板式换热器详细介绍.docx

板式换热器详细介绍目录1.板式换热器的16个优缺点12.板式换热器结构及常用分类32. 1.概述3?基本结构组成原理3?基本分类5?常用的其它分类：53 .板式换热器选型三大原则64 .板式换热器选用主要考虑参数65 .板型选择76,流程和流道的选择77 .板间流速的选取88 .流向的选取89,压降校核810 .其它注意事项911 .板式换热器常见故障及安装要领911.1. 常见故障911. 1. 1.外漏911.1.2.串液911.1.3.压降大911. 1.4,供热温度不能满足要求911.2.安装注意事项91 .板式换热器的16个优缺点想用板式换热器，可以先来了解下它的优缺点，做到心中有数。1 .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=50200）下产生紊 流，所以传热系数高，其换热系数在30004500kcal/m2Ch, 一般认为比管 壳式的高约35倍。2,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。3.占地面积小：板式换热器板片紧密排列，结构紧凑，单位体积内的换热面 积为管壳式的25倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，与板式 换热器相比占地面积和占用空间较少，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1/51/8。4,容易改变换热面积或流程组合：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，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，可适 用于各种不同的、工艺的要求。而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。5 .重量轻：板式换热器的板片厚度仅为0.40.8mm,而管壳式换热器的换 热管的厚度为2.02.5mm,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。6 .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%。7 .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。8 .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。9 .热损失小：板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损 失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。10 .容量较小：约为管壳式换热器的10%20%.11 .单位长度的压力损失大：由于传热面之间的间隙较小,传热面上有凹凸， 因此比传统的光滑管的压力损失大。12 .不易结垢：由于内部充分湍流，所以不易结垢，结垢系数仅为管壳式换 热器的1/31/10。13 .工作压力不宜过大，可能发生泄露：板式换热器采用密封垫密封，介质 温度应在低于250以下，否则有可能泄露。14 .易堵塞：由于板片间通道很窄，一般只有25mm,当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时，容易堵塞板间通道。15 .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。16 .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。2 .板式换热器结构及常用分类2.1. 概述板式换热器(Plate Type Heat EXChanger)是由一系列具有一定波纹形状的金 属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进 行热量交换。板式换热器是液一液、液一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35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。板式换热器的型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类，板片形式主要 有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。基本结构组成原理可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，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，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：可拆卸板式换热器（又叫带密封垫片的板式换热器）焊接板式换热器螺旋板式换热器板卷式换热器（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。常用的其它分类：1、根据单位空间内的换热面积的多少，板式换热器属于紧凑式换热器，主 要是与管壳式换热器进行比较，传统的管壳式换热器占地较大；2、根据工艺用途，有不同的叫法：板式加热器、板式冷却器、板式冷凝器、 板式预热器；3、根据流程组合，分为单程板式换热器和多程板式换热器；4、根据两种介质的流动方向，分为顺流（并流）板式换热器、逆流板式换热 器、交叉流（横流）板式换热器；5、按照流道的间隙大小，分为常规间隙板式换热器和宽间隙板式换热器；6、还可按照波纹对板式换热器进行更详细的区分；7、按照是否是成套产品，可分为单机板式换热器、板式换热器机组。3 .板式换热器选型三大原则板式换热器选型需要遵循3个原则：板型、流程和流道和压降校核。这三 个方面也是板式换热器选型最重要的部分。第一大原则：看板型1 .板型或波纹式应根据换热场合的实际需要确定。2 .对于流量大、允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，否则，应选用 阻力大的板式。3 .根据流体压力和温度，确定是选择可拆卸式换热器还是钎焊式换热器。4 .在确定板型时，不宜选择单板面积过小的板，以避免板数过多、板间流 量小、传热系数低。对于较大的换热器，这个问题更应引起重视。第二大原则：看流程和流道流程是指板式换热器中一种介质在同一流动方向上的一组并联的流道。流道是指板式换热器中由相邻两块板组成的介质流道。一般是将几个流道并联或串联，形成冷热介质通道的不同组合。应根据传热和流体阻力计算确定流程组合形式，并满足工艺条件要求。尽 量使冷、热水通道中的对流换热系数相等或接近，以获得最佳的换热效果。第三大原则：看压降校核在板式换热器的设计选型中，一般对压降有一定的要求，因此应进行校核。 如果校验压降超过允许压降，则需要重新计算设计和选型，直至满足工艺要求。4.板式换热器选用主要考虑参数1 .冷侧介质、热侧介质热交换介质和介质的物理参数与板式换热器板和垫片材料的选择以及板波 纹形状有很大关系热交换介质的物理参数包括粘度、密度、比热、导热系数等2,冷侧进出口温度，热侧进出口温度3 .冷侧介质和热侧介质所需压力损失用于选择有压降损失要求的板式换热器，设计和选择时应检查压力损失， 如果压降超过允许范围，应重新选择、计算和审查热交换器，直到满足工艺要 求4 .流量或热交换面积5 .工作条件和应用领域6 .产品应用区域如果板式换热器用于供暖行业，还可以提供换热区域和应用区域。不同地 区，受当地气候、温度和海拔高度的影响，每单位面积的换热量也不同，在板 式换热器的选择上，除上述因素外，结构强度、材料、加工条件、密封、安全 性、还应考虑清洁和维护要求。这些因素也相互制约、相互影响，需要通过设 计优化来解决。根据不同的工艺条件和操作条件，需要采用特殊类型的板式换 热器来降低投资成本。因此，应综合考虑工艺条件和机械设计的要求，并正确 选择合适类型的板式换热器，有效降低工艺能耗。5 .板型选择板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降小 的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。确定板型时不宜选择单板面积太小的板片，单板面积过小，则板片数目多, 占地面积大，板间流速偏小，传热系数过低；反之，单板面积过大，则板片数 目少，占地面积小，阻力降增大，难以保证适当的板间流速。对较大的换热器 更应注意这个问题，因此一般单板面积可换角孔流速为6ms左右考虑。6 .流程和流道的选择流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板 式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。i般情况下，将若干个流道按 并联或串联的方式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。 两侧流体的流量大致相当时，应尽量按等程布置；当两侧流体的流量相差较大 时，则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面通道的板式换热器。另外，当某一介质的温升或温降幅度较大时，也可采用多流程。有相变发 生的一侧一般均为单流程，且接口方式为上进下出。在多流程换热器中，一般 对同一流体中各流程中应采用相同的流道数。换热器压降修正系数，单流程时 取 1.2L4, 23 流程取 L82.0, 45 流程取2.62.8。虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均 流速进行计算。“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，其拆装较为方便。7 .板间流速的选取流体在板间的流速影响换热性能和压力降。尽量使换热系数小的一侧得到 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，得到较高的 传热系数，从而得到最佳的传热效果。流速高，传热系数高，阻力降也增大；反之，则相反，一般取板间流速为 0.2-0.8ms,且尽量使两种流体板间速度一致。流速小于0.2ms时，流体达不 到湍流状态，且会形式较大的死角区；流速过高会导致阻力降剧增，气体板间 流速一般不大于10mso8 .流向的选取单相换热时，逆流具有最大的平均温差，一般在板式换热器的设计中要尽 可能把流体布置为逆流。两侧流体为等流程时，为逆流；当两侧流体为不等流 程时，顺流与逆流交替出现，平均温差要小于纯逆流时。9 .压降校核在板式换热器的设计选型时，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行 校核。如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺 要求为止。关于传热系数和压降的计算，由各个厂家产品的性能曲线计算得到。性能 曲线（准则关联式）一般来自于产品的性能测试。对于缺少性能测试的板型，也可 通过参考尺寸法，根据板型的特性几何尺寸获得板型的准则关联式，国际上的 一些通用软件均采用这种方法。10 .其它注意事项1、含有泥沙脏物的流体宜经过过滤后进入换热器。2、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。11 .板式换热器常见故障及安装要领11.1. 常见故障11. 1. 1.外漏主要表现为渗漏（量不大，水滴不连续）和泄漏（量较大，水滴连续）。 外漏出现的主要部位为板片与板片之间的密封处、板片二道密封泄漏槽部位以 及端部板片与压紧板内侧。