【正文】 耐壓：在 600℃ 時(shí)為 10kPa；在 900℃ 時(shí)為 5kPa。 若采用 CIP 還能清洗板式換熱器的所有板面。板式換熱器的市場(chǎng)之一是用在耗能量少的食品、醫(yī)藥流體的殺菌，少量流體的加熱 /冷卻等用戶。 當(dāng)海水中的海藻、貝類(lèi)附著在板的內(nèi)部或堵塞在角孔的附近時(shí)，會(huì)降低海水的流量，從而不能確保冷卻性能，故當(dāng)海水從角孔到板的內(nèi)部時(shí)，不應(yīng)有突起的障礙物，使流路呈直線型，這是防止海生生物堵塞角孔的方法之一。 c、大型板式換熱器的特性 實(shí)際運(yùn)行說(shuō)明，在使用海水的板式換熱器中連 續(xù)注入次亞鹽酸鈉 ()后進(jìn)行測(cè)定，運(yùn)行 3 個(gè)月后，其總傳熱系數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化。T 軸承冷卻水方式，但通過(guò)性能評(píng)價(jià)說(shuō)明，板式換熱器在成本、傳熱性能、小型化及維護(hù)性等方面均具有明顯的優(yōu)越性，因此需要將它們 更換為板式換熱器的方式。 ?最大可拆式單臺(tái)換熱面積 2500m2。 ?工作壓力從可拆式型的 發(fā)展到板殼式的 。 ? 板式換熱器的種類(lèi)越來(lái)越多，技術(shù)性能越來(lái)越好，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。第二篇的主要作用是向工業(yè)、空調(diào)、采暖、新能源等各領(lǐng)域的用戶、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行人員介紹了板式換熱器和 板式換熱裝置的 應(yīng)用原理和方法 。但尚沒(méi)有較完善的新型板式換熱器和新型板式換熱裝置的結(jié)構(gòu)、原理、特性、布置、選型、安裝和運(yùn)行等技術(shù)和應(yīng)用手冊(cè)。為了滿足市場(chǎng)的需求，為了給工業(yè)、空調(diào)、供熱、新能源利用和余熱利用的設(shè)計(jì)、應(yīng)用、施工、運(yùn)行人員提供相關(guān)數(shù)據(jù)和資料，為了給熱能工程專業(yè)人員提供教材。同時(shí)以實(shí)例的形式，簡(jiǎn)明扼要地?cái)⑹隽藨?yīng)用的方式、設(shè)計(jì)的方法和節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益。 ① 板式換熱器的種類(lèi)： 從板式換熱器的連接方式上看：從可 拆式板式換熱器發(fā)展到釬焊式板式換熱器。 ?傳熱系數(shù)從 2022W/m2 ?最大全焊式單臺(tái)換熱面積 10000m2。如巴塞羅那論壇區(qū)能源系統(tǒng)采用的是垃圾利用（將巴塞羅那市區(qū)收集的垃圾進(jìn)行厭氧分析，產(chǎn)生人造燃?xì)猓瑥U熱發(fā)電（垃圾產(chǎn)生的燃?xì)饧訜嵴羝仩t，驅(qū)動(dòng)氣輪發(fā)電機(jī)，向論壇區(qū)及城市電網(wǎng)供電），發(fā)電余熱制冷（高壓蒸汽發(fā)電后衰減為低壓蒸汽，被送至遠(yuǎn)大空調(diào)制造的吸收式制冷機(jī)加熱溴化鋰溶液，進(jìn)行制冷），海水冷卻。在夏季海藻和貝類(lèi)容易繁殖的時(shí)期，連續(xù)注入次亞鹽酸鈉也能確保傳熱性能不變。每臺(tái)板式換熱器的處理流量與板的角孔口徑有關(guān)，大型板式換熱器角孔的口徑為 Φ500，每臺(tái)處理的流量為 5000m3/h，與以往的所謂大型板式換熱器比較，所需臺(tái)數(shù)可以減少一半。為了驗(yàn)證以上效果，對(duì)通過(guò)海水的大型板式換熱器進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試結(jié)果證明，當(dāng)角孔附近附著很少量的藻類(lèi)時(shí)，對(duì)流路的性能沒(méi)有影響。為此，必須開(kāi)發(fā)出超小型的板式換熱器，以適應(yīng)產(chǎn)品多樣化，生產(chǎn)規(guī)模參差不齊的要求，并滿足耗能量少的熱能行業(yè)的要求。 d、采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)的密封墊片，以適應(yīng)新性能的要求，維護(hù)時(shí)間是原有裝置的 1/2~1/3。特征：機(jī)組組合而成，便于擴(kuò)張，從小風(fēng)量至大風(fēng)量 (60~300000Nm3/h)，使用范圍廣；平板薄，效率高 (溫度效率達(dá) 80%以上 )；可以用于高溫 (1000℃ )，高壓（ 30kPa）的氣體；全焊接氣密結(jié)構(gòu)，不會(huì)混入排氣、臭氣；結(jié)構(gòu)便于維護(hù)、清掃；根據(jù)使用溫度和氣體的種類(lèi)選擇合適的材質(zhì)。 排氣中的粉塵濃度：當(dāng)排氣通路為單 流程時(shí)，由于傳熱面為平板，故很難堵塞，粉塵濃度約為 ~。保溫：外型便于保溫，一般采用板式保溫，便于維護(hù)。（見(jiàn)圖 14） 表 13 H 型、 L 型比較表 c、用于冷凝器的板片 用于冷凝器的板片的連接氣體的角孔大，波紋節(jié)距也大，目的是提高冷凝傳熱效果，減少流體阻力。 ⑥ 裝置化 板式換熱器向板式換熱裝置發(fā)展說(shuō)明板式換熱器已成為工業(yè)生產(chǎn)，余熱利用，建筑舒適化的重要的必不可少的設(shè)備；也說(shuō)明板式換熱器的技術(shù)和應(yīng)用達(dá)到了更高的水準(zhǔn)。從表中可知，北京京海換熱生產(chǎn)的板式換熱器有 3 類(lèi)，其中可拆式換熱器有 20 種規(guī)格。如釬焊式板式蒸發(fā)器、全焊式黑液蒸發(fā)濃縮器等。 在制冷機(jī)中 ，蒸發(fā)器和冷凝器的重量占機(jī)組重量的 30% ~40%，動(dòng)力消耗占總動(dòng)力消耗的 20% ~30%。主要原因是流體在管殼式換熱器的殼程中流動(dòng)時(shí)存在著折流板 —?dú)んw，折 流板 —換熱管，管束 —?dú)んw之間的旁路，通過(guò)這些旁路的流體，沒(méi)有充分參與換熱。例如對(duì)于已定的傳熱系數(shù) K 和熱容量 GCp 值，NTU的大小就意味著換熱器尺寸的大小，即傳熱面積的大小。 ? 占地面積小 從 ? 分析可知，由于板式換熱器 NTU 大，故在換熱量相同時(shí)，所需的換熱器的尺寸也小。 圖 17 表示中間隔板的結(jié)構(gòu)，視換熱介質(zhì)的數(shù)目，中間隔板可設(shè)置一個(gè)，也可設(shè)置多個(gè)。 ⑷ 工作溫度達(dá) 1000℃ 可拆式板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度，用橡膠類(lèi)彈性墊片時(shí)，最高工作溫度低于200℃ 。最近北京京海換熱生產(chǎn)的 BRH 型板式換熱器的板片是波紋淺（波深約為 2~)的淺密波紋板，傳熱系數(shù)約為 7000w/(m2在吸收式制冷機(jī)中也用它作為溶液的換熱器。 表 17 濃硫酸冷卻器性能比較 (摘自 楊崇麟《板式換熱器工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ) 表 18 蒸氨塔應(yīng)用鈦板冷凝器與水箱式冷凝器的比較 (摘自 楊崇麟《板式換熱器工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ) 表 19 氨鹽水冷卻用鈦板換熱器與鑄鐵排管的使用比較 (摘自 楊崇麟《板式換熱器工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ) 表 110 鹽酸低聚物換熱用鈦板換熱器與浮頭換熱器的使用比 (摘自 楊崇麟《板式換熱器工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ) 第二節(jié) 板式換熱器的定義及基本參數(shù) 一、可拆式板式換熱器 定義：可拆式板式換熱器是將薄的金屬 板片 （一般 ～ )沖壓成為凸凹狀，周邊張貼合成橡膠類(lèi)的密封墊片，每一枚傳熱板片為一個(gè)傳熱單元，必要的傳熱板組合成傳熱部，高溫流體或低溫流體流過(guò)各傳熱板形成流路時(shí)進(jìn)行熱交換。 ? 板間距 b——板式換熱器相鄰兩板片間的平均距離，如圖 19 所示。 ? 設(shè)計(jì)壓力 ——在相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度下，用以保證板式換熱器正常工作的壓力，該壓力值不得低于工作壓力。常用 M、 m 分別表示熱流體側(cè)、冷流體側(cè)的流程數(shù)。由于 ―U‖形流程組合的接管都在固定壓緊板上，拆裝方便，頗受用戶歡迎。 示例 1： 波紋形式為人字形，單板公稱換熱面積為 m2，設(shè)計(jì)壓力為 ,換熱面積為 15 m2，用丁腈墊片密封的雙支撐框架結(jié)構(gòu)的板式換熱器，其型號(hào)表示為： 或 示例 2： 波紋形式為水平平直波紋，單板公稱換熱面積為 m2, 設(shè)計(jì)壓力為 , 換熱面積為 100 m2,用三元乙丙墊片密封的帶中間隔板雙支撐框架結(jié)構(gòu)的板式換熱器，其型號(hào)表示為： ? 框架結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)表 111 表 111 框架結(jié)構(gòu)形式 ? 墊片材料代號(hào)（見(jiàn)表 112） 表 112 墊板材料代號(hào) ? 板片波紋形式代號(hào)（見(jiàn)表 113） 表 113 板片波紋形式代號(hào) ? 洛陽(yáng)九和換熱設(shè)備有限公司生產(chǎn)的板式換熱器型號(hào)表示方法。 ? 板片厚度 δ ① GB164091996 規(guī)定板片厚度應(yīng)不小于 ，即 δ≥，釬焊板片厚度 δ≥。K)。 熱混合板有 HH、 HL 和 LL 三種類(lèi)型。 ε — 溫度效率 R = NTU = 下標(biāo) L—L 流道、下標(biāo) M—M 流道、下標(biāo) H—H 流道 墊片： 密封墊片是板式換熱器的一個(gè)關(guān)鍵的部件。 ? 壓緊板要有足夠的剛性。K）），傳熱面積 A（ m2） ,則能求出不同流動(dòng)方式下的溫度效率 ε。 ① 九和換熱不同板型的 NTU（見(jiàn)表 115）。 NTUE 表示的是工藝要求流體溫度的變化與對(duì)數(shù)平均溫差的比值，即用 1℃ Δtm的變化引起幾度工藝流體溫度變化的值，故有時(shí)也將傳熱單元數(shù)稱為溫度比。 二、釬焊式板式換熱器、全焊式板式換熱器 基本概念 ? 分類(lèi)：根據(jù)焊接方式和釬料的種類(lèi)分為半焊板式換熱器、全焊板式換熱器、銅釬焊板式換熱器和鎳釬焊板式換熱器。 釬焊板式換熱器型號(hào)的表示方法（見(jiàn)圖 136） 設(shè)計(jì)序號(hào)：用字母 A、 B… 順序表示 設(shè)計(jì)壓力（ MPa） 板片數(shù) 單板換熱面積（ 103 m2） 板式換熱器型式，用阿拉伯?dāng)?shù)字 1～ 4 表示： 1——半焊板式換熱器 2——全焊板式換熱器 3——銅釬焊板式換熱器 4——鎳釬焊板式換熱器 板式換熱器 圖 136 釬焊板式換熱器型號(hào)的表示方法 型號(hào)示例：設(shè)計(jì)壓力為 ,單片換熱面積為 ,板片數(shù)為 58 片的銅釬焊板式換熱器的型號(hào)為： 釬焊板式換熱器板片、墊片的材料。 本章主要介紹板片、密封墊片等零件用材料的質(zhì)量要求和適用范圍。一般情況下，要求板片的年腐蝕率 ≤(管殼式換熱器 ≤)。 適用于厚度 。 GB 70888 。例如 ,板片選材不當(dāng) ,或使用期過(guò)長(zhǎng) ,超過(guò)了允許使用壽命 ； ⑥ 其他腐蝕失效：主要有露點(diǎn)腐蝕、磨蝕 、微生物腐蝕等。介質(zhì)的腐蝕性除取決于其成分外，主要同它的濃度或溫度（成正比）、 pH 值（成反比）、含氧量（成正比），以及流速（成正比）等有關(guān)。但是， Ni 含量越高，耐蝕性將降低（因生成低熔點(diǎn) NiS） ,可能引起硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。在含氯水溶液中的適用條件 ,見(jiàn)表 134。PRE 為 25。由于 Cr、 Ni、 Mo 含量較高，故具有良好的耐應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕 性能。 ⑨ RS2（ OCr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb）不銹鋼 這是一種國(guó)產(chǎn)的 Cr–Ni–MoCu 不銹鋼。此外 ,沖壓性能也不太好 ,故不是板片常用的材料。 鈦 鈀合金 這是添加了鈀 (％ ~％ )的非合金化鈦，因而明顯改善了鈦在酸類(lèi)介質(zhì)（尤其是條件不太苛刻的工況 ）中的耐蝕性。 Hastelloy C276 這是一種昂貴的超低碳 Ni（ 57％） Cr（ 16％） Mo（ 16％）合金 — C 族鎳基合金中的主要品種。 PRE 為 65。 Inconel 是 the International Nickel 商標(biāo)。 ② 33 合金：一種完全奧氏體化的鉻基高級(jí)不銹鋼，其耐蝕性可與 Inconel 625 等一些 NiCrMo 合金媲美。但是 ,對(duì)于濃度 ≥70％的硫酸 ,耐蝕性不如 C276。 三、密封墊片用材料 密封墊片是主要零件中最薄弱的環(huán)節(jié) ,其質(zhì)量好壞對(duì)產(chǎn)品的耐溫與耐壓性能、平均使用壽命、可靠性以及適用范圍等均有明顯影響。但是 ,短時(shí)間超溫 ,影響不大。 表 133 溫度和時(shí)間對(duì)橡膠壓縮永久變形率的影響 撕裂強(qiáng)度反映了墊片對(duì)缺口的敏感性和在承受一定的壓力下 ,抗開(kāi)裂的能力。 橡膠經(jīng)老化（時(shí)效）處理后 ,其物理性能變化程度對(duì)墊片的耐溫能力和使用壽命有明顯影響。為此 ,保證墊片高溫下的物理性能非常重要。橡膠是一種高分子聚合物，由生膠、硫化劑、填充劑、防老劑、加工助劑和稀釋劑等組成。 ④ 59 合金：化學(xué)成分與 C2022 比較 ,除了 Ni 含量稍高 (59％ ),且低 Fe,無(wú) Cu、 W 外 ,其余基本上相同。例如 ,適用于濃度大于 96％ ~99％、溫度 ≤150℃ 、氧 化硫含量小于 200 mg/L 的硫酸；熱的海水；濃度 ≤50％、沸騰的強(qiáng)腐蝕性溶液；濃度 ≤85％、溫度 ≤150℃ 的磷酸等。它的耐蝕性能與價(jià)格介于C276 和 Inconel 825 之間。 C22 正被 90 年代幾種新的 C族合金（如 C5 C2022 等）逐步取代。國(guó)外， 20 世紀(jì) 60 年代開(kāi)始生產(chǎn)，已有 萬(wàn)噸以上用于各種工業(yè)，具有良好的耐蝕性：在低 PH 介質(zhì)中幾乎不受 Cl—的影響；對(duì)各種濃度的硫酸耐蝕性極好，是可用于熱濃硫酸的少數(shù)幾種材料之一；廣泛用于有機(jī)酸（如甲酸、醋酸）、高溫 HF 酸和一定濃度的鹽酸（＜ 40％）、磷酸(≤50％ )；氯化物、氟化物和有機(jī)溶劑（如甲醇、乙醇）。此 外 ,尚可用于濃度 ≤10％、溫度 ≤70℃ 的稀硫酸。 鈦 非合金化鈦，重量輕，相對(duì)密度 ，能自然生成鈍化保護(hù)膜（ Ti2O3），且如果一旦被破壞，具有 ―自愈性 ‖，故耐蝕性比不銹鋼好，是適合含氯介質(zhì) （ Cl—濃度＞ 200 mg/L，溫度 ≤130℃ ）的典型材料。 可用于 80 ℃ 以下的濃硫酸（濃度 90~98％），年腐蝕率 ≤。 PRE 為 36。由于含碳量更 低（ ≤％），故可焊性和焊后的耐蝕性也更好，可用于半焊式或全焊式 PHE。 ② 304L 型不銹鋼 耐蝕性和用途與 304 型基本相同。例如，應(yīng)避免將含氯的墊片或膠粘劑（如 氯丁橡膠或以其為溶質(zhì)的膠粘劑）與不銹鋼板片組配 ,或者將氟橡膠、聚四氟乙烯（ PTFE）墊片與鈦板板片組配； ④ 一般，硫酸可選用鎳及鎳基合金；鹽酸、硝酸和稀硫酸 (濃度 70％以下 )等可選用鈦 —鈀合金；不容許接觸黑色金屬的特殊場(chǎng)合（如軟化飲用水），或要求耐磨蝕的場(chǎng)合，可選用銅及銅合金； ⑤ 常用的評(píng)價(jià)材料耐蝕性好壞的指標(biāo)之一是 ―耐局部腐蝕當(dāng)量 PRE‖（ Pitting Resistance Equivalent）。但是 ,含鹵素離子 (尤其是 Cl—)的液體 (例如 ,鹽水、鹽酸、含碘或含氯的消毒液等 ),對(duì)鈍化膜有破壞作用 ,從而可加劇腐蝕。 以上幾種腐蝕失效中， CrNi 奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂約占 50％，點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕共約占 20％，所以最危險(xiǎn)、最常見(jiàn)。 ? 板式換熱器可能產(chǎn)生的腐蝕失效類(lèi)型