板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。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—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、安装清洗方便、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。
板式换热器(plate type heat exchanger),由板式换热器、平衡槽、离心式卫生泵、热水装置(包括蒸汽管路、热水喷入器)、支架以及仪表箱等组成。用于牛奶或其它热敏感性液体之杀菌冷却。欲处理的物料先进入平衡槽,经离心式卫生泵送入换热器、经过预热、杀菌、保温、冷却,凡未达到杀菌温度的物料,由仪表控制气动回流阀换向、再回到平衡槽重新处理。物料杀菌温度由仪表控制箱进行自动控制和连续记录,以便对杀菌过程进行监视和检查。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
⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片
⒉固定压紧板
⒊活动压紧板
⒋夹紧螺栓
⒌上导杆
⒍下导杆
⒎后立柱
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。
i. 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。
j. 容量较小;
约为管壳式换热器的10%~20%。
k. 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。
l. 不易结垢;
由于内部充分湍动,所以不易结垢,其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10.
m. 工作压力不宜过大,介质温度不宜过高,可能发生泄露;
板式换热器采用密封垫密封,工作压力一般不宜超过2.5mpa,介质温度应在低于250℃以下,否则有可能泄露。
l. 易堵塞;
由于板片间通道很窄,一般只有2~5mm,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。
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。
经常用到的分类还有以下:
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,又有不同的叫法: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,后两者用的比较多;
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 按照波纹,板式换热器有更详细的分别,不再累述,请参考:板式换热器板片波纹形式。
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。
应用场合
a. 制冷:用作冷凝器和蒸发器。
b. 暖通空调:配合锅炉使用的中间换热器、高层建筑中间换热器等。
板式换热器
板式换热器
c. 化学工业:纯碱工业,合成氨,酒精发酵,树脂合成冷却等。
d. 冶金工业:铝酸盐母液加热或冷却,炼钢工艺冷却等。
e. 机械工业:各种淬火液冷却,减速器润滑油冷却等。
f. 电力工业:高压变压器油冷却,发电机轴承油冷却等。
g.造纸工业:漂白工艺热回收,加热洗浆液等。
h.纺织工业:粘胶丝碱水溶液冷却,沸腾硝化纤维冷却等。
i.食品工业:果汁灭菌冷却,动植物油加热冷却等。
j. 油脂工艺:皂基常压干燥,加热或冷却各种工艺用液。
k. 集中供热:热电厂废热区域供暖,加热洗澡用水。
l. 其他:石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用、太阳能利用。
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。
设计特点
1、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。
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。
应用范围
板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门,可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。
太阳能利用
参与太阳能集热板中传热介质乙二醇等防冻液热量交换过程,以达到利用太阳能目的。
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。
钢铁工业
冷却淬火油,冷却电镀用液、冷却减速器润滑油、冷却轧制机、拉丝机冷却液。
冶金行业
铝酸盐母液的加热和冷却,冷却铝酸钠,炼铝轧机润滑油冷却。
机械制造业
各种淬火液冷却,冷却压力机、工业母机润滑油,加热发动机用油。
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。
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。
造纸工业
冷却黑水,漂白用盐、碱液的加热、冷却,玻璃纸废液的热回收,加热蒸煮酸,冷却氢氧化钠水溶液,回收漂白张纸的废液,排气的凝缩,预热浓缩纸浆似的废液。
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。
电力工业
发电机轴泵冷却,变压器油冷却。
船 舶
柴油机,中央冷却器,卸套水冷却器,活塞冷却器,润滑油冷却器,预热器,海水淡化系统(包括多级及单级)。
海水养殖育苗
配套锅炉给育苗海水升温已节约煤炭的使用,从而节能环保提高效率。
其 他
医药、石油、建陶、玻璃、水泥、地热利用等。
br型系列产品,整机装配有普通式结构(不经常拆洗工况采用)和悬挂式结构(拆洗较频繁的工况采用)两种。
普通式结构由人字形波纹板片、密封垫、压紧板、上下定位螺栓、压紧螺栓等主要零件组成。
悬挂式结构由人字形波纹板片、密封垫、固定压紧板、中间板、活动压紧板、支架、上下定位横梁、压紧螺栓等主要零件组成。
板式换热器具有传热系数高、压降小、结构紧凑、质量轻、占用空间小、面积和流程组合方便、零件通用性强、可选择材料广以及容易实现规模化生产等特点,已被广泛应用于食品、机械、冶金、石油化工和船舶等领域,并成为城市集中供热工程中的主导换热设备。为了保证板式换热器的正常运行,延长关键部件(如板片、胶垫)的使用寿命,了解掌握板式换热器出现的故障及其产生原因和处理方法显得尤为重要。
常见故障
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。
串液
主要特征为压力较高一侧的介质串入压力较低一侧的介质中,系统中会出现压力和温度的异常。如果介质具有腐蚀性,还可能导致板式换热器密封垫片的腐蚀。串液通常发生在导流区域或者二道密封区域处。
压降大
介质进、出口压降超过设计要求,甚至高出设计值许多倍,严重影响系统对流量和温度的要求。在供暖系统中,若热侧压降过大,则一次侧流量将严重不足,即热源不够,导致二次侧出温度不能满足要求。
供热温度不能满足要求
主要特征是出口温度偏低,达不到设计要求。
主要控制参数
板水加热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数k、设计压力、工作压力、热媒参数等。
性能特点
⑴换热量高,传热系数k值在3000~8000 w/(m2·k)范围,高于其它换热器型式。
⑵板式换热器具有很高的传热系数,就决定了它具有结构紧凑、体积小的特点,在每立方米体积内可以布置250平方米的传热面积,大大优于其它种类的换热器。
⑶板式换热器还具有组装灵活,拆卸清洗方便的特点,可以用增减板片数量来变换换热面积,以适应热负荷的变化。在同样一台换热器内,对于较纯净流体,还可以用增加流程数来提高板间流速的作法,以求达到很高的传热系数。
⑷由于在板式换热器冷、热介质间采用两道密封,并在两道密封间开孔与大气相通,可以有效的避免两种介质的混合。
分类
板式水加热器根据板式类型不同主要分为:波纹板板式水加热器,螺旋板板式水加热器等。
在耗热量相同的情况下,不同温度的热水所对应的用水量计算公式:
qr——热水用水量(l/人·d);
tr——热水温度;
tl——热水温度。
本产品的加工定制是是,类型是板式换热器,品牌是德州骏达,流道截面积是定制(m2),重量是定制(kg),用途是中央空调工程采暖工程,传热方式是间壁式换热器