【正文】 ⑺ 占地面積小從⑶分析可知，由于板式換熱器NTU 大，故在換熱量相同時，所需的換熱器的尺寸也小。⑸ 大型化 單板面積達18m2，單臺達10000m2。若采用對稱型（BRS）≈2流程，A=95m2；而采用管殼式換熱器，≈14流程，A=320m2。（BRS）~（）。例如對于已定的傳熱系數(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。板式換熱器能實現(xiàn)溫度交叉，末端溫差能達到1℃；管殼式換熱器不能實現(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）末端溫差只能達到5℃ ?？傮w上是錯流的流動方式。⑵ 對數(shù)平均溫差大板式換熱器兩種流體可實現(xiàn)純逆流，一般為順流或逆流方式。主要原因是流體在管殼式換熱器的殼程中流動時存在著折流板—殼體，折流板—換熱管，管束—殼體之間的旁路，通過這些旁路的流體，沒有充分參與換熱。*2數(shù)據(jù)來源于太平洋換熱設(shè)備制造公司。板式換熱器的特點。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)量和使用場所在20世紀(jì)80、90年代仍居主要地位。在制冷機中，蒸發(fā)器和冷凝器的重量占機組重量的30% ~40%，動力消耗占總動力消耗的20% ~30%。換熱器是合理利用與節(jié)約能源、開發(fā)新能源的關(guān)鍵設(shè)備。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。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。如釬焊式板式蒸發(fā)器、全焊式黑液蒸發(fā)濃縮器等。過熱器用于將飽和蒸汽加熱到過熱蒸汽。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。加熱器用于把流體加熱到所需溫度，被加熱流體在加熱過程中不發(fā)生相變。從表中可知，太平洋換熱生產(chǎn)的板式換熱器有 3 類，其中可拆式換熱器有20種規(guī)格。我國大型板殼式換熱器板片采用油壓機模型成型作為波紋板片成型的方法，開發(fā)出整板分次連續(xù)壓制成型的技術(shù)，板片合格率為99%。大型板殼式換熱器所用板片，由于受現(xiàn)有壓機噸位、尺寸及模具制造成本的限制，無法實現(xiàn)一次成型。今后，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，還會出現(xiàn)更多的裝置。⑥ 裝置化板式換熱器向板式換熱裝置發(fā)展說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；也說明板式換熱器的技術(shù)和應(yīng)用達到了更高的水準(zhǔn)。e、板管式板片板片組合在一起后，流道呈蜂窩狀，其中，一個流道較大，另一個流道較小，其比例大約為2:1。故，用于冷凝器的板片應(yīng)是專用板片，其角孔和節(jié)距加大，才能提高傳熱效率和減少熱阻。冷凝器的任務(wù)是將壓縮機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，當(dāng)過熱蒸氣流經(jīng)冷凝器的放熱面時，將其熱量傳遞給周圍介質(zhì)，而其自身則被冷卻為飽和氣體，并進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。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。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。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（見表13）。特點：傳熱板通過彈性密封組合而成，能自由地吸收熱膨脹，故能滿足溫度變化形成的應(yīng)力變化的要求，幾乎不發(fā)生泄漏問題；由于傳熱面不焊接，可根據(jù)對象溫度的變化，選擇許多合適的材料，其適用范圍，從氧露點以下的低溫至1000℃左右的高溫（見圖15）；為了防止排氣中粉塵產(chǎn)生的磨損和堵塞問題，采取了許多相應(yīng)措施。排氣從垂直方向通過傳熱板，空氣從水平方向通過。b、板式錯流型換熱器最近，已經(jīng)開發(fā)出利用排氣預(yù)熱鍋爐給水的低壓損機組裝置。壓力降：高溫側(cè)、低溫側(cè)壓力降是不同的。氣密性：，用于脫臭；%以下，一般用途；%以下。耐壓：在600℃時為10kPa；在900℃時為5kPa。板厚：~（,）。材質(zhì)：STEN，S適合于溫度低于350℃的機組；鋁合金板適合于排氣溫度低于500℃的機組；SPCC適合于溫度低于200℃的機組；SUS系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)溫度、排氣的性質(zhì)選擇其他非鐵金屬，如錫、銅。特征：機組組合而成，便于擴張，從小風(fēng)量至大風(fēng)量(60~300000Nm179。形狀：組合了標(biāo)準(zhǔn)化的極薄平板的全焊接結(jié)構(gòu)的錯流型的氣—氣（空氣）換熱器有兩種類型，即高溫型、低溫型。廢氣、廢水熱回收是節(jié)能，降低燃料費的重要舉措之一，為了適應(yīng)這種形勢，開發(fā)出了全焊接板式換熱器機組。隨著板式換熱器制造技術(shù)，板材質(zhì)和焊接板的出現(xiàn)，克服了上述缺點，擴大了應(yīng)用范圍。 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，維護時間是原有裝置的1/2~1/3。c、在設(shè)計食品專用板式換熱器時，應(yīng)使板片內(nèi)的流速分布均勻，為此，在板面上，即使是局部也不應(yīng)該形成液垢，并能進行長時間的連續(xù)運行，目的是達到均勻的升溫/冷卻過程，提高制品的品質(zhì)和保證質(zhì)量的穩(wěn)定。④專用化a、用于食品流體的熱殺菌、加熱/冷卻工藝過程中的板式換熱器必須具備以下三個條件：提高生產(chǎn)率；確保衛(wèi)生性；保障食品品質(zhì)穩(wěn)定性等。 a、換熱器的尺寸，最大的板片也僅相當(dāng)于A4用紙的尺寸，重量每臺約20kg，可安裝在墻上。為此，必須開發(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。③ 超小型化 在選擇與使用條件相應(yīng)的板式換熱器的尺寸時，必須考慮初投資和設(shè)置空間等問題。其次，設(shè)計板片時，應(yīng)使板中央部的流量增多，即要防止端部的流量增多。d、高性能化與以往板式換熱器比較，均勻流路無偏流是保持高性能的主要途徑。為了驗證以上效果，對通過海水的大型板式換熱器進行測定，測試結(jié)果證明，當(dāng)角孔附近附著很少量的藻類時，對流路的性能沒有影響。對海水的處理措施。在分解清洗方面，由于板片數(shù)少，人工費亦降低約30%。從設(shè)置空間上看約能減少40%。每臺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，所需臺數(shù)可以減少一半。在耐熱性方面，當(dāng)海水溫度低于60℃時，不會產(chǎn)生熱的劣化現(xiàn)象，能長期確保良好的密封性能。此外，為了抑制海生生物的附著而注入的次亞鹽酸鈉還會產(chǎn)生一種堅固的非動態(tài)的膜，從而提高了鈦板的耐腐蝕性。b、耐腐蝕性使用海水時，板片的材質(zhì)一般為鈦板。在夏季海藻和貝類容易繁殖的時期，連續(xù)注入次亞鹽酸鈉也能確保傳熱性能不變?，F(xiàn)在，作為防止海生生物附著的方法有往海水中連續(xù)注入通過電分解方法得到次亞鹽酸鈉(NaClO)的方法。今后，隨著CCS和電廠中的冷卻器采用板式換熱器不斷增長的要求，就必須研究海生生物附著在板片上后對傳熱性能的影響程度，并要了解板片的耐腐蝕性能。海水冷卻板式換熱器（見照片11）。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)收集的垃圾進行厭氧分析，產(chǎn)生人造燃?xì)猓?，廢熱發(fā)電（垃圾產(chǎn)生的燃?xì)饧訜嵴羝仩t，驅(qū)動氣輪發(fā)電機，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，被送至遠大空調(diào)制造的吸收式制冷機加熱溴化鋰溶液，進行制冷），海水冷卻。過去發(fā)電廠使用Samp。① 大型化大型板式換熱器主要用于中央冷卻系統(tǒng)（以下簡稱CCS），該系統(tǒng)集中冷卻各種工廠使用的冷卻水，并作為發(fā)電廠軸承冷卻水的冷卻器。 ③ 板式換熱器的應(yīng)用范圍越來越廣（見表11）。?最大全焊式單臺換熱面積10000m2。?。?。k。k發(fā)展至12000W/m178。?傳熱系數(shù)從2000W/m178。?工作溫度從可拆式的260℃發(fā)展到板殼式的1000℃。從板片波紋的深淺看：從波深為3~5mm的一般板發(fā)展到波深為2~。從板片的形式上看：從對稱型發(fā)展到非對稱型。① 板式換熱器的種類：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。第一章 板式換熱器的發(fā)展現(xiàn)況和展望第一節(jié) 板式換熱器的發(fā)展現(xiàn)狀一、板式換熱器的發(fā)展現(xiàn)況：概述：最近幾十年來板式換熱器發(fā)展很快，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。⑴ 板式換熱器的種類越來越多，技術(shù)性能越來越好，應(yīng)用范圍越來越廣。從半焊接式、全焊接式發(fā)展到板殼式換熱器。從板片的流道上看：從對稱流道發(fā)展到寬窄流道、寬寬流道。② 板式換熱器的技術(shù)性能越來越好圖11表示板式換熱器的設(shè)計溫度、設(shè)計壓力范圍。?。?最大當(dāng)量直徑28mm。?最大焊接式單板換熱面積18m2。?最大可拆式單臺換熱面積2500m2。?最大接管尺寸500mm。表11 各種類型板式換熱器的應(yīng)用范圍⑵ 板式換熱器向大型化、小型化、專業(yè)化、多元化、裝置化發(fā)展。板式換熱器的容量與工廠的規(guī)模，工藝過程等有關(guān)，必要的冷卻水量從數(shù)千至數(shù)萬m3/h,大型板式換熱器可達數(shù)十萬m3/h，CCS中希望采用盡可能少的臺數(shù)進行處理，故要求采用大型板式換熱器，近幾十年，中東地區(qū)建設(shè)了許多具有世界級規(guī)模的LNG工廠，使用過去的冷卻塔的冷卻方式不能確保補給水，故希望變更為使用板式換熱器的CCS方式。T軸承冷卻水方式，但通過性能評價說明，板式換熱器在成本、傳熱性能、小型化及維護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。設(shè)備設(shè)計容量：吸收式制冷機44500 kW；蒸汽—水板式換熱器45000 kW；蓄冷罐5053m3；海水板式換熱器412000 kW（每臺海水板式換熱器流量961m3/h，壓力降58kPa ）,板片材料為鈦。上述用途的共同特征是以海水作為冷卻水的水源，在板式換熱器中使用海水的問題之一是防垢。a、耐海水性使用海水時的防污問題。實際運行說明，在使用海水的板式換熱器中連續(xù)注入次亞鹽酸鈉()后進行測定，運行3個月后，其總傳熱系數(shù)沒有發(fā)生變化。其它的方法還有，從環(huán)境保全上看，采用臭氧和熱水的防污也是有效的，但尚未進行實驗驗證和確立相應(yīng)的技術(shù)方法。鈦對海水具有優(yōu)良的耐腐蝕性，從相關(guān)的耐腐蝕性資料可知，對于海水來說，即使至120℃，鈦板也不會腐蝕。使用丁腈類橡膠作為密封墊片，即使海水溫度達到80℃，也不會對它產(chǎn)生任何腐蝕。c、大型板式換熱器的特性 其結(jié)果，換熱器用過濾器、安裝工程和管道的初投資，板的清洗和密封墊片的更換等維護費用均能明顯地降低，并且還能節(jié)省占地空間，以下通過一實例說明，現(xiàn)今大型板式換熱器與以往大型板式換熱器的比較（見表12），從臺數(shù)上看，大型機僅需2臺，而以往大型機要4臺； 從初投資上看，2臺大型機的投資 約比以往大型機大10%，但它的過濾器投資約為以 表12 與以往大型機的比較往型的2/3，安裝工程約為一半，其總費用約能減少30%。即使設(shè)置1臺備用機，總費用也能減少15%，空間也能節(jié)省30%。 當(dāng)海水中的海藻、貝類附著在板的內(nèi)部或堵塞在角孔的附近時，會降低海水的流量，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，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。但為了保證板內(nèi)流道的通暢，絕不允許通過直徑大于板間距的異物，故必須在進入換熱器前安裝過濾器。措施之一是在板內(nèi)部的主傳熱面上設(shè)置偏流抑制板，使液體入口處的流路為最短，從而使主傳熱面為均勻流(見圖12)。如前所述，由于防止偏流板能減少角孔的壓力降，因此，其傳熱性能比以往大型板約增加15~20%。板式換熱器的市場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。目前市場上超小型板式換熱器具有小型化、低成本、高性能、重量輕、生產(chǎn)快等優(yōu)點。b、標(biāo)準(zhǔn)板片數(shù)為12348四類；板的材質(zhì)為SUS316和鈦兩類；密封墊片為三元乙丙橡膠和硅橡膠兩類。b、食品專用板式換熱器是為了滿足上述三個條件而開發(fā)出的已商品化的板式換熱器，以它作為咖啡、調(diào)味液、醬油等殺菌器使用時受到了普遍的好評。若采用CIP還能清洗板式換熱器的所有板面。⑤ 多元化 a、全焊式板式換熱器眾所周知，板式換熱器具有許多優(yōu)越性，但由于存在如下問題，限制了它的應(yīng)用范圍和發(fā)展，密封性較差，易泄露，需經(jīng)常更換墊片，較麻煩，耐壓能力較低，一般約為1MPa；耐溫能力受墊片材料的限制；流道小，不適宜于氣—氣換熱或蒸汽冷凝；易堵塞，不宜用于含懸浮物質(zhì)的流體等。在所有工業(yè)行業(yè)內(nèi)實施節(jié)能的進程中，降低燃料費用是各企業(yè)急需解決的問題。/h)，使用范圍廣；平板薄，效率高(溫度效率達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)，不會混入排氣、臭氣；結(jié)構(gòu)便于維護、清掃；根據(jù)使用溫度和氣體的種類選擇合適的材質(zhì)。結(jié)構(gòu)：為了承受高溫條件下的熱應(yīng)力，將薄板加工成六角形狀的單體后組裝成機組，目的是分散熱應(yīng)力，構(gòu)成耐高溫的結(jié)構(gòu)（見圖13）高溫側(cè)（排氣）在僅依靠風(fēng)機的機外剩余壓力和煙囪的引力條件下，允許值為50Pa以下。最高使用溫度：與受熱側(cè)的回收溫度和操作壓力有關(guān)，但可達到1000℃。排氣中的粉塵濃度：當(dāng)排氣通路為單流程時，由于傳熱面為平板，故很難堵塞，~179。流向(流程方向)：原則上可自由設(shè)計，事前可與用戶協(xié)商，進行最優(yōu)設(shè)計?；Q性：當(dāng)機組需要更換某些部件時，機組的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于更換。布置：可縱向、橫向或水平設(shè)置。保溫：外型便于保溫，一般采用板式保溫，便于維護。目前，全焊式板式換熱器用于鋼鐵、石油、鍋爐等行業(yè)，并已取得了很大的成績。板式錯流型換熱器是一種結(jié)構(gòu)簡單，具有彈性密封、傳熱面不焊接和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。原理結(jié)構(gòu)：在鋼結(jié)構(gòu)的固定框架中，將每1片傳熱板成90度逐一重合而成。（見圖14）可組合數(shù)個至數(shù)十個，故處理量非常大，可作為大容量的空氣預(yù)熱器。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。其它的用途還包括鍋爐、焚燒爐、加熱爐、干燥器等，通用性強。蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是由壓縮、放熱、節(jié)流和吸熱四個主要熱力過程組成的。由于高溫高壓制冷劑的密度較小（如飽和氟利昂12蒸氣在溫度為40℃時，）。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。f、雙層板片