板式換熱器是目前各類換熱器中換熱效率最高的一種換熱器,它具有占用空間小,安裝拆卸方便的優(yōu)點(diǎn)。
概述
板式換熱器由沖壓成形的凹凸不銹鋼板組成,兩相臨板片之間的凹凸紋路成180度相對(duì)組合,因此板式熱交換器兩板片之間的凹凸脊線形成了交錯(cuò)的接觸點(diǎn),將接觸點(diǎn)以真空焊接方式結(jié)合后,就形成了板式熱交換器的耐高壓交錯(cuò)流通結(jié)構(gòu),這些交錯(cuò)的流通結(jié)構(gòu)使得板式熱交換器內(nèi)的冷熱流體產(chǎn)生強(qiáng)烈紊流而達(dá)到高換熱效果。
板式換熱器是由一組波紋金屬板組成,板上有四個(gè)角孔,供傳熱的兩種液體通過。金屬板片安裝在一個(gè)側(cè)面有固定板和活動(dòng)壓緊板的框架內(nèi),并用夾緊螺栓夾緊。板片上裝有密封墊片,將流體通道密封,并且引導(dǎo)流體交替地流至各自的流道內(nèi),形成熱交換。流體的流量,物理性質(zhì),壓力降和溫度差決定了板片的數(shù)量和尺寸。波紋板不僅提高了湍流程度,并且形成許多支承點(diǎn),足以承受介質(zhì)間的壓力差。金屬板和活動(dòng)板壓緊板懸掛在上導(dǎo)桿,并由下導(dǎo)桿定位,而桿端則固定在支撐柱上
傳熱元件為平板的換熱器,一般稱為板式換熱器,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,主要部件是由換熱板片、密封膠墊、夾緊板、導(dǎo)桿、夾緊螺栓組成。換熱板片是由不銹鋼板壓制成型,它上面開有4個(gè)流道孔,中部壓成人字形波紋,四周壓有密封槽。密封槽內(nèi)粘有密封膠墊。換熱板片通過兩導(dǎo)桿定位對(duì)齊,兩夾緊板通過夾緊螺栓將各板片壓緊,從而形成換熱器內(nèi)腔換熱流道。相鄰換熱板片的人字形波紋方向安裝時(shí)相反,接觸點(diǎn)彼此相互支撐。人字形波紋和這些支撐點(diǎn)使流體介質(zhì)在其內(nèi)部流動(dòng)時(shí)充分形成湍流,這是板式換熱器具有很高換熱效率的主要原因。另外換熱板片厚度較薄,導(dǎo)熱熱阻較小,板片兩側(cè)的流體介質(zhì)流動(dòng)分布較為均衡,也使得傳熱較為充分。
板式換熱器根據(jù)介質(zhì)的溫差和流量,可以裝配成單流程、雙流程、三流程以及多流程的形式。單流程是指介質(zhì)在換熱器內(nèi)流過一個(gè)流程,雙流程是指介質(zhì)在換熱器內(nèi)折返流過兩個(gè)過程,依次類推,各種流程的外形圖和其流程示意圖如下圖所示。當(dāng)采用多流程時(shí),換熱器的四個(gè)接口就不能在同一側(cè)的夾緊板上,進(jìn)出口要位于前后兩個(gè)夾緊板上。
工作原理
傳熱板片是換熱器的核心部件,板片的成型工藝及材質(zhì)特性對(duì)密封和換熱效率會(huì)產(chǎn)生直接影響。換熱器通常以水作為冷卻介質(zhì),板片多數(shù)采用不銹鋼薄板制造,在板片上壓制有波紋流梢,相鄰兩板片之間的空間即為介質(zhì)流道,冷、熱流體在板片兩側(cè)流動(dòng)時(shí),通過板片進(jìn)行熱量交換。
波紋所形成的特殊流道,使流體在極低流速的條件下發(fā)生湍流(雷諾系數(shù)R。約200),低雷諾系數(shù)下的湍流其有自身除垢效應(yīng),有力地破壞隔熱邊界層,減少界面上液膜熱阻。一般情況下板式換熱器的傳熱系數(shù)K值在3
000-6 000W/m'℃范圍內(nèi),同時(shí),兩種介質(zhì)幾乎是全逆流流動(dòng),熱傳導(dǎo)效率較高。在同等換熱效率下,板式換熱器只需要管殼式換熱器面積的1/2-1/4即可達(dá)到同樣的換熱效果。
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。
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。
功能應(yīng)用
制冷、暖通、空調(diào)、油冷卻等行業(yè);熱處理廠及銅焊廠;汽車零組建廠、機(jī)械五金與注塑機(jī)制造業(yè)者、家電冷氣廠,船舶行業(yè)等。
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?/span>
主要品牌
常見問題
板式換熱器注意問題
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)量過多,板間流速偏小,傳熱系數(shù)過低,對(duì)較大的換熱器更應(yīng)注意這個(gè)問題。
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,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。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
板式換熱器清洗方法
根據(jù)換熱器的形式,應(yīng)在換熱器的兩端留有足夠的空間來滿足條件(操作)清洗、維修的需要。固定管板式換熱器在安裝時(shí),兩端應(yīng)留出足夠的空間以便能抽出和更換管子。并且,用機(jī)械法清洗管內(nèi)時(shí),兩端都可以對(duì)管子進(jìn)行刷洗操作。浮頭式換熱器的固定頭蓋端應(yīng)留有足夠的空間以便能從殼體內(nèi)抽出管束,外頭蓋端必須也留出一米以上的位置以便裝拆外頭蓋和浮頭蓋。U形管式換熱器的固定頭蓋應(yīng)留出足夠的空間以便抽出管束,也可在其相對(duì)的一端留出足夠的空間以便能拆卸殼體。
采用化學(xué)清洗時(shí),要根據(jù)實(shí)際請(qǐng)況和水質(zhì)的不同所結(jié)垢的垢質(zhì)進(jìn)行分析化驗(yàn)分別配制藥劑清洗。由于清洗的困難程度是隨著垢層厚度或沉積的增加而迅速增大的,所以清洗間隔時(shí)間不宜過長(zhǎng),應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)裝置的特點(diǎn),換熱介質(zhì)的性質(zhì),腐蝕速度及運(yùn)行周期等情況定期進(jìn)行檢查,修理及清洗。