【正文】 程內(nèi)流動，總體上是錯流流動，對數(shù)平均溫差修正系數(shù)小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，此外，冷、熱流體在板式換熱器內(nèi)的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃.（3）占地面積小板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預(yù)留抽出管束的檢修場所，因此實(shí)現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。 性能特點(diǎn)（1）傳熱系數(shù)高傳熱系數(shù)K值在3000~8000W/(m2③拆開板式換熱器清洗板片表面結(jié)垢[10]。b 處理方法① 增加熱源的流量或加大熱源介質(zhì)管路直徑。③ 并聯(lián)運(yùn)行的多臺板式換熱器流量分配不均。供熱溫度不能滿足要求：a 產(chǎn)生原因 ① 一次側(cè)介質(zhì)流量不足，導(dǎo)致熱側(cè)溫差大，壓降小。當(dāng)水溫不大于95℃時，Ca、Mg濃度應(yīng)不大于2 mmol/L；當(dāng)水溫大于95℃時，Ca、 mmol/L、。最后再用清水循環(huán)幾遍，使清水中Cl質(zhì)量濃度控制在25 mg/l以下。清洗過程中應(yīng)避免損傷板片與橡膠墊。不拆卸設(shè)備化學(xué)浸泡清洗時，要打開換熱器冷介質(zhì)進(jìn)、出口，或安裝設(shè)備時在介質(zhì)進(jìn)、出口接管上安裝DN25清洗口，將配好的清洗液注入設(shè)備中，浸泡后用清水清洗干凈殘留酸液，使pH≥7。清洗板片表面水垢(主要指CaCO3。同時，設(shè)計單位在水泵選型時流量余量又偏大，造成換熱器二次側(cè)介質(zhì)板間流速超過1m/s，～，使得二次網(wǎng)水力平衡嚴(yán)重失調(diào)。K)，而實(shí)際應(yīng)在3500w/(rnC。③ 板式換熱器運(yùn)行一段時間后，因板片表面結(jié)垢引起壓降過大。壓降過大：a 產(chǎn)生原因 ①運(yùn)行系統(tǒng)管路未進(jìn)行正常吹洗，特別是新安裝系統(tǒng)管路中許多臟物(如焊渣等)進(jìn)入板式換熱器的內(nèi)部，由于板式換熱器流道截面積較窄，換熱器內(nèi)的沉淀物和懸浮物聚集在角孔處和導(dǎo)流區(qū)內(nèi)，導(dǎo)致該處的流道面積大為減小，造成壓力主要損失在此部位。③換熱器維修組裝時夾緊尺寸應(yīng)符合要求，并不是越小越好。b 處理方法① 更換有裂紋或穿孔板片，在現(xiàn)場用透光法查找板片裂紋。隨著外漏的不斷進(jìn)行，冷凝殘液越聚越多，局部形成cl質(zhì)量濃度較高區(qū)域，達(dá)到破壞板片表面鈍化層的腐蝕條件。采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源的板式換熱器在運(yùn)行過程中容易發(fā)生板片腐蝕，導(dǎo)致產(chǎn)品串液。檢查發(fā)現(xiàn)板片酸液進(jìn)口處和導(dǎo)流區(qū)域有嚴(yán)重的腐蝕及開裂現(xiàn)象。④ 板片泄漏槽處有輕微滲漏，造成介質(zhì)中有害物質(zhì)(如C1)濃縮腐蝕板片，形成串液。② 操作條件不符合設(shè)計要求。④ 重新組裝拆開的板片時，應(yīng)清潔板面，防止污物粘附著于墊片密封面。③ 將開換熱器解體，對板片變形部位進(jìn)行修理或者更換板片。為板片總數(shù))，兩壓緊板間的平行度應(yīng)保持在2 mm 以內(nèi)。 b 處理方法① 在無壓狀態(tài)，按制造廠提供的夾緊尺寸重新夾緊設(shè)備，尺寸應(yīng)均勻一致，壓緊尺寸的偏差應(yīng)不大于177。④在板片密封槽部位或二道密封區(qū)域有裂紋。② 部分密封墊脫離密封槽，密封墊主密封面有臟物，密封墊損壞或墊片老化。供熱溫度不能滿足要求： 主要特征是出口溫度偏低，達(dá)不到設(shè)計要求[9]。壓降大： 介質(zhì)進(jìn)、出口壓降超過設(shè)計要求，甚至高出設(shè)計值許多倍，嚴(yán)重影響系統(tǒng)對流量和溫度的要求。如果介質(zhì)具有腐蝕性，還可能導(dǎo)致管路中其它設(shè)備的腐蝕。外漏出現(xiàn)的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片與壓緊板內(nèi)側(cè)。壓降校核： 在板式換熱器的設(shè)計選型使，一般對壓降有一定的要求，所以應(yīng)對其進(jìn)行校核。雖然板式換熱器各板間流速不等，但在換熱和流體阻力計算時，仍以平均流速進(jìn)行計算。盡量使冷、熱水流道內(nèi)的對流換熱系數(shù)相等或接近，從而得到最佳的傳熱效果。一般情況下，將若干個流道按并聯(lián)或串聯(lián)的費(fèi)那個是連接起來，以形成冷、熱介質(zhì)通道的不同組合。確定板型時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，對較大的換熱器更應(yīng)注意這個問題。對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。l. 其他：石油、醫(yī)藥、船舶、海水淡化、地?zé)崂?。j. 油脂工藝：皂基常壓干燥，加熱或冷卻各種工藝用液。h. 紡織工業(yè)：粘膠絲堿水溶液冷卻，沸騰硝化纖維冷卻等。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。d. 冶金工業(yè)：鋁酸鹽母液加熱或冷卻，煉鋼工藝?yán)鋮s等。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。板式換熱器是將板片以疊加的形式裝在固定壓緊板、活動壓緊板中間，然后用夾緊螺栓夾緊而成，如圖1[7]。板片的周邊及角孔處用橡膠墊片加以密封。 板式換熱器的基本結(jié)構(gòu)板式換熱器主要由框架和板片兩大部分組成。(3)不易于進(jìn)行易堵塞通道的介質(zhì)的換熱板式換熱器的板間通道很窄, 一般為3～5mm, 當(dāng)換熱介質(zhì)中含有較大的固體顆?；蚶w維物質(zhì)時, 就容易堵塞板間通道。 用壓縮心棉絨墊片(Csf)時, 最高工作溫度為250～260℃。(2)工作溫度在250℃以下板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度。(6)節(jié)省投資板式換熱器由于結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕, 傳熱效率高, 單位占用面及耗費(fèi)金屬低, 減少了維修費(fèi)用, 建筑費(fèi)用等[5]。(4)適應(yīng)性大可拆式和半焊式板式換熱器具有無與倫比的適應(yīng)性。(2)傳熱系統(tǒng)高由于板片組中流動的介質(zhì)在較低雷諾數(shù)(Re)時, 就能形成渦流, 而且光滑的板片上不易生成污垢, 因此有非常高的傳熱效率。板式換熱器今后的發(fā)展趨勢是：提高操作溫度和操作壓力，加大處理量，擴(kuò)大使用范圍，研制采用新的結(jié)構(gòu)材料的制造工業(yè)，而研制新的墊片材料易提高其使用溫度和使用壓力，將是其中的重點(diǎn)。 (8)開發(fā)板式換熱器的優(yōu)化設(shè)計程序[4]作為一種高效緊湊式換熱器，在加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)和熱回收過程中，除了高溫、高壓和特殊介質(zhì)條件外，板式換熱器均已替代管殼式換熱器。目前已有這方面的研究成果，但尚未實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用 (5)冷凝型板式換熱器尚需開發(fā)。加墊片時直接將墊片塞到有關(guān)結(jié)構(gòu)處a這使換墊片的操作簡化，全部操作可就地進(jìn)行，不用將板從框架上拿下來，因此會降低維修費(fèi)用并縮短停產(chǎn)時間[4]。且熱膨脹小，在高溫和高壓下不發(fā)生塑性變形。 (5)石墨板式換熱器石墨板式換熱器是因某些介質(zhì)對稀有金屬或舍金腐蝕性太強(qiáng)而研制出來的產(chǎn)品，傳熱板是由石墨和氟塑料配制的原料模壓而成，并裝配上由防腐材料制成的薄平墊片。雙板之上穿孔會使介質(zhì)漏到板問，從而從板間中流出，以使人們發(fā)現(xiàn)后及時修理及更換，保證兩種介質(zhì)無法互混。(3)雙壁板式換熱器雙壁板式換熱器適用于兩種換熱器介質(zhì)互混后會發(fā)生有害反應(yīng)的情況，以雙板代替了一般介干兩種介質(zhì)問的單板。通過加大換熱板間的間隙，可以使以上問題得到順利解決。 (2)大間隙扳式換熱器含纖維和粗大顆粒的流體，在普通的板式換熱器內(nèi)很容易堵塞。他們在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上考慮了非均勻流動分布因素，建立了新的傳熱與流動阻力公式，其結(jié)果與實(shí)驗(yàn)吻合較好[3]。B．Prabhakara Rao等人對板式換熱器中不均勻流動做了分析研究。Reinhared Wiirful等人對波紋板式換熱器蒸汽冷凝性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，在完全凝結(jié)工況下研究了不同板片結(jié)構(gòu)、不同負(fù)荷及波紋傾角對換熱和流阻的影響。Muley在低雷諾數(shù)狀態(tài)下，對水—水和水—蔬菜油介質(zhì)板式換熱器進(jìn)行了阻力實(shí)驗(yàn)，分析了不同波紋傾角板片參數(shù)對流阻的影響。對于板式換熱器的阻力特性和壓力分析問題，Reinhard Wurfel，Nikolai Ostrowski進(jìn)行了較細(xì)致的研究，說明了影響板式換熱器性能的主要原因之一是變負(fù)荷及波紋板幾何參數(shù)的影響。KwanSoo Lee，WooSwung Kim等人實(shí)驗(yàn)研究了板式換熱器板片之間鑲錐形圓釘增強(qiáng)擾動強(qiáng)化傳熱方法，得到鑲嵌圓釘?shù)臋M向距離、縱向距離、圓釘高度和錐角是影響傳熱性能的主要因素，通過分析研究最后得到影響參數(shù)之間的優(yōu)化方案。波紋人字形板片的努謝爾數(shù)和摩擦系數(shù)是45176。和45176。Muley和Manglik通過實(shí)驗(yàn)分析了多種板式換熱器的數(shù)據(jù)，得到了一系列傳熱及流阻的綜合關(guān)系式。板式換熱器的形式主要有可拆卸式和焊接式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。各種半片之間形成薄矩形通道，通過半片進(jìn)行熱量交換。上所說內(nèi)容的實(shí)質(zhì)是熱技術(shù)，當(dāng)分析各項技術(shù)時，我們將發(fā)現(xiàn)，換熱技術(shù)是關(guān)鍵工藝之一[1]。21世紀(jì)我國的能源形勢是緊張的，我國和世界的能源消耗隨著人口的增長和工業(yè)化的進(jìn)展將會快速增長；現(xiàn)在我們利用的主要一次能源（煤炭、石油、天然氣和核能）之中，除煤炭之外，其余三項已逐漸枯竭，其價格不可避免將持續(xù)增長；目前尚沒有發(fā)現(xiàn)能替代石油、天然氣、核能的一次能源，作為有效替補(bǔ)的能源有太陽能和熱核反應(yīng)，但前者成本費(fèi)高，后者尚有許多實(shí)質(zhì)的問題沒有解決，尚不能達(dá)到實(shí)用階段；為了控制地球溫室效應(yīng)，化石燃料的使用受到了各國輿論的強(qiáng)烈反對。雖然板式換熱器有很多優(yōu)點(diǎn)，而其現(xiàn)在發(fā)展很快，但它們在結(jié)構(gòu)與制造上尚存在問題。在電力工業(yè)中，用于冷卻變壓器油、冷卻雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)組的冷卻水。冷卻合成樹脂，且廣泛用于制堿、制酸、燃料工業(yè)。在化學(xué)工業(yè)中用作冷卻氨水。板式換熱器用于處理從水到高粘度的液體，用于加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)等過程。近十年來，板式換熱器發(fā)展很迅速，現(xiàn)已廣泛用于食品、制藥、合成纖維、石油化工、動力機(jī)械、船舶、動力、供熱等各行業(yè)。板式換熱器是以波紋板的新型高效換熱器。八、備注本任務(wù)書一式三份，學(xué)院、教師、學(xué)生各執(zhí)一份。5．撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。3．撰寫文獻(xiàn)綜述，確定設(shè)計方案。四、課題所涉及主要參考資料國家標(biāo)準(zhǔn)：GB1501998《鋼制壓力容器》及GB164091996《板式換熱器》TSG R0042009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》《化工工藝設(shè)計手冊》JB/T47002000《壓力容器法蘭》HG/T205922009《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》JB/T47251997 《鋼制焊接常壓容器》其它現(xiàn)行化工設(shè)備及壓力容器用零部件手冊五、進(jìn)度安排周 次工 作 內(nèi) 容檢 查 方 式1~2課題介紹、查閱文獻(xiàn)、學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、翻譯外文資料、編寫文獻(xiàn)綜述網(wǎng)上提交翻譯電子稿，按畢業(yè)設(shè)計規(guī)范排版3~4熟悉課題，初定方案網(wǎng)上提交前期工作材料電子稿，按畢業(yè)設(shè)計規(guī)范排版5~7設(shè)備工藝、強(qiáng)度計算網(wǎng)上提交設(shè)計結(jié)果8畫草圖構(gòu)思指導(dǎo)教師現(xiàn)場檢查9參觀實(shí)習(xí)網(wǎng)上提交實(shí)習(xí)報告10~11完成畫草圖指導(dǎo)教師現(xiàn)場檢查12~14畫CAD裝配圖，零部件圖網(wǎng)上提交CAD圖15~16編寫設(shè)計說明書網(wǎng)上提交說明書17完成設(shè)計、準(zhǔn)備答辯PPT指導(dǎo)教師審查18完成答辯并針對答辯中出現(xiàn)的問題進(jìn)行修改提交答辯材料，包括：撰寫規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計說明書電子版、紙質(zhì)版六、畢業(yè)設(shè)計（論文）時間 2012 年 1 月 4 日 ~ 2012 年 6 月 16 日七、本畢業(yè)設(shè)計（論文）必須完成的內(nèi)容1．調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料。 按學(xué)校給定畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書的要求完成畢業(yè)設(shè)計說明書（含中英文摘要）。 學(xué)習(xí)相關(guān)的設(shè)計規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)，并依照其內(nèi)容進(jìn)行強(qiáng)度計算、設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸的確定、撰寫技術(shù)要求等。 完成與課題密切相關(guān)的一篇英文資料的翻譯（數(shù)量按學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)書的規(guī)定）。三、畢業(yè)設(shè)計（論文）目標(biāo)及內(nèi)容 根據(jù)給定工藝參數(shù)確定設(shè)計參數(shù)，如設(shè)計溫度、設(shè)計