【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 發(fā)生泄漏問(wèn)題；由于傳熱面不焊接，可根據(jù)對(duì)象溫度的變化，選擇許多合適的材料，其適用范圍，從氧露點(diǎn)以下的低溫至 1000℃ 左右的高溫（見(jiàn)圖 15）；為了防止排氣中粉塵產(chǎn)生的磨損和堵塞問(wèn)題，采取了許多相應(yīng)措施?？山M合數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)，故處理量非常大，可作為大容量的空氣預(yù)熱器。用途：該裝置分為高溫型的氣 /氣換熱 H 型和 低溫型的氣 /氣，氣 /液換熱 L 型（見(jiàn)表 13）。在以往有粉塵和腐蝕性的不能回收廢熱的工業(yè)范圍內(nèi)，這種產(chǎn)品都可采用。此外，在食品、造紙、石油化學(xué)、電力、煉鋼等所有工業(yè)范圍內(nèi)熱回收系統(tǒng)中也可采用這種裝置。其它的用途還包括鍋爐、焚燒爐、加熱爐、干燥器等，通用性強(qiáng)。 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。蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是由壓縮、放熱、節(jié)流和吸熱四個(gè)主要熱力過(guò)程組成的。冷凝器的任務(wù)是將壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑 予以冷卻使之液化，也就是說(shuō)，當(dāng)過(guò)熱蒸氣流經(jīng)冷凝器的放熱面時(shí)，將其熱量傳遞給周?chē)橘|(zhì)，而其自身則被冷卻為飽和氣體，并進(jìn)一步被冷卻為高壓液體，以便制冷劑在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)使用。由于高溫高壓制冷劑的密度較?。ㄈ顼柡头?12 蒸氣在溫度為 40℃ 時(shí)，密度為 ）。故，用于冷凝器的板片應(yīng)是專(zhuān)用板片，其角孔和節(jié)距加大，才能提高傳熱效率 和 減 少 熱 阻 。 d 、 用 于 蒸 發(fā) 器 的 板 片 在造紙廠黑液濃縮裝置中使用的蒸發(fā)器即是其中的一種，為升降膜蒸發(fā)器，板片的構(gòu)造和普通的波紋板片不同，每四片為一組，靠不同 形 狀 的 墊 片 引 導(dǎo) 介 質(zhì) 的 流 向。 e 、 板 管 式 板 片 板片組合在一起后，流道呈蜂窩狀，其中，一個(gè)流道較大，另一個(gè)流 道 較 小 ， 其 比 例 大 約 為 2:1 。 f 、雙層板片 這種板片是由兩層板壓合在一起，兩板之間有自然的縫隙，并在邊緣開(kāi)有一個(gè)向外的小口，當(dāng)其中一層因腐蝕穿孔時(shí)，流體便進(jìn)入兩板 之 間 的 縫 隙 中 ， 并 從 板 邊 的 小 口 流 出 。 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)。目前已生產(chǎn)的裝置有板式換熱機(jī)組，熱泵機(jī)組，制冷機(jī)組，蒸發(fā)裝置，空冷裝置 和催化重整裝置等。今后，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，還會(huì)出現(xiàn)更多的裝置。 ⑦ 成型技術(shù)的先進(jìn)性 板 片 的 波 紋 成 型 為 一 次 壓 制 成 型 。 大型板殼式換熱器所用板片，由于受現(xiàn)有壓機(jī)噸位、尺寸及模具制造成本的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次成型。國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品板片制造采用水爆成型，但這種成型方法技術(shù)難度大，成品率低（一般為73~84%），板片制造工藝繁瑣，成本高。我國(guó)大型板殼式換熱器板片采用油壓機(jī)模型成型作為波紋板片成型的方法，開(kāi)發(fā)出整板分次連 續(xù) 壓 制 成 型 的 技 術(shù) ， 板 片 合 格 率 為 99% 。 二、 太平洋 換 熱 生 產(chǎn) 的 板式換熱器 換熱生產(chǎn)的換熱器匯總表。從 表中可知， 太平洋 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 。 2 、 太平洋 換熱器的用途 太平洋 換熱器作為 ―加熱器 ‖、 ―予熱器 ‖、 ―過(guò)熱器 ‖、 ―蒸發(fā)器 ‖、 ―蒸發(fā)液濃縮器 ‖、 ―再沸器 ‖、 ―冷凝器 ‖、 ―冷卻器 ‖等被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 加熱器用于把流體加熱到所需溫度，被加熱流體在加熱過(guò)程中不發(fā)生 相 變 。 如 供 熱 用 換 熱 器 等 。 預(yù)熱器用于預(yù)先加熱流體，以使整套工藝裝置效率得到改善。如板殼 式 空 氣 預(yù) 熱 器 、 鍋 爐 給 水 預(yù) 熱 器 等 。 過(guò) 熱 器 用 于 將 飽 和 蒸 汽 加 熱 到 過(guò) 熱 蒸 汽 。 蒸發(fā)器、蒸發(fā)濃縮器用于加熱液體使之蒸發(fā)汽化。如釬 焊式板式蒸發(fā) 器 、 全 焊 式 黑 液 蒸 發(fā) 濃 縮 器 等 。 再 沸 器 用 于 使 裝 置 中 冷 凝 了 的 液 體 再 受 熱 蒸 發(fā) 。 冷凝器用于冷卻凝結(jié)性飽和蒸汽，使之放出潛熱而凝結(jié)液化。如釬焊 式 板 式 冷 凝 器 。 冷卻器用于冷卻流體到必要的溫度，如煉鋼、化工、造紙、食品工業(yè) 中 的 板 式 冷 卻 器 等 。 表 14 太 平 洋 生 產(chǎn) 的 板式換熱器 匯總表 三、在許多應(yīng)用領(lǐng)域 板式換熱器 逐漸取代了管殼式換熱器。 換熱器是合理利用與節(jié)約能源、開(kāi)發(fā)新能源的關(guān)鍵設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換熱器投資占 30% ~40%。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%?？梢?jiàn)換熱器對(duì)企業(yè)投資、金屬耗量以及動(dòng)力消耗有著重要的影響。由于在生產(chǎn)中存在的熱交換千變?nèi)f化，因此所需的換熱器必然各式各樣，但從承受高溫、高壓、超低溫及耐腐蝕能力上看，管殼式換熱器的數(shù)量和使用場(chǎng)所在 20 世紀(jì) 80、 90 年代仍居主要地位。隨著全焊、釬焊、板殼式等新型結(jié)構(gòu) 板式換熱器的發(fā)展，以及新技術(shù)、新工藝、新材料在 板式換熱器 中的應(yīng)用， 板式換熱器 在進(jìn)一步發(fā)展自身的傳系數(shù)高、對(duì)數(shù)平均溫差大、占地面積小、重量輕、價(jià)格低、末端溫差小和污垢系數(shù)低等優(yōu)越性之外，還將它的承壓能力從 提高到 ，耐溫能力從 150℃ 提高到了 1000℃ ，為其在許多應(yīng)用領(lǐng)域取代管殼式換熱器創(chuàng)造了條件。 1 、 板 式 換 熱 器 的特點(diǎn)。 ? 傳 熱 系 數(shù) 高 （ 見(jiàn) 表 15 ） 表 15 常用間壁式換熱器的傳熱系數(shù)的大致范圍 *1 注： *1 摘自于邱樹(shù)林、錢(qián)濱江《換熱器原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)》。 *2 數(shù) 據(jù) 來(lái) 源 于 太 平 洋 換 熱 設(shè) 備 制 造 公 司 。 從表 15 可知， 板式換熱器 具有較高的傳熱系數(shù)，一般約為管殼式換熱器的 3~5 倍。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。而 板式換熱器 ，不存在旁路，而且板片的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流，湍流效果明顯（雷諾數(shù)約為 150 時(shí)即為湍流），故能獲得較高的傳熱系數(shù)。 ? 對(duì) 數(shù) 平 均 溫 差 大 板式換熱器 兩種流體可實(shí)現(xiàn)純逆流，一般為順流或逆流方式。但在管殼式換熱器中，兩種流體分別在殼程和管程內(nèi)流動(dòng)?？傮w上是錯(cuò)流的流動(dòng)方式。降低了對(duì)數(shù)平均溫差。 板式換熱器 能實(shí)現(xiàn)溫度交叉，末端溫差能達(dá)到 1℃ ；管殼式換熱器不能實(shí)現(xiàn)溫度交叉（即二次側(cè)出口溫度不能高于一次側(cè)的出口溫度）末端溫差只能達(dá)到5 ℃ 。 ? NTU 大 NTU 表示相對(duì)于流體 熱容流量，換熱器傳熱能力的大小。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。管殼式換熱器的 NTU 約為~（平均 ）。（ BRS） 板式換熱器 的 NTU 約為 ~（平均 ）。如在進(jìn)行一次水 14~9℃ ，二次水 13~7℃ ，一次水流量60m3/h,二次水流量 50m3/h 換熱時(shí)， NTU=(149)/=。若采用對(duì)稱(chēng)型（ BRS） 板式換熱器 ≈2 流程， A=95m2；而采用 管 殼 式 換 熱 器 ， 則 ≈14 流 程 ， A=320m2 。 . ? 耐 溫 承 壓 能 力 強(qiáng) 設(shè)計(jì)工作壓力可達(dá) 8MPa ， 設(shè) 計(jì) 工 作 溫 度 達(dá) 1000 ℃ 。 ? 大型化 單板面積達(dá) 18m2 ， 單 臺(tái) 達(dá) 10000m2 。 ? 小型化 單板面積比 A4 還小。 ? 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。除此之外， 板式換熱器 的結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式換熱器的 2~5 倍，也不需管殼式換熱器要預(yù)留抽出管束的檢修場(chǎng)地，故 板式換熱器 的占地面積是管殼式換熱器的 1/5~1/10 。 （ 見(jiàn) 圖 16 ） ? 重 量 輕 板式換熱器 的板片厚度僅為 ~,管殼式換熱器的傳熱管厚度為 ~。管殼式換熱器的殼體比 板式換熱器 的框架重量重得多；故在換熱量相同時(shí)， 板式換熱器 所需的換熱面積比管殼式換熱器小，其重量約為管殼式的 1/5 。 ? 污 垢 系 數(shù) 低 （ 見(jiàn) 表 16 ） 從表 17 可知， 板式換熱器 的 表 16 污垢系數(shù) 單位：（ m2℃ /W） 垢系數(shù)約為管殼式換熱器的 1/10。其原因是板間流體的劇烈湍動(dòng)，雜質(zhì)不易沉積；板間流道死區(qū)少；不銹鋼換熱面光滑，附著物少；清 洗 容 易 等 。 ? 能 實(shí) 現(xiàn) 多 種 介 質(zhì) 換 熱 若 要 進(jìn) 行 兩 種 以 上 介 質(zhì) 換 熱 時(shí) ， 則 可 在 板式換熱器 中 設(shè) 置 中 間 隔 板 。 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)。管殼式換熱器無(wú)法實(shí)現(xiàn)多種介質(zhì)換熱。 ⑴ 清 洗 方 便 把板式換熱 器的壓緊螺柱卸掉后，即可松開(kāi)板束，卸下板片，進(jìn)行機(jī)械清洗。 ⑵ 通過(guò)改變換熱面積或多流程組合適應(yīng)新?lián)Q熱工況的要求。 ⑶ 工作壓力達(dá) 8MPa 可拆式 板式換熱器 是靠墊片密封的，密封周邊長(zhǎng)，而且角孔的兩道密封處的支撐情況較差，墊片得不到足夠的壓緊力，所以最高工作壓力僅為 。釬焊式、全焊 板式換熱器 改變了可拆式 板式換 熱器 的密封形式，板殼式換熱器改變了兩種流體的進(jìn)（出）口形式，提高了 板式換熱器 的工作壓力。目前釬焊式、全焊 板式換熱器 承受的工作壓力達(dá) ~4MPa，板殼式可達(dá) 8MPa。在可拆式換熱器中，通過(guò)在常規(guī)波紋板片上加筋形成波紋管狀通道，除能 強(qiáng)化傳熱之外 ， 還 增 加 了 板式換熱器 的 承 壓 能 力 。 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℃ 。釬焊式、全焊式和板殼式密封不采用墊片形式，其工作溫度與工藝有關(guān)，目前為 200~1000 ℃ 。 ⑸ 當(dāng)量直徑 大 寬 —寬通道，寬 —窄通道等大通道 板式換熱器 的當(dāng)量直徑 de 達(dá)28mm，（ 蘇州太平洋 換熱生產(chǎn)的 KBB， KNB 型 板式換熱器 屬這種型式），有一側(cè)或兩側(cè)可適用于含纖維、顆?；蚋哒扯冉橘|(zhì)的換熱。 ⑹ 適用流體的范圍更廣泛 可拆式 板式換熱器 受密封材料的限制，不適合某些流體。釬焊式、全焊式和板殼式不使用密封墊片，故可在高真空條件下使用，適用流 體 的 范 圍 也 擴(kuò) 大 了 。 在許多應(yīng)用領(lǐng)域， 板式換熱器 逐漸取代了管殼式換熱器。 ? 在許多工藝過(guò)程中，兩種流體的末端溫差僅為 1℃ 或更小，如區(qū)域供冷系統(tǒng)，冰蓄冷的乙二醇換熱系統(tǒng)，海水冷卻系 統(tǒng)和污水利用熱泵系統(tǒng)等。以往采用的管殼式換熱器體積大，重量大，占地面積大，經(jīng)濟(jì)效益差。最近 蘇州太平洋 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/(m2K)，硬板的 NTU 可達(dá) 5~8。在上述幾種工藝過(guò)程中，采用高 NTU 板式換熱器 不僅可以取代管殼式換熱器，而且由于這種 板式換熱器 的 NTU 高，故所需換熱面積小，占地少，經(jīng)濟(jì)效益亦非常明顯。 ? 熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器。熱泵機(jī)組是廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)和熱回收系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，這些應(yīng)用場(chǎng)所對(duì)熱泵提出了如下要求 ：重量輕，體積小（組裝化），耐壓性能好、耐低溫性能好和具有高的密封性能等。以往采用的管殼式換熱器很難滿(mǎn)足上述要求。 蘇州太平洋 換熱生產(chǎn)的 QH 釬焊式 板式換熱器 不僅可節(jié)省熱泵的空間，還能降低制冷劑的成本和制冷劑的滲漏，故在熱泵機(jī)組中大量地采用 它作為蒸發(fā)器和冷凝器。除此之外還采用它們作為省能器和油冷卻器。在吸收式制冷機(jī)中也用它作為溶液的換熱器。 ? 在造紙、食品、酒精等蒸發(fā)濃縮工藝過(guò)程中，由于工藝的一側(cè)含有纖維、顆粒、或高粘度的介質(zhì)，故要求大通道的流通斷面。過(guò)去只能采用管殼式換熱器，但堵塞之后頻繁清洗和很難清洗 的缺點(diǎn)，促使相關(guān)行業(yè)開(kāi)發(fā)新型的換熱器。 蘇州太平洋 換熱生產(chǎn)的全焊式 板式換熱器 和可拆式 KNB 型、 KBB 型 板式換熱器 的板間當(dāng)量直徑約為 28mm,適合于含纖維、顆粒的流體。目前已廣泛應(yīng)用于上述工藝過(guò) 程 中 ， 其 中 黑 液 濃 縮 裝 置 已 成 為 定 型 化 產(chǎn) 品 。 ? 煉油工業(yè)的催化重整裝置，燃?xì)鉄犭娎淙?lián)供的熱回收裝置中采用的板殼式換熱器、全焊板式空氣預(yù)熱器和全焊板式省能器等，已基 本 上 取 代 了 管 殼 式 換 熱 器 。 ? 在硫酸工業(yè)、制堿工業(yè)、煉油工業(yè)的冷卻過(guò)程中，板式冷卻器已取代了管殼式換熱器第三節(jié) 板 式 換 熱 器 用材料 材料是產(chǎn)品之本。要生產(chǎn)高性能 、高質(zhì)量的產(chǎn)品 ,必須選好材、管好材、用好材，并使所選用材料的品種、規(guī)格，滿(mǎn)足用戶(hù)、設(shè)計(jì)圖樣和相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)的要求。 板式換熱器 材料質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于確保板片、密封墊片、壓緊板、中間隔板、夾緊螺柱、管法蘭和接管等主要零件及其焊接材料的真實(shí)性和可追溯性，從而才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和安全可靠性。此外 ,選材、用材應(yīng)該經(jīng)濟(jì)合理。 板式換熱器