浪费。
 

      8． 达到清洗时间后，回收清洗溶液。并用清水反复冲洗交换器，直到冲洗干净到中性，用PH试纸测定PH值6~7。
 

      9． 完成清洗后既可开机运行。也可以打压试验，看是否有泄漏现象。如果有泄漏，可以采用高分子复合材料进行修护保护，并且可以大大延长设备的使用寿命。
 

      ⒑ 设备稳定后，记下当前的介质过流量、工作压力、换热效率等数据。
 

      ⒒ 比较清洗前和清洗后数值的变化，就可以计算出该企业每个小时所节省的电费、煤费等生产费用及提高的工作效率，这正是企业采用技术应用的价值补偿。
 

      12．同样的操作方法也可用于凝汽器、框架式的热交换器清洗。
 

      ⒔ 如企业需要设备进行钝化预膜处理，可按以下流程进行操作：将钝化预膜剂按推荐稀释比泵入设备中（同时在循环槽内悬挂试片）；按推荐时间循环、浸泡；检测预膜效果（红点法或蓝点法）；排放；水冲洗干净到中性（用PH试纸测定PH值6~7）。
 

      ⒕ 钝化预膜结束后，尽量采用风机等通风设备将系统吹干，可确保并提升钝化预膜效果。