1、高效節(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(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。
板式換熱器結(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。
板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算,就是在已知溫差比NTUE的條件下,合理地確定其型號(hào)、流程和傳熱面積,使NTUp等于NTUE。
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。
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)的方式連接起來(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。
壓降校核
在板式換熱器的設(shè)計(jì)選型時(shí),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。
計(jì)算方法
關(guān)于傳熱系數(shù)和壓降的計(jì)算,由各個(gè)廠家產(chǎn)品的性能曲線計(jì)算得到。性能曲線(準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式)一般來(lái)自于產(chǎn)品的性能測(cè)試。對(duì)于缺少性能測(cè)試的板型,也可通過(guò)參考尺寸法,根據(jù)板型的特性幾何尺寸獲得板型的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式,國(guó)際上的一些通用軟件均采用這種方法。
選型軟件
關(guān)于板式換熱器的選型軟件,一般各自廠家根據(jù)自己的板型都有自己的選型軟件。國(guó)際上通用的軟件有HTRI,HTFS等。通用的計(jì)算軟件公開的很少,國(guó)內(nèi)一些網(wǎng)站如換熱支持網(wǎng)站提供了提供了板式換熱器的在線計(jì)算軟件,可供參考使用。
1、板式換熱器套3冊(cè)低壓鍋爐輔附設(shè)備中對(duì)應(yīng)子目。2、造粒機(jī)3冊(cè)無(wú)可借市政定額管網(wǎng)章設(shè)備安裝篇中污泥造粒機(jī)子目。3、硫化床屬鍋爐部件套3冊(cè)低壓散裝鍋爐安裝子目以噸計(jì)。
板式換熱器的能力和抗腐蝕性取決于板片組是否能保持清潔。板片上的結(jié)垢可以用一種合適清洗劑在換熱器內(nèi)打循環(huán),即不必拆開換熱器加以去除;或是拆開換熱器,用手工清洗板片。 使用合適的清洗劑,即可在不損傷板片的...
1、外觀形式可拆板式換熱器最直接的就是可以拆卸,通常四個(gè)進(jìn)出口位置都在同一側(cè)框架板上。而全焊接板式換熱器的四個(gè)口則是側(cè)面的上下和左右位置,因?yàn)椴捎玫氖呛附庸に嚕钥蚣鼙旧硎遣豢梢蚤_孔的。2、內(nèi)部部件...
板式換熱器應(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。
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⑻?yáng)能利用。
一般情況下,我們主要根據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)區(qū)分板式換熱器,也就是根據(jù)外形來(lái)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。
經(jīng)常用到的分類還有以下:
1 根據(jù)單位空間內(nèi)的換熱面積的多少,板式換熱器屬于緊湊式換熱器,主要是與管殼式換熱器進(jìn)行比較,傳統(tǒng)的管殼式換熱器占地較大。
2 根據(jù)工藝用途,又有不同的叫法:板式加熱器、板式冷卻器、板式冷凝器、板式預(yù)熱器;
3根據(jù)流程組合,分為單程板式換熱器和多程板式換熱器;
4 根據(jù)兩種介質(zhì)的流動(dòng)方向,分為順流(并流)板式換熱器、逆流板式換熱器、交叉流(橫流)板式換熱器,后兩者用的比較多;
5 按照流道的間隙大小,分為常規(guī)間隙板式換熱器和寬間隙板式換熱器;
6 按照波紋,板式換熱器有更詳細(xì)的分別,不再累述,請(qǐng)參考:板式換熱器板片波紋形式。
7 按照是否是成套產(chǎn)品,可分為單機(jī)板式換熱器、板式換熱器機(jī)組。
板式換熱器特點(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℃fff.
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??;
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。
j. 容量較??;
約為管殼式換熱器的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,可能發(fā)生泄露;
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。
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。
板式換熱器基本結(jié)構(gòu)
⒈板式換熱器板片和板式換熱器密封墊片
⒉固定壓緊板
⒊活動(dòng)壓緊板
⒋夾緊螺栓
⒌上導(dǎo)桿
⒍下導(dǎo)桿
⒎后立柱
板式換熱器應(yīng)用范圍
板式換熱器已廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、造紙、輕紡、船舶、供熱等部門,可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、余熱回收等各種情況。
參與太陽(yáng)能集熱板中傳熱介質(zhì)乙二醇等防凍液熱量交換過(guò)程,以達(dá)到利用太陽(yáng)能目的。
制造氧化鈦、酒精發(fā)酵、合成氨、樹脂合成、制造橡膠、冷卻磷酸、冷卻甲醛水、堿炭工業(yè)、電解制堿。
冷卻淬火油,冷卻電鍍用液、冷卻減速器潤(rùn)滑油、冷卻軋制機(jī)、拉絲機(jī)冷卻液。
鋁酸鹽母液的加熱和冷卻,冷卻鋁酸鈉,煉鋁軋機(jī)潤(rùn)滑油冷卻。
各種淬火液冷卻,冷卻壓力機(jī)、工業(yè)母機(jī)潤(rùn)滑油,加熱發(fā)動(dòng)機(jī)用油。
制鹽,乳品,醬油,醋的殺菌、冷卻,動(dòng)植物油加熱、冷卻,啤酒生產(chǎn)中啤酒、麥芽汁的加熱冷卻,制糖,明膠濃縮,殺菌、冷卻,制造谷氨酸鈉。
各種廢液熱回收,沸騰磷化纖維的冷卻,冷卻粘膠液,醋酸和酸醋酐的冷卻,冷卻堿水溶液,粘膠絲的加熱和冷卻。
冷卻黑水,漂白用鹽、堿液的加熱、冷卻,玻璃紙廢液的熱回收,加熱蒸煮酸,冷卻氫氧化鈉水溶液,回收漂白張紙的廢液,排氣的凝縮,預(yù)熱濃縮紙漿似的廢液。
熱電廠廢熱區(qū)域供暖,加熱生活用水,鍋爐區(qū)域供暖。
加熱、冷卻合成洗滌劑,加熱鯨油,冷卻植物油,冷卻氫氧化鈉,冷卻甘油、乳化油。
發(fā)電機(jī)軸泵冷卻,變壓器油冷卻。
柴油機(jī),中央冷卻器,卸套水冷卻器,活塞冷卻器,潤(rùn)滑油冷卻器,預(yù)熱器,海水淡化系統(tǒng)(包括多級(jí)及單級(jí))。
配套鍋爐給育苗海水升溫已節(jié)約煤炭的使用,從而節(jié)能環(huán)保提高效率。
醫(yī)藥、石油、建陶、玻璃、水泥、地?zé)崂玫取?/p>
BR型系列產(chǎn)品,整機(jī)裝配有普通式結(jié)構(gòu)(不經(jīng)常拆洗工況采用)和懸掛式結(jié)構(gòu)(拆洗較頻繁的工況采用)兩種。
普通式結(jié)構(gòu)由人字形波紋板片、密封墊、壓緊板、上下定位螺栓、壓緊螺栓等主要零件組成。
懸掛式結(jié)構(gòu)由人字形波紋板片、密封墊、固定壓緊板、中間板、活動(dòng)壓緊板、支架、上下定位橫梁、壓緊螺栓等主要零件組成。
板式換熱器具有傳熱系數(shù)高、壓降小、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、占用空間小、面積和流程組合方便、零件通用性強(qiáng)、可選擇材料廣以及容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn)等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于食品、機(jī)械、冶金、石油化工和船舶等領(lǐng)域,并成為城市集中供熱工程中的主導(dǎo)換熱設(shè)備。為了保證板式換熱器的正常運(yùn)行,延長(zhǎng)關(guān)鍵部件(如板片、膠墊)的使用壽命,了解掌握板式換熱器出現(xiàn)的故障及其產(chǎn)生原因和處理方法顯得尤為重要。
外漏
主要表現(xiàn)為滲漏(量不大,水滴不連續(xù))和泄漏(量較大,水滴連續(xù))。外漏出現(xiàn)的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片與壓緊板內(nèi)側(cè)。
串液
主要特征為壓力較高一側(cè)的介質(zhì)串入壓力較低一側(cè)的介質(zhì)中,系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)壓力和溫度的異常。如果介質(zhì)具有腐蝕性,還可能導(dǎo)致板式換熱器密封墊片的腐蝕。串液通常發(fā)生在導(dǎo)流區(qū)域或者二道密封區(qū)域處。
壓降大
介質(zhì)進(jìn)、出口壓降超過(guò)設(shè)計(jì)要求,甚至高出設(shè)計(jì)值許多倍,嚴(yán)重影響系統(tǒng)對(duì)流量和溫度的要求。在供暖系統(tǒng)中,若熱側(cè)壓降過(guò)大,則一次側(cè)流量將嚴(yán)重不足,即熱源不夠,導(dǎo)致二次側(cè)出溫度不能滿足要求。
供熱溫度不能滿足要求
主要特征是出口溫度偏低,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
外漏
產(chǎn)生原因
①夾緊尺寸不到位、各處尺寸不均勻(各處尺寸偏差不應(yīng)大于3 mm)或夾緊螺栓松動(dòng)。② 部分密封墊脫離密封槽,密封墊主密封面有臟物,密封墊損壞或板式換熱器密封墊片老化。③ 板片發(fā)生變形,組裝錯(cuò)位引起跑墊。④在板片密封槽部位或二道密封區(qū)域有裂紋。實(shí)例:北京、青海和新疆等地的多個(gè)熱力站均采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源供暖,由于蒸汽溫度較高,在設(shè)備運(yùn)行初期系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下,橡膠密封墊在高溫下失效,引起蒸汽外漏。
處理方法
① 在無(wú)壓狀態(tài),按制造廠提供的夾緊尺寸重新夾緊設(shè)備,尺寸應(yīng)均勻一致,壓緊尺寸的偏差應(yīng)不大于±0.2N (mm)(N。為板片總數(shù)),兩壓緊板間的平行度應(yīng)保持在2 mm 以內(nèi)。② 在外漏部位上做好標(biāo)記,然后換熱器解體逐一排查解決,重新裝配或更換墊片和板片。③ 將開換熱器解體,對(duì)板片變形部位進(jìn)行修理或者更換板片。在沒有板片備件時(shí)可將變形部位板片暫時(shí)拆除后重新組裝使用。④ 重新組裝拆開的板片時(shí),應(yīng)清潔板面,防止污物粘附著于墊片密封面。
串液
產(chǎn)生原因
① 由于板材選擇不當(dāng)導(dǎo)致板片腐蝕產(chǎn)生裂紋或穿孔。②操作條件不符合設(shè)計(jì)要求。③ 板片冷沖壓成型后的殘余應(yīng)力和裝配中夾緊尺寸過(guò)小造成應(yīng)力腐蝕。④板片泄漏槽處有輕微滲漏,造成介質(zhì)中有害物質(zhì)(如C1)濃縮腐蝕板片,形成串液。實(shí)例:某鋁業(yè)有限公司硫酸系統(tǒng)中1臺(tái)板片材料為254 SMo的BR03板式換熱器,在運(yùn)行5個(gè)月后出現(xiàn)冷卻水側(cè)碳鋼接管腐蝕泄漏,酸液泄漏到了冷卻水側(cè)。檢查發(fā)現(xiàn)板片酸液進(jìn)口處和導(dǎo)流區(qū)域有嚴(yán)重的腐蝕及開裂現(xiàn)象?,F(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)運(yùn)行溫度、流量和濃度等工藝參數(shù)均超出設(shè)計(jì)條件,使用溫度遠(yuǎn)超出材料的適用范圍。采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源的板式換熱器在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生板片腐蝕,導(dǎo)致產(chǎn)品串液。這是 由于蒸汽溫度較高,設(shè)備運(yùn)行中很容易造成橡膠密封墊在高溫下失效,引起蒸汽外漏并在二道密封區(qū)域急速冷凝。隨著外漏的不斷進(jìn)行,冷凝殘液越聚越多,局部形成cl質(zhì)量濃度較高區(qū)域,達(dá)到破壞板片表面鈍化層的腐蝕條件。同時(shí),由于此區(qū)域板片冷沖壓形成的內(nèi)部應(yīng)力較大,在表面鈍化層被破壞的情況下,內(nèi)部應(yīng)力作用導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。
處理方法
① 更換有裂紋或穿孔板片,在現(xiàn)場(chǎng)用透光法查找板片裂紋。②調(diào)整運(yùn)行參數(shù),使其達(dá)到設(shè)計(jì)條件。
③換熱器維修組裝時(shí)夾緊尺寸應(yīng)符合要求,并不是越小越好。④板式換熱器板片材料合理匹配。
壓降過(guò)大
產(chǎn)生原因
①運(yùn)行系統(tǒng)管路未進(jìn)行正常吹洗,特別是新安裝系統(tǒng)管路中許多臟物(如焊渣等)進(jìn)入板式換熱器的內(nèi)部,由于板式換熱器流道截面積較窄,換熱器內(nèi)的沉淀物和懸浮物聚集在角孔處和導(dǎo)流區(qū)內(nèi),導(dǎo)致該處的流道面積大為減小,造成壓力主要損失在此部位。
② 板式換熱器首次選型時(shí)面積偏小,造成板間流速過(guò)高而壓降偏大。
③ 板式換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后,因板片表面結(jié)垢引起壓降過(guò)大。
實(shí)例:2000年我廠為提新疆用戶提供了BR10型板式換熱器,用于水一水換熱的集中供熱系統(tǒng),一次供水設(shè)計(jì)溫度為130℃。在換熱器設(shè)計(jì)選型時(shí),傳熱導(dǎo)數(shù)偏高,接近5 500 w/(rn ·K),而實(shí)際應(yīng)在3 500 w/(rn ·K)。同時(shí),設(shè)計(jì)單位在水泵選型時(shí)流量余量又偏大,造成換熱器二次側(cè)介質(zhì)板間流速超過(guò)1 m/s,實(shí)際運(yùn)行壓降在0.2~0.3 MPa,使得二次網(wǎng)水力平衡嚴(yán)重失調(diào)。
處理方法
① 清除換熱器流道中的臟物或板片結(jié)垢,對(duì)于新運(yùn)行的系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際情況每周清洗一次。清洗板片表面水垢(主要指CaCO3)時(shí),選用含0.3 氨基磺酸溶液或含0.3 烏洛托品、0.2 苯胺、0.1硫氰酸鉀的0.8 硝酸溶液作為清洗液,清洗溫度4O~6O℃。不拆卸設(shè)備化學(xué)浸泡清洗時(shí),要打開換熱器冷介質(zhì)進(jìn)、出口,或安裝設(shè)備時(shí)在介質(zhì)進(jìn)、出口接管上安裝DN25清洗口,將配好的清洗液注入設(shè)備中,浸泡后用清水清洗干凈殘留酸液,使pH≥7。拆開清洗時(shí),將板片在清洗液中浸泡30 min,然后用軟刷輕刷結(jié)垢,最后用清水清洗干凈。清洗過(guò)程中應(yīng)避免損傷板片與橡膠墊。若采用不拆卸機(jī)械反沖洗方法,應(yīng)事先在介質(zhì)進(jìn)、出口管路上接一管口,將設(shè)備與機(jī)械清洗車連接,把清洗液按介質(zhì)流動(dòng)的反方向注入設(shè)備,循環(huán)清洗時(shí)間10~15 min,介質(zhì)流速控制在0.05~0.15 m/s。最后再用清水循環(huán)幾遍,使清水中Cl質(zhì)量濃度控制在25 mg/I 以下。
② 二次循環(huán)水最好采用經(jīng)過(guò)軟化處理后的軟水,一般要求水中懸浮物質(zhì)量濃度不大于5 mg/L、雜質(zhì)直徑不大于3 mm、pH≥ 7。當(dāng)水溫不大于95℃時(shí),Ca 、Mg 濃度應(yīng)不大于2 mmol/L;當(dāng)水溫大于95℃ 時(shí),Ca 、Mg 濃度應(yīng)不大于0.3 mmol/L、溶解氧質(zhì)量濃度應(yīng)不大于0.1 mg/L。
③對(duì)于集中供熱系統(tǒng),可以采用一次向二次補(bǔ)水的方法。
供熱溫度不能滿足要求
產(chǎn)生原因
① 一次側(cè)介質(zhì)流量不足,導(dǎo)致熱側(cè)溫差大,壓降小。
② 冷側(cè)溫度低,并且冷、熱末端溫度低。
③ 并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器流量分配不均。
④換熱器內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重。
處理方法
① 增加熱源的流量或加大熱源介質(zhì)管路直徑。
② 平衡并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器的流量。
③拆開板式換熱器清洗板片表面結(jié)垢。
板水加熱器的主要控制參數(shù)為水加熱器的單板換熱面積、總換熱面積、熱水產(chǎn)量、換熱量、傳熱系數(shù)K、設(shè)計(jì)壓力、工作壓力、熱媒參數(shù)等。
⑴換熱量高,傳熱系數(shù)K值在3000~8000 W/(m·K)范圍,高于其它換熱器型式。
⑵板式換熱器具有很高的傳熱系數(shù),就決定了它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的特點(diǎn),在每立方米體積內(nèi)可以布置250平方米的傳熱面積,大大優(yōu)于其它種類的換熱器。
⑶板式換熱器還具有組裝靈活,拆卸清洗方便的特點(diǎn),可以用增減板片數(shù)量來(lái)變換換熱面積,以適應(yīng)熱負(fù)荷的變化。在同樣一臺(tái)換熱器內(nèi),對(duì)于較純凈流體,還可以用增加流程數(shù)來(lái)提高板間流速的作法,以求達(dá)到很高的傳熱系數(shù)。
⑷由于在板式換熱器冷、熱介質(zhì)間采用兩道密封,并在兩道密封間開孔與大氣相通,可以有效的避免兩種介質(zhì)的混合。
⒈板式換熱器板片和板式換熱器密封墊片
⒉固定壓緊板
⒊活動(dòng)壓緊板
⒋夾緊螺栓
⒌上導(dǎo)桿
⒍下導(dǎo)桿
⒎后立柱
板式換熱器已廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、造紙、輕紡、船舶、供熱等部門,可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、余熱回收等各種情況。
太陽(yáng)能利用:參與太陽(yáng)能集熱板中傳熱介質(zhì)乙二醇等防凍液熱量交換過(guò)程,以達(dá)到利用太陽(yáng)能目的。
化學(xué)工業(yè):制造氧化鈦、酒精發(fā)酵、合成氨、樹脂合成、制造橡膠、冷卻磷酸、冷卻甲醛水、堿炭工業(yè)、電解制堿。
鋼鐵工業(yè):冷卻淬火油,冷卻電鍍用液、冷卻減速器潤(rùn)滑油、冷卻軋制機(jī)、拉絲機(jī)冷卻液。
冶金行業(yè):鋁酸鹽母液的加熱和冷卻,冷卻鋁酸鈉,煉鋁軋機(jī)潤(rùn)滑油冷卻。
機(jī)械制造業(yè):各種淬火液冷卻,冷卻壓力機(jī)、工業(yè)母機(jī)潤(rùn)滑油,加熱發(fā)動(dòng)機(jī)用油。
食品工業(yè)
制鹽,乳品,醬油,醋的殺菌、冷卻,動(dòng)植物油加熱、冷卻,啤酒生產(chǎn)中啤酒、麥芽汁的加熱冷卻,制糖,明膠濃縮,殺菌、冷卻,制造谷氨酸鈉。
紡織工業(yè):各種廢液熱回收,沸騰磷化纖維的冷卻,冷卻粘膠液,醋酸和酸醋酐的冷卻,冷卻堿水溶液,粘膠絲的加熱和冷卻。
造紙工業(yè):冷卻黑水,漂白用鹽、堿液的加熱、冷卻,玻璃紙廢液的熱回收,加熱蒸煮酸,冷卻氫氧化鈉水溶液,回收漂白張紙的廢液,排氣的凝縮,預(yù)熱濃縮紙漿似的廢液。
集中供暖
熱電廠廢熱區(qū)域供暖,加熱生活用水,鍋爐區(qū)域供暖。
油脂工業(yè):加熱、冷卻合成洗滌劑,加熱鯨油,冷卻植物油,冷卻氫氧化鈉,冷卻甘油、乳化油。
電力工業(yè):發(fā)電機(jī)軸泵冷卻,變壓器油冷卻。
船 舶:柴油機(jī),中央冷卻器,卸套水冷卻器,活塞冷卻器,潤(rùn)滑油冷卻器,預(yù)熱器,海水淡化系統(tǒng)(包括多級(jí)及單級(jí))。
海水養(yǎng)殖育苗:
配套鍋爐給育苗海水升溫已節(jié)約煤炭的使用,從而節(jié)能環(huán)保提高效率。
其他:醫(yī)藥、石油、建陶、玻璃、水泥、地?zé)崂玫取?/p>
板式水加熱器根據(jù)板式類型不同主要分為:波紋板板式水加熱器,螺旋板板式水加熱器等。
在耗熱量相同的情況下,不同溫度的熱水所對(duì)應(yīng)的用水量計(jì)算公式:
qr--熱水用水量(L/人·d);
tr--熱水溫度;
tL--熱水溫度。
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(jì)溫度等。
⒉ 選用換熱器時(shí),應(yīng)盡量使換熱系數(shù)小的一側(cè)得到大的流速,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(guò)過(guò)濾后進(jìn)入換熱器。
⒋ 選用板式換熱器時(shí),溫差較小側(cè)流體的接口處流速不宜過(guò)大,應(yīng)能滿足壓力降的要求。
⒌ 對(duì)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(guò)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。
產(chǎn)生原因:①夾緊尺寸不到位、各處尺寸不均勻(各處尺寸偏差不應(yīng)大于3 mm)或夾緊螺栓松動(dòng)。② 部分密封墊脫離密封槽,密封墊主密封面有臟物,密封墊損壞或板式換熱器密封墊片老化。③ 板片發(fā)生變形,組裝錯(cuò)位引起跑墊。④在板片密封槽部位或二道密封區(qū)域有裂紋。實(shí)例:北京、青海和新疆等地的多個(gè)熱力站均采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源供暖,由于蒸汽溫度較高,在設(shè)備運(yùn)行初期系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下,橡膠密封墊在高溫下失效,引起蒸汽外漏。
處理方法:① 在無(wú)壓狀態(tài),按制造廠提供的夾緊尺寸重新夾緊設(shè)備,尺寸應(yīng)均勻一致,壓緊尺寸的偏差應(yīng)不大于±0.2N (mm)(N。為板片總數(shù)),兩壓緊板間的平行度應(yīng)保持在2 mm 以內(nèi)。② 在外漏部位上做好標(biāo)記,然后換熱器解體逐一排查解決,重新裝配或更換墊片和板片。③ 將開換熱器解體,對(duì)板片變形部位進(jìn)行修理或者更換板片。在沒有板片備件時(shí)可將變形部位板片暫時(shí)拆除后重新組裝使用。④ 重新組裝拆開的板片時(shí),應(yīng)清潔板面,防止污物粘附著于墊片密封面。
產(chǎn)生原因:① 由于板材選擇不當(dāng)導(dǎo)致板片腐蝕產(chǎn)生裂紋或穿孔。②操作條件不符合設(shè)計(jì)要求。③ 板片冷沖壓成型后的殘余應(yīng)力和裝配中夾緊尺寸過(guò)小造成應(yīng)力腐蝕。④板片泄漏槽處有輕微滲漏,造成介質(zhì)中有害物質(zhì)(如C1)濃縮腐蝕板片,形成串液。實(shí)例:某鋁業(yè)有限公司硫酸系統(tǒng)中1臺(tái)板片材料為254 SMo的BR03板式換熱器,在運(yùn)行5個(gè)月后出現(xiàn)冷卻水側(cè)碳鋼接管腐蝕泄漏,酸液泄漏到了冷卻水側(cè)。檢查發(fā)現(xiàn)板片酸液進(jìn)口處和導(dǎo)流區(qū)域有嚴(yán)重的腐蝕及開裂現(xiàn)象。現(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)運(yùn)行溫度、流量和濃度等工藝參數(shù)均超出設(shè)計(jì)條件,使用溫度遠(yuǎn)超出材料的適用范圍。采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源的板式換熱器在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生板片腐蝕,導(dǎo)致產(chǎn)品串液。這是 由于蒸汽溫度較高,設(shè)備運(yùn)行中很容易造成橡膠密封墊在高溫下失效,引起蒸汽外漏并在二道密封區(qū)域急速冷凝。隨著外漏的不斷進(jìn)行,冷凝殘液越聚越多,局部形成cl質(zhì)量濃度較高區(qū)域,達(dá)到破壞板片表面鈍化層的腐蝕條件。同時(shí),由于此區(qū)域板片冷沖壓形成的內(nèi)部應(yīng)力較大,在表面鈍化層被破壞的情況下,內(nèi)部應(yīng)力作用導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕的發(fā)生。
處理方法:① 更換有裂紋或穿孔板片,在現(xiàn)場(chǎng)用透光法查找板片裂紋。②調(diào)整運(yùn)行參數(shù),使其達(dá)到設(shè)計(jì)條件。③換熱器維修組裝時(shí)夾緊尺寸應(yīng)符合要求,并不是越小越好。④板式換熱器板片材料合理匹配。
壓降過(guò)大
產(chǎn)生原因:①運(yùn)行系統(tǒng)管路未進(jìn)行正常吹洗,特別是新安裝系統(tǒng)管路中許多臟物(如焊渣等)進(jìn)入板式換熱器的內(nèi)部,由于板式換熱器流道截面積較窄,換熱器內(nèi)的沉淀物和懸浮物聚集在角孔處和導(dǎo)流區(qū)內(nèi),導(dǎo)致該處的流道面積大為減小,造成壓力主要損失在此部位。② 板式換熱器首次選型時(shí)面積偏小,造成板間流速過(guò)高而壓降偏大。③ 板式換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后,因板片表面結(jié)垢引起壓降過(guò)大。
實(shí)例:2000年我廠為新疆用戶提供了BR10型板式換熱器,用于水一水換熱的集中供熱系統(tǒng),一次供水設(shè)計(jì)溫度為130℃。在換熱器設(shè)計(jì)選型時(shí),傳熱導(dǎo)數(shù)偏高,接近5 500 w/(rn ·K),而實(shí)際應(yīng)在3 500 w/(rn ·K)。同時(shí),設(shè)計(jì)單位在水泵選型時(shí)流量余量又偏大,造成換熱器二次側(cè)介質(zhì)板間流速超過(guò)1 m/s,實(shí)際運(yùn)行壓降在0.2~0.3 MPa,使得二次網(wǎng)水力平衡嚴(yán)重失調(diào)。
① 清除換熱器流道中的臟物或板片結(jié)垢,對(duì)于新運(yùn)行的系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際情況每周清洗一次。清洗板片表面水垢(主要指CaCO3)時(shí),選用含0.3 氨基磺酸溶液或含0.3 烏洛托品、0.2 苯胺、0.1硫氰酸鉀的0.8 硝酸溶液作為清洗液,清洗溫度4O~6O℃。不拆卸設(shè)備化學(xué)浸泡清洗時(shí),要打開換熱器冷介質(zhì)進(jìn)、出口,或安裝設(shè)備時(shí)在介質(zhì)進(jìn)、出口接管上安裝DN25清洗口,將配好的清洗液注入設(shè)備中,浸泡后用清水清洗干凈殘留酸液,使pH≥7。拆開清洗時(shí),將板片在清洗液中浸泡30 min,然后用軟刷輕刷結(jié)垢,最后用清水清洗干凈。清洗過(guò)程中應(yīng)避免損傷板片與橡膠墊。若采用不拆卸機(jī)械反沖洗方法,應(yīng)事先在介質(zhì)進(jìn)、出口管路上接一管口,將設(shè)備與機(jī)械清洗車連接,把清洗液按介質(zhì)流動(dòng)的反方向注入設(shè)備,循環(huán)清洗時(shí)間10~15 min,介質(zhì)流速控制在0.05~0.15 m/s。最后再用清水循環(huán)幾遍,使清水中Cl質(zhì)量濃度控制在25 mg/I 以下。
② 二次循環(huán)水最好采用經(jīng)過(guò)軟化處理后的軟水,一般要求水中懸浮物質(zhì)量濃度不大于5 mg/L、雜質(zhì)直徑不大于3 mm、pH≥ 7。當(dāng)水溫不大于95℃時(shí),Ca 、Mg 濃度應(yīng)不大于2 mmol/L;當(dāng)水溫大于95℃ 時(shí),Ca 、Mg 濃度應(yīng)不大于0.3 mmol/L、溶解氧質(zhì)量濃度應(yīng)不大于0.1 mg/L。
③對(duì)于集中供熱系統(tǒng),可以采用一次向二次補(bǔ)水的方法。
供熱溫度不能滿足要求
產(chǎn)生原因:① 一次側(cè)介質(zhì)流量不足,導(dǎo)致熱側(cè)溫差大,壓降小。② 冷側(cè)溫度低,并且冷、熱末端溫度低。③ 并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器流量分配不均。④換熱器內(nèi)部結(jié)垢嚴(yán)重。
處理方法:① 增加熱源的流量或加大熱源介質(zhì)管路直徑。② 平衡并聯(lián)運(yùn)行的多臺(tái)板式換熱器的流量。③拆開板式換熱器清洗板片表面結(jié)垢。
⒈ 換熱器不應(yīng)有變形,緊固件不應(yīng)有松動(dòng)或其它機(jī)械損傷。
⒉ 設(shè)備吊裝時(shí),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(jìn)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(jìn)行清洗,防止砂石焊渣等雜物進(jìn)入換熱器,造成堵塞。
⒍ 換熱器應(yīng)以最大工作壓力的1.5倍做水壓試驗(yàn),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。
產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):
NB/T 47004-2009《板式熱交換器》
工程標(biāo)準(zhǔn):
GB50242-2016《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》
CJJ28-2014《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集:05R103《熱交換站工程設(shè)計(jì)施工圖集》
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評(píng)分: 4.7
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目 板式換熱器設(shè)計(jì) 西安交通大學(xué)城市學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 題 目 姓 名 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題的主要任務(wù): (1)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 換熱器在節(jié)能、能量轉(zhuǎn)換,能量回收,以及新能源利用領(lǐng)域里的重要性日益增加。 換熱器也是工業(yè)和科研中廣泛應(yīng)用的換熱設(shè)備之一, 其設(shè)計(jì)過(guò)程要利用到傳熱學(xué)和流 體力學(xué)的知識(shí)。 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。板式換熱器通常由薄板組裝而成。種類繁多,如:密封式、焊接式、螺旋板式、 板殼式等。該課題要求首先對(duì)各種換熱器進(jìn)行比較,然后選擇一種結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)耐 用的換熱器,完成相關(guān)的設(shè)計(jì)、計(jì)算,最后畫出裝配圖。通過(guò)與工程密切聯(lián)系的課題 研究,培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際知識(shí)利用于工程實(shí)踐的能力。 (2)設(shè)計(jì)的主要目的 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用課程及有關(guān)選修課程基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)去完成板式換熱器 的設(shè)計(jì)任
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本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目 板式換熱器設(shè)計(jì) 西安交通大學(xué)城市學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 題 目 姓 名 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題的主要任務(wù): (1)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 換熱器在節(jié)能、能量轉(zhuǎn)換,能量回收,以及新能源利用領(lǐng)域里的重要性日益增加。 換熱器也是工業(yè)和科研中廣泛應(yīng)用的換熱設(shè)備之一, 其設(shè)計(jì)過(guò)程要利用到傳熱學(xué)和流 體力學(xué)的知識(shí)。 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。板式換熱器通常由薄板組裝而成。種類繁多,如:密封式、焊接式、螺旋板式、 板殼式等。該課題要求首先對(duì)各種換熱器進(jìn)行比較,然后選擇一種結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟(jì)耐 用的換熱器,完成相關(guān)的設(shè)計(jì)、計(jì)算,最后畫出裝配圖。通過(guò)與工程密切聯(lián)系的課題 研究,培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際知識(shí)利用于工程實(shí)踐的能力。 (2)設(shè)計(jì)的主要目的 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用課程及有關(guān)選修課程基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)去完成板式換熱器 的設(shè)計(jì)任
自從APV公司的創(chuàng)始人理查德~舍利格曼博士于生產(chǎn)出世界上第一臺(tái)工業(yè)用板式換熱器以來(lái),一直致力于板式換熱器在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展,生產(chǎn)的板式換熱器技術(shù)成熟、設(shè)計(jì)合理。APV可提供單板面積0.02m2到4.75m2的板式換熱器,工作溫度可滿足-25℃到300℃的要求,最高壓力達(dá)4.0MPa。APV品牌系于1910年由Richard Seligman成立,APV板式換熱器是世界上板式換熱器的發(fā)明者。長(zhǎng)期以來(lái)APV板式換熱器研究一直走在世界的前沿。APV除了研究開發(fā)流體流動(dòng)和傳熱效率的同時(shí),更注重板式換熱器的操作維修方便、板片墊片的長(zhǎng)壽等方面的研究。APV板式換熱器的板片和墊片特點(diǎn),墊片材質(zhì)有EPDM、NBR、HNBR、FKM/VITON等,板片包括不銹鋼AISI304/316/316L/317L、254SMO/654SMO/904L、哈氏合金、鎳合金Nickel201、鈦Ti Gr1、鈦鈀合金等材質(zhì)分別適用于各種流體工況。APV板式換熱器共有34種不同的波紋和60種不同尺寸的板型。最大單片換熱面積為4.75m2,單臺(tái)框架能安裝710片換熱板,世界上最大的板式換熱器。常用板片的安培威(APV)換熱器系列有單壁墊片密封式(Paraflow)、雙壁式(Duo-Safety)、半焊寸板式 、ParaBrazed板式換熱器 、Hybrid換熱器、板式蒸發(fā)器、刮削表面式換熱器、管式換熱器,換熱器的型號(hào)系列有A系列、Q系列、N系列、H系列、K系列、J系列、B系列、SR系列產(chǎn)品。
【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。