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板式换热器

发布时间:2017-06-23 16:26:05    浏览量:1350    

板式换热器 

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1.传热系数高:传热板片波纹结构设计科学合理,有利于强化传热,可使介质在较低流速下形成激烈的湍流,结垢可能性降低,一般传热系数可达3500W/m2·——7000W//m2·

2.阻力损失小:传热板片角孔处导流区波纹科学,采用流线型,避免流动死区,流道当量直径大。

3.耐压能力高:传热板片垫片四周采用加强结构,波纹尺寸合理,模具加工精度高,使得各接触点分布均匀,耐压能力可达2.5MPa

4.使用寿命长:垫片选用国内外知名厂家生产的最新配方垫片,传热板片采用免粘挂垫结构,避免了粘结剂对传板片的腐蚀,传热板片压制成型时,拉伸均匀,波纹尺寸精确,使得传热板片各部分耐腐蚀能力及强度均匀。从而延长了板式换热器的使用寿命。

5.运行安全可靠:本公司生产的板式换热器密封垫片采用双道密封结构,在板片夹紧状态下变形小,回弹性好,重新组装垫片密封可靠,密封垫片老化速度慢,换热器无内泄现象,如有外泄现象可及时发行处理。

 

 

 

1.板式换热器选型设计原则

为某一工艺过程选型设计板式换热器时,要考虑设计压力,设计温度,介质特性和经济性等因素。

1)单板面积大小的选择

单板面积过小,则板片数目多,占地面积大,阻力较小;反之,单板面积大,则板片数目少,占地面积小,阻力降增大,难以保证适当的板间流速。因此,一般单板面积可按角孔流速为3m/s左右考虑。

2)板间流速的选择

流体在板间的流速,影响换热性能和压力降。流速高,传热系数高,阻力降也增大:反之,则相反。一般取板间流速为0.20.8m/s,且尽量使两种流体板间流速接近一致。流速小于0.2m/s时,流体达不到湍流状态,且会形成较大的死角区;流速过高会导致阻力降增加,气体的板间流速一般控制在10m/s左右。

3)流程的确定
两侧流体的流量大致相当时,应尽量按等程布置(介质逆流),当两侧流体的流量相差较大时,则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面的板式换热器。另外,当某一介质的温升或温降幅度较大时,也可采用多流程。有相变发生的一侧一般为单流程,且接口方位为上进下出,在多流程的换热器中,一般对同一流体,在各个流程中应采用相同的流道数。换热器压降修正系数,单流程时取1.2~1.4,23流程取1.8~2.0,4~5流程时取2.6~2.8.。

4)流向的选择

一般在板式换热器的设计中,要尽可能把两流体布置为逆流。在两侧流体为不等流程时,顺流与逆流交替出现平均温差要进行修正。

2.板式换热器的选型计算方法:

1)换热器选型计算公式:Q=K·Ftm.

式中:

Q—换热量(W

F—传热面积(m2

tm—对数平均温差(

板式换热器在实际运行中,由于污垢,水流不均匀性等情况影响,需在上式中引入修正系数β(一般取0.7~0.9),因此实际使用时,上式为:Q=βK·F·△tm.

(2)估算法:

我公司生产的板式换热器,每平方米的传热面积,在水——水交换,对数平均温差接近20°C的条件下,大概可以交换热量为50000W~70000W,在已知总的热负荷情况下,大致可以估算出所需要的换热面积。

在水蒸气与水交换的情况下,每一吨蒸汽大约需要10平方米的板式换热器。

常用的板式换热器,BRB型不等截面板式换热器的平均流道截面积,平均当量直径,努谢尔(Nu)准则方程和欧拉(Eu)准则方程分别列于表三,各种类型板式换热器的传热系数与流速的关系曲线列于表三之后。 

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板式换热器的流程组合形式很多,都是采用不同的换向板片和不同的组装方法来实现的,流程组合型式可分为单流程、多流程和混合流程,如图3所示,要根据工艺条件来选择换热器的流程组合。
    
为一种多流程的组合型式,表示热介质为2个流程,每个流程内并联8个流体通道;冷介质为2个流程,每个流程内并联8个流体通道。
注:上式为流程组合型式的表示方式,不能作为数学分式理解。

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五、板式换热器的优缺点

1 板式换热器的优点

1) 传热系数高。板式换热器的流道小,板片是波形,截面变化复杂,使流体的流动方向和流速不断变化,增加了流体的扰动,因而能在很小的流速下达到紊流,具有较高的传热系数。特别适用于液一液换热及茹度较大的流体问换热。

2) 适应性大。可通过增减板片达到所需要的传热面积。一台换热器可分成几个单元,可适应同时进行几种流体间的加热或冷却。

3) 结构紧凑,体积小,耗材少。每立方米体积间的传热面积可达250 m2,每平方米传热面仅需金属15 kg左右。

4) 传热系数高和金属消耗少,使其传热有效度可达85% 90% 以上。

5) 易于拆洗、修理。

6) 污垢系数小。由于流动扰动大,污垢不易沉积;所用板片材质较好,很少有腐蚀,这些都使其污垢系数值较小。

7) 板式换热器主要用金属板材,因而原材料价格比同种金属的管材要低廉。

2.2 板式换热器的缺点

1) 密封性较差,易漏泄。需常更换垫圈,较麻烦。

2) 使用压力受一定限制,一般不超过1MPa

3) 使用温度受垫圈材料耐温性能的限制。

4) 流道小,不适宜于气一气换热或蒸汽冷凝。

5) 易堵塞,不适用于含悬浮物的流体。

6) 流阻较管壳式为大。

板换作为换热器的一种,依靠水与翅片之间的热交换实现,其效率与水在翅片之间的流道中的流速及温差有很大关系。一旦流量变化,换热系数也随之变化,而且变化量很大。所以板换只能用在负荷(确切说是流量)稳定的系统中(定流量采暖系统就是典型应用)。而生活热水的流量在一天当中变化是相当剧烈的,因此极不适合采用板换。容积式换热器用于可以储存一定量的热水,可以在相当程度应付用户侧的流量变化。在计算上,板换选型按最大秒流量选,容积式按最大小时流量选。

 

容积式有一定的贮水容积,可以用来补充高峰时用水,而板式可能应按“即热式”来考虑。

 


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