关于板式换热器的基本构造和原理分析

wkk99114 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

板式换热器具有换热效率高，温度控制灵敏、操作弹性大，装拆方便，结构紧凑，使用寿命长等特点，是目前国内最先进的高效节能换热设备。在换热器交易网上的的板式换热器产品，可处理的物料非常广泛，从普通的工业用水，到高粘度的液体，从卫生要求较高的食品液体、医药物料到具有一定腐蚀性的酸碱液体，从含颗粒粉体的液态物料到含少量纤维的悬浮液体均可采用板式换热器处理。目前已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、轻纺、造纸、船舶和集中供热等各种轻重工业部门。

　　板式换热器的结构原理

　　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。

　　板式换热器的应用范围

　　板式换热器已广泛应用于冶金、石油、化工、化纤、造纸、轻纺、电力、医药、食品、船舶、供热、矿山、等部门，可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况

　　电力工业发电机轴泵冷却，变压器油冷却。

　　板式换热器的设计特点

　　1.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。

　　2.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。

　　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.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。

　　5.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。

　　6.高效节能：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。

　　利用领域

　　化学工业

　　制造氧化钛、酒精发酵、合成氨、树脂合成、制造橡胶、冷却磷酸、冷却甲醛水、碱炭工业、电解制碱。

　　纺织工业各种废液热回收，沸腾磷化纤维的冷却，冷却粘胶液，醋酸和酸醋酐的冷却，冷却碱水溶液，粘胶丝的加热和冷却。

　　集中供暖热电厂废热区域供暖，加热生活用水，锅炉区域供暖

　　油脂工业加热、冷却合成洗涤剂，加热鲸油，冷却植物油，冷却氢氧化钠，冷却甘油、乳化油。

　　食品工业制盐，乳品，酱油，醋的杀菌、冷却，动植物油加热、冷却，啤酒生产中啤酒、麦芽汁的加热冷却，制糖，明胶浓缩，杀菌、冷却，制造谷氨酸钠。

世俗失速 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

看了楼主的帖子后，我终于忍不住回帖了，在网络上我并不经常回帖，可是楼主在
这个帖子里面的表现之优秀，让我觉得不能错过这个机会。

秦风麒麟 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

{:1106_362:}{:1106_362:}{:1106_362:}{:1106_362:}

秦风麒麟 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

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无可取代 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

现在板式用的不少，板翅式用的也很多啊，说说板翅式的优点

射天狼 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

有益的文章～

1001020626 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

国外从20世纪40年代就开始研制板翅式换热器，目前不锈钢板翅式换热器耐温和耐压极限已达到850 ℃及14.0 MPa且真空钎焊工艺已取代了原来的盐浴浸渍老工艺。世界上真空钎焊设备的主要供应商是英国康萨克公司、日本真空技术株式会社、美国伊普森公司。美国空气研究公司已开发出一种错位片条翅片，其翅片密度为1451片/m，传热面积率高达5650 m2/m3。美国3M公司已有紧密度为4000～8600片/m的翅片，并曾在试验中获得2MW/m2的热流密度。德国卡而斯鲁厄核研究中心与梅塞德斯密特-布尔柯-布洛姆公司也宣称开发出传热面积率为15000 m2/m3的微型换热器。
现在我国板翅式换热器最高设计压力8.0 MPa，最大芯体尺寸5800 mm×1100 mm×1200 mm和6000 mm×1100 mm×900 mm，质量达6500 kg，我国板翅式换热器可处理多达15股流体。
在天然气工业中的冷箱是由多个板翅式换热器用管道连接并组装在一起放入箱体内，以珠光砂填充作绝热材料组装而成。冷箱中板翅式换热器大多在高压、低温工况下操作。板翅式换热器广泛用作天然气凝液回收工程中的天然气与天然气、天然气与低温凝液的低温换冷器及冷剂蒸发器。
板翅式换热器的结构与性能
板翅式换热器是由隔板、翅片、封条、导流片组成，在相邻两隔板之间放置翅片、导流片及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心，配以必要的封头、接管、支承等就组成了板翅式换热器。图7-10是一种三流体呈逆流的板翅换热器结构的分解示意。
隔板的作用在于分隔并形成流道，同时承受压力，隔板尚起着一次传热表面的作用。
翅片是板翅式换热器的基本元件，板翅式换热器中的传热过程主要是通过翅片的热传导以及翅片与流体之间的对流换热来完成的。翅片的作用是：扩大传热面积，提高换热器的紧凑性，提高传热效率，提高换热器的强度和承压能力。常用几种翅片结构型式有：平直翅片、锯齿翅片、多孔翅片和波纹翅片。
封条也叫侧条，它位于通道的四周，起到分割、封闭流道的作用。板翅式换热器的封条有多种形式，常用的有矩形、燕尾形、燕尾槽形等。
导流片位于流道的两端，其作用是为了引导由进口管经封头流入板束的流体，使之均匀地分布于流道之中，或是汇集从流道流出的流体使之经过封头由出口管排出，导流片尚有保护翅片，避免通道堵塞的作用。

板翅式换热器的技术特点如下：
 传热效率高。这是因为翅片可对介质造成扰动，从而使热边界层不断破裂更新。强制对流空气的传热系数为35～350 W/（m2•℃），强制对流油的总传热系数为120～1740 W/（m2•℃），而管壳式换热器气-气的总传热系数仅为10～35 W/（m2•℃）。
 紧凑性高。单位体积的传热面积为1500～2500 m2/m3，最高可达6000 m2/m3，是管壳式的几十倍，也高于板框式换热器。
 重量轻。由于翅片较薄（0.2～0.3 mm），铝合金材料密度较低，在相同热负荷下，换热器重量仅为管壳式的1/10以下。
 适应性广。其一般适用的压力和温度范围为：设计温度-200～+150 ℃，设计压力0～6MPa。采用不同材料，可在-273～+500 ℃范围内使用；可以采用多介质、多流程换热；可用于气-气、气-液和液-液换热，也可用于冷凝和气化；两侧翅片的几何尺寸及构型均可按负荷及压降限制的要求灵活选择。
 流体间一般不存在相互泄漏问题。
 元件可成批生产，互换性好。
 制造工艺较为复杂，而且要求严格。钎焊必须保证所有焊缝全部渗透，不存在薄弱部分，故制造成本高（约较管壳式高50%以上）。
 流道狭窄，易阻塞，难以清洗，要求介质清洁，对材料无腐蚀。
 维修困难。一旦发生局部穿漏，往往报废。
 流动压降较高，操作压力较低。
在天然气化工工业中，板翅式换热器常用作丙烯为致冷剂的冷凝冷却器、天然气的液化分离和裂解气的深冷分离。由于板翅式换热器结构受钎焊设备的限制，每台换热器的最大尺寸有限，工业上也常采用数台换热器串、并联操作。

wjt327813100 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

谢谢分享！！！

齐丽凯 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

谢谢分享！！！

wj111111 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

对板式换热器做了进一步的了解

ysgswust · 发表于 2013-8-20 16:24:06

板翅式在空分和LNG行业用得多一些

cbw5963 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

感謝大大的分享,
不錯的講解!!

honlyn · 发表于 2013-8-20 16:24:06

{:1106_362:}好文章，对板式换热器做了进一步的了解。

ectxcqm · 发表于 2013-8-20 16:24:06

提供的文件不错,最好能提供书或设计经验参数的设置等,总之,先谢谢了

zgwei050 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

前一阵子有人对我说，板式换热器比管式换热器好，因此网搜才进到这里学习来了。

wangchen1971 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

对板式换热器做了进一步的了解
- 本文出自马后炮化工论坛，原文地址：http://meng.horse/thread-71091-1-1.html

ji123 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

很好很强大

xlt_321 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

板式换热器确实是效率高，优势很大。赞一个！

sky216 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

板式换热器还将有更大的发展，目前比较大的难题就是高压环境下的使用问题

红尘 · 发表于 2013-8-20 16:24:06

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关于板式换热器的基本构造和原理分析

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