板式换热器的计算方法[1].doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流板式换热器的计算方法1.精品文档.板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温

2、度 最大工作压力如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。（1）无相变化传热过程式中Q-冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；mh,mc-热、冷流体的质量流量，kg/s；Cph,Cpc-热、冷流体的比定压热容，kJ/(kgK)；T1,t1-热

3、、冷流体的进口温度，K；T2,t2-热、冷流体的出口温度，K。（2）有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2-物流相变热，J/kg；D,D1,D2-相变物流量，kg/s。对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。 对数平均温差(LMTD) 对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对

4、数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。逆流时：并流时：热长(F)热长和一侧的温度差和对数平均温差相关联。F = dt/LMTD以下四个介质的物理性质影响的传热密度、粘度、比热容、导热系数总传热系数总传热系数是用来衡量换热器传热阻力的一个参数。传热阻力主要是由传热板片材料和厚度、污垢和流体本身等因素构成。单位：W/m2 or kcal/h,m2 . 压力降压力降直接影响到板式换热器的大小，如果有较大的允许压力降，则可能减少换热器的成本，但会损失泵的功率，增加运行费用。一般情况下，在水水换热情况下，允许压力降一般在20-100KPa是可以解接受的。污垢系数

5、和管壳式换热器相比，板式换热器中水的流动是处于高湍流状态，同一种介质的相对于板式换热器的污垢系数要小的多。在无法确定水的污垢系数的情况下，在计算时可以保留10%的富裕量。计算方法热负荷可以用下式表示：Q = m cp dt Q = k A LMTDQ = 热负荷(kW)m = 质量流速(kg/s) cp = 比热(kJ/kg ) dt = 介质的进出口温度差() k = 总传热系数(W/m2 ) A = 传热面积(m2) LMTD = 对数平均温差总的传热系数用下式计算：其中：k=总传热系数(W/m2 )1 = 一次测的换热系数(W/m2 ) 2 = 一次测的换热系数(W/m2 )=传热板片的

6、厚度(m)=板片的导热系数(W/m ) R1、R2分别是两侧的污垢系数(m2 /W) 1、2可以用努赛尔准则式求得。板式换热器1.板式换热器简介板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。1板式换热器是液液、液汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积

7、为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。板式换热器广泛应用于冶金、石油、化工、食品、制药、船舶、纺织、造纸等行业，是加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板

8、、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的35倍。b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1，而管壳式换热器一

9、般为5.c.占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的25倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/51/8。d.容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。e.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.40.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.02.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。f. 价格低采用相同材料，

10、在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%60%。g. 制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。h. 容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。i. 热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。j. 容量较小是管壳式换热器的10%20%。k. 单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。l. 不易结垢由于内部充分湍动，

11、所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/31/10.m. 工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露板式换热器采用密封垫密封，工作压力一般不宜超过2.5MPa，介质温度应在低于250以下，否则有可能泄露。n. 易堵塞由于板片间通道很窄，一般只有25mm，当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时，容易堵塞板间通道。1.4板式换热器的应用场合a. 制冷：用作冷凝器和蒸发器。b. 暖通空调：配合锅炉使用的中间换热器、高层建筑中间换热器等。c. 化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。d. 冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。e. 机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷

12、却等。f. 电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等。g. 造纸工业：漂白工艺热回收，加热洗浆液等。h. 纺织工业：粘胶丝碱水溶液冷却，沸腾硝化纤维冷却等。i. 食品工业：果汁灭菌冷却，动植物油加热冷却等。j. 油脂工艺：皂基常压干燥，加热或冷却各种工艺用液。k. 集中供热：热电厂废热区域供暖，加热洗澡用水。l. 其他：石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用。1.5板式换热器选型时应注意的问题1.5.1 板型选择板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。确定板型时

13、不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。1.5.2 流程和流道的选择流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。一般情况下，将若干个流道按并联或串联的费那个是连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到最佳的传热效果。因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算

14、。由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。1.5.3 压降校核在板式换热器的设计选型使，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。返回板式换热器概述该厂生产的BR型板式换热器，具有换热效率高，物料流阻损失小，结构紧凑，温度控制灵敏、操作弹性大，装拆方便，使用寿命长等特点，是目前国内最先进的高效节能换热设备。我厂生产的板式换热器产品，可处理的物料非常广泛，从普通的工业用水，到高粘度的液体，从卫生要求较高的食品液体、医药物料到具有一定腐蚀性的酸碱液体，从含颗粒粉体的液态物料到含少量纤维的悬浮液体均可采用板式换热器

15、处理。可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、热力回收等场合。如冷却发电机组和整流器内循环；用于冶金矿山等机械润滑油；液压站、蛋液、食用油的杀菌消毒，啤酒、葡萄酒的杀菌处理；用于轻纺工业、造纸行业中的余热回收；收集冷凝水，集中供热；汽改水暧；锅炉除氧系统中的中间换热等。目前已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、轻纺、造纸、船舶和集中供热等工业部门。结构原理可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片

16、进行热交换。板式换热器的设计特点1、高效节能：其换热系数在30004500kcal/m2Ch，比管壳式换热器的热效率高35倍。2、结构紧凑：板式换热器板片紧密排列，与其他换热器类型相比，板式换热器的占地面积和占用空间较少，面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。3、容易清洗拆装方便：板式换热器靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗，同时由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢。4、使用寿命长：板式换热器采用不锈钢或钛合金板片压制，可耐各种腐蚀介质，胶垫可随意更换，并可方便在、拆装检修。5、适应性强：板式换热器板片为独立元件，可按要求随意增减流程，形式多样；可适用于各种

17、不同的、工艺的要求。6、不串液，板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄露，介质总是向外排出。板式换热器的应用范围板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门，可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况化学工业制造氧化钛、酒精发酵、合成氨、树脂合成、制造橡胶、冷却磷酸、冷却甲醛水、碱炭工业、电解制碱。钢铁工业冷却淬火油，冷却电镀用液、冷却减速器润滑油、冷却轧制机、拉丝机冷却液。冶金行业铝酸盐母液的加热和冷却，冷却铝酸钠，炼铝轧机润滑油冷却。机械制造业各种淬火液冷却，冷却压力机、工业母机润滑油，加热发动机用油

18、。食品工业制盐，乳品，酱油，醋的杀菌、冷却，动植物油加热、冷却，啤酒生产中啤酒、麦芽汁的加热冷却，制糖，明胶浓缩，杀菌、冷却，制造谷氨酸钠。纺织工业各种废液热回收，沸腾磷化纤维的冷却，冷却粘胶液，醋酸和酸醋酐的冷却，冷却碱水溶液，粘胶丝的加热和冷却。造纸工业冷却黑水，漂白用盐、碱液的加热、冷却，玻璃纸废液的热回收，加热蒸煮酸，冷却氢氧化钠水溶液，回收漂白张纸的废液，排气的凝缩，预热浓缩纸浆似的废液。集中供暖热电厂废热区域供暖，加热生活用水，锅炉区域供暖油脂工业加热、冷却合成洗涤剂，加热鲸油，冷却植物油，冷却氢氧化钠，冷却甘油、乳化油。电力工业发电机轴泵冷却，变压器油冷却。船舶柴油机，中央冷却器

19、，卸套水冷却器，活塞冷却器，润滑油冷却器，预热器，海水淡化系统（包括多级及单级）其他医药、石油、建陶、玻璃、水泥、地热利用等。热交换器清洗维护转述热交换器经过长时间运行，不可避免的出现了水垢、锈蚀问题， 腐蚀：热交换器的冷却、冷冻水未经处理有极强的腐蚀性，如将普通钢片或铁钉放入水中，几天后就会出现铁锈，放置时间越长则锈蚀越严重。设备内壁常因腐蚀造成锈渣脱落，甚至于穿孔，脱落的锈渣会堵塞盘管，使换热效果下降；同时腐蚀的存在使设备的使用寿命大为缩短。 结垢：管道内溶于水中的无机盐结晶析出，在冷凝器等换热面管壁上形成水垢，导致热交换效率降低，制冷效果下降，严重时下降30%。同时硬垢增加，则用电量上升

20、，严重时增加35%。生物粘泥：由于水的泥土、泥沙、腐殖物形成污垢，加上细菌、藻类等微生物及其分泌物形成的生物粘泥，严重时造成管路堵塞；而污垢、粘泥会影响热交换效率，多耗电能，造成高压运行，严重时造成超压停机。所有这些严重地影响了热交换器的正常运行。所以热交换器系统出现水垢、锈蚀、淤泥、细菌和藻类问题将直接导致换热能力减弱，使用寿命缩短、运行可靠性降低、能耗提高导致运行费用增加。为使热交换器系统在最优化状态下运行，就必须对热交换器的冷却水和冷冻水系统进行专门的化学药物处理：清除水垢、锈蚀、粘泥、杀菌和防腐蚀处理，意义在于：节约能源、降低运行成本。在热交换器的蒸发器和冷凝器传热过程中，污垢直接影响

21、着传热效率和设备的正常运行，热交换器运行结果表明，未进行清洗的热交换器运行一段时间后用电消耗将增加10-30% 延长使用寿命，减少设备折旧使用费。减少事故停机，改善制冷效果。清洗可去除污泥，使管路畅通，水质清澈。同时除垢、防垢，提高了冷凝器、蒸发器的热效率，从而避免了高压运行超压停机现象，提高了冷冻水流量，改善了制冷效果，使系统安全高效运行。为用户节约大量维修费：未经处理的热交换器，则会出现管道堵塞、结垢、腐蚀，超压停机直至发生事故，如热交换器因腐蚀泄漏、溶液污染，则需更换铜管，更换溶液，维修主机，一般需维修费2-5万元。而经过处理后，既可减少维修费用，又可延长设备使用寿命，还能为业主减少几十

22、万几百万的损失。 为使热交换器系统在最优化状态下运行，就必须对热交换器系统的水系统进行专门的化学药物处理：清除水垢、锈蚀、粘泥、杀菌和防腐蚀处理：1、化学清洗杀菌：加入化学清洗剂和杀菌剂、将系统内的浮锈、垢、油污、细菌和藻类清洗分散排出，还原成清洁的金属表面；2、日常养护：加入缓蚀阻垢剂，避免金属生锈，防止钙镁离子结晶沉淀。板式换热器在集中供热系统中的应用汇总系统类型方 式板式换热器类型用户对板式换热器的需求蒸汽锅炉及供热系统蒸汽供热汽-水供暖非对称型,宽流道耐温耐压两种热介质供热水凝结水水预热对称型,常规汽-水供暖非对称型,耐温耐压省煤器烟气-水给水板壳式,耐压耐腐蚀低压力降空气预热器烟气-

23、 空气空气预热板壳式,耐温耐腐蚀低压力降热水锅炉及供热系统热水供热水-水供暖对称型,常规热力站水-水供暖对称型,常规热电厂及供热系统低压给水加热器汽-水锅炉给水非对称型,宽流道高压给水加热器汽-水非对称型,耐温耐压省煤器烟气-水给水预热全焊式,耐温,低压力降,耐腐蚀空气预热器烟气-空气空气预热全焊式,耐温,低压力降,耐腐蚀热网加热器汽-水热网供水非对称型热力站水-水二次网供水对称型,常规燃气油锅炉及供热系统热水供应水-水供暖对称型,常规燃气热电冷联供排气热回收器烟气热水供暖,制冷板壳式,耐温,耐压,耐腐蚀蓄热式电锅炉及供热系统蒸汽供热汽-水供暖非对称型宽流道耐温耐压热水供热水-水供暖非对称型宽

24、流道耐温耐压多种能源供热系统热力站水-水供暖对称型,常规板式换热器安装及操作规程换热器安装 1 、板式换热器的两块压紧板上有 4 个吊耳，供起吊时用，吊绳不得挂在接管、定位横梁或板片上。 2 、换热器周围要留有 1 米 左右的空间，以便于检修。3 、冷热介质进出口接管之安装，应严格按照出厂铭牌所规定方向连接，否则，换热器性能将受到影响。 4 、安装管路时，应在管路上配齐阀门、压力表、温度计，流量控制阀应装在换热器进口处，在出口处应装排气阀。 5 、设备管道里面要清理干净，防止砂石焊渣等杂物进入换热器，造成堵塞。 6 、当使用介质不干净，有较大颗粒或长纤维时，进口处应装有过滤器。 7 、换热器连

25、接管道安装焊接时，应将电焊地线搭在焊接处，严禁将地线搭在远处，使电流回路通过换热器而造成损坏。 使用投产前准备 1 、设备使用前应检查夹紧螺栓是否松动，按照说明书应紧到尺寸 A 保证所有螺栓均匀一致。 2 、使用前按 1.25 倍的操作压力分到进行水压试验，保压二十分钟无泄漏方可投产。 3 、本设备使用前用清自来水进行 20 分钟左右清洗循环即可了。 4 、在管路系统中应设有放气阀开启后应排出设备中空气防止空气停留在设备中，降低传热效果。 5 、冷热介质进出口接管之安装，应严格按出厂铭牌所规定方向连接。否则，没能发挥设备最佳性能。 6 、本设备用于食品、制药投产前将每只螺栓松开，将每板片用棕刷

26、清洗干净，应按照流程进行均匀组装完毕。 82 o 90 o 热水进行 10 20 分钟循环消毒，立即起动物料泵，使冷却物料把板片内剩余水全部顶出，直至完全是物料即可生产了。 板式换热器操作规程 1 、开始运行操作时，如两种介质压力不一样，要先应缓慢打开低压侧阀门，然后开入高压侧阀门。 2 、停车运行时应缓慢切断高压侧流体，再切断低压流体，请注意这样做将大大有助于本设备之使用寿命。 3 、设备应在本产品规定的工作温度、压力范围下操作。超温超压可能破坏密封性能造成泄漏。禁止操作时猛烈冲击。 板式换热器的清洗和维护 1 、一般情况可不解体清洗，用水以与介质流动反方向冲洗，可冲出杂物，但压力不得高于工

27、作压力，也可用对不锈钢无腐蚀性的化学清洗剂清洗。 2 、如长时间使用，板片会有一定的沉积物结垢而影响换热效果，因此须定期拆洗。拆洗时将换热器解体，用棕刷洗刷板片表面污垢，也可用无腐蚀性的化学清洗剂洗刷。注意不得用金属刷洗刷，以免损伤板片影响防腐能力。 3 、拆装方法： A 、普通式换热器：松开压紧螺栓，按顺序解体清洗后，严格按图纸流程顺序用工艺螺栓（即等于定位螺栓和压紧螺栓 1.5 倍长的螺栓，长出部分均为螺纹，直径与定位螺栓和压紧螺栓相同，由用户自行加工）。组装压紧，再换上定位螺栓均匀压紧到不泄漏，压紧尺寸不得小于尺寸 A 。 B 、悬挂式换热器：松开螺栓后，将活动压紧板向支架一端移去。然后

28、将每块板片移开分别洗刷后照原样装回压紧至不泄漏。 4 、换热器使用一定时间后，如有松动泄露，可再均匀压紧螺栓至不泄漏，但如压紧到小于尺寸 A 时或密封垫老化，则必须对密封垫进行更换。 5 、更换密封垫的方法，拉下旧垫片，用汽油浸泡密封槽内剩余胶水，清洗干净，干燥后，再在槽内和密封垫背面薄薄涂上一层 801 强力胶，将密封垫嵌入槽内，四周均匀压紧， 72 小时后方可组装使用。 板式换热器的优点简要说明：特点：板式换热器具有传热效率高，结构紧凑，占地面积小、操作灵活、应用范围广、热损失小、安装拆卸方便、使用寿命长等特点详细介绍： 特点：板式换热器具有传热效率高，结构紧凑，占地面积小、操作灵活、应用

29、范围广、热损失小、安装拆卸方便、使用寿命长等特点，在相同压力降的情况下，其传热系数是列管换热器的35倍，占地面积为列管换热器的1/3，金属消耗量只有列管换热器的2/3，两种介质的传热平均温差可以小至1，热回收效率可达99%以上，因些板式换热器是一种高效、节能、节约材料、节约投资的先进热交换设备。应用：应用于矿山、冶金、机械、化工、电力、石油、船舶、医药、轻纺、造纸、食品、核工业和海洋开发及热电联产集中供热等领域，可满足各类冷却、加热、冷凝、浓缩、消毒和余热回收等工艺的需要。技术优势：（1）板片进口分流区：板片进口分流区设计有流线引导槽，它具有拉近不同流道上的流动阻力差的作用，使得流体在板片换热

30、区域均匀分布，从而避免了流量分配不均匀和流动死角所带来的热效率下降，点蚀和结垢等弊端。在较大的板片上还增加了顺等势线均压槽，形成了近乎完美的均流作用的网格状进口分流区。（2）采用燕尾式槽形状的板片悬挂在导杆上，使基能沿上导杆前后自由滑动。定位使板片上下左右定位准确。最新设计的燕尾槽折边使得板片夹紧时能自动相互锁住，从面保证所有的板片在任何安装条件下都能准确地对齐。（3）密封垫引进了世界先进的生产工艺，并采用日本JSR株式会社所提供的原料制造而成，具有良好的承压、耐温性能和很长的使用寿命。其独特的设计的网状形截面能大大增强密封性。密封槽两侧都有连续分布的侧边一侧为直边，另一侧为不规则流纹状侧边，

31、使密封垫在板片上固定更加牢固，不易因压力波动等原因而滑出密封槽。换热器的保养（转载）即使是板式换热器，也会在一年中的使用过程中出现问题，需要维修，尤其是它的密封件，要看看它是否已松动。本文将介绍板式换热器维护保养时的注意事项。板式换热器是流程工业设备中热交换技术中一个重要部件。在各个板式散热片之间进行密封的弹性密封垫（见表1）是一种易损件，并且在自然条件下也是一种易于老化的零件。它的使用寿命对于板式换热器的使用寿命有着重要的影响。如果这些密封热硬化了，失去了原有的弹性，则可导致换热器无法正常工作。下列因素对弹性密封垫的使用寿命有着重要影响：换热器的工作方式（连续的还是不连续的）散热的介质和使用

32、的清洁剂的腐蚀性最高工作温度最高工作压力由于过大的压力和不均衡的压力而使弹性密封垫的应力较大自然老化弹性密封垫的软化与压力和温度有关，当密封垫失去弹性后，换热器会出现滴漏。在某些产品中，为了解决因密封垫老化而引起的滴漏现象，允许对换热器进行密封性能调节，即再次拧紧组合板式换热器的螺栓，调节各个换热器之间的弹性密封垫的压紧力，解决滴漏问题。在有这种功能的换热器的铭牌上，一般都给出了允许最大和最小应力。对于新的换热器片组，应使用最小的允许应力进行连接固定。视每组换热器片的数量多少，可以一次或者多次调整换热器的拧紧力，每次拧紧时，可以将螺母拧进去3mm，并在拧紧过程中始终注意调节片的应力情况，而且，

33、只允许对无工作压力的换热器，在室温条件下进行拧紧力的调整，防止滴漏。对于在铭牌中没有给出应力调节范围的板式换热器，一般在零件图中给出了应力数值，在拧紧这类板式换热器时，拧紧力矩无论如何不应低于图纸规定的数值，因为它与板式换热器的组装质量、组装变形有关。在拧紧力矩达到规定数值的要求时，则可有计划地对弹性密封垫进行更换。对于在重要的生产设备中和腐蚀介质中使用的板式换热器，建议有一套备用的密封件。仓库温度18时，在透明塑料包装中，板式换热器的密封件可保存3年左右。密封件的固定原则上，密封件的固定分为粘接固定和非粘接固定两大类。密封垫的形状应与板式换热器密封处的形状保持一致。必须指出的是粘接式的固定方

34、法不对密封功能产生任何作用。非粘接密封对准：将密封圈放置到位放入：使密封圈正确地进入密封槽中压紧：在密封槽中，有横截面逐渐减小的槽形结构，以便使密封圈正确定位粘接式密封根据密封垫的使用目的和密封质量要求，可使用不同生产厂家的调和式密封胶和非调和式密封胶。在进行粘接之前，应使用蒸汽气流彻底地清除粘接面残留的粘接剂和残留的密封垫。对于调和式密封胶粘接来讲，必须用火烧尽板式换热器结合面上的残留粘接剂和残留密封垫。在大批量进行粘接时，应准备冷冻密封件的液氮池，准备好为带有密封垫的板式换热器进行干燥处理的加热炉，加热温度应达160，如果有条件，应对板式换热器进行化学清理，以保证彻底清除残留在板式换热器结

35、合面中的粘接件的密封垫。可以根据板式换热器的蜂室观察孔来了解密封垫的安装是否正确。板式换热器的结合面应使用化学清洁剂清理(例如利用丙酮)。同样，也必须利用化学清洁剂清除粘接在密封垫上的软化剂和防粘连涂层。将粘接剂涂抹在各个粘接结合面的中部。视密封垫的宽度，粘接剂的宽度约为一根火柴的宽度，然后用毛刷将粘接剂在整个粘接表面涂抹均匀，以便充分利用整个结合面。根据粘接剂的种类不同，等待一定的通风干燥时间，然后放入密封垫，将各个板式换热器叠放在一起，用拉紧螺杆拉紧，或者用重物压放在叠放的换热器组上。根据粘接剂的种类不同，硬化时间约为820小时。对于调和式粘接剂，则必须进行螺杆拉紧和炉内加热硬化。粘接的和

36、非粘接密封的优缺点对比请参见表2。清理和清洁通常，人们是通过流程设备冷态运动时的滴漏或者停车冷却过程中的滴漏来发现换热器密封件失效的，有些板式换热器具有二次调节的功能，允许在出现小量滴漏时可以再次将换热器片组拧紧。从而增加各个密封垫之间的应力，短时间内解决滴漏现象。在新组装的换热器中，可以使用较大的组合长度尺寸，当出现滴漏后，再拧紧各组板式换热器，使用较长的组合长度尺寸。最大组合长度尺寸和最小组合长度尺寸一般都可在热交换器的铭牌中看到。需注意的是：不能小于最小组合长度尺寸。当组合后的换热器达到最小组合长度尺寸仍出现滴漏时，说明密封垫必须需要改换了。AKK工业服务有限责任公司是一家板式换热器调试

37、服务的专业企业，为各流程企业的板式换热器进行维护保养服务。在与不同的流程工业用户的合作中，AKK公司开发了自己独特的、有效的、费用低廉的热交换器，换热器、清理、检验和橡胶密封件更换技术。其橡胶件更换技术的主要步骤为：1、 回用性能的检验和检测。在怀疑有锈蚀的情况下对换热器及管道的壁厚进行检查。2、 清除老化的密封件，根据不同的污垢，采用与Haug化学有限责任公司共同研制的酸碱清洗池进行化学清洗，被清洗零部件的表面不会受到化学介质（例如汽油）的腐蚀侵害。3、 在进行化学清洗之后，用高压吹净装置彻底地清除残留在板式换热器等表面的化学介质。4、 各换热器板涂以荧光测试剂，在紫外光的照射下检查是否有细

38、小的裂纹和腐蚀孔，并重新清洗干净。另外，还要着重检查密封槽的情况，必要时进行修整。5、 对于粘接式密封垫，将彻底清除残留的物质，使用调和式粘接胶重新粘接，重新组合的换热器片组在专用夹具中夹紧，使粘接剂固化；在保温炉中加热保温，以达到最佳的粘接效果。对于非粘接式密封垫，则采用不同的装置将密封垫固定在散热片中。6、 对各个板式散热片的粘接位置和粘接质量进行检验，按安装顺序进行分类，然后对板式散热片组进行认真仔细的组装。按照上述方法进行更换后，板式换热器的性能将如同新的一样。结束语： 在流程工业设备中，板式换热器是一种安全性要求很高的设备，当密封垫损坏后，出现的外滴漏是可见的。热交换器、换热器等一开

39、始都会出现轻微的滴漏，在压力冲击较大的流程设备中，则可能因密封垫的损坏而出现较大的泄漏。在强大的压力冲击下，有时可将密封垫离开板式换热器正确的安装位置，严重时甚至从换热器中脱出。在这种情况下，必须马上停止设备的工作，使换热器在无压力的情况下冷却到室温。如果在压力冲击的作用下密封垫已经变形，则它不能再恢复原来的形状、位置，必须更换新的密封垫。如果没有备用的密封垫，必须从整个板式换热器组中取下受损密封垫两侧的散热片，然后对剩余散热片的密封垫结合面进行检查。在考虑重新组合的换热器组的应力和尺寸的条件下，重新进行加压紧固。必须严格按照使用说明书中的要求安装剩余的换热器片，为了保证剩余的换热器有足够的应

40、力以抵抗负载，必须将原来各片允许承受的应力乘以原来的换热器片数，所得的积再除以当前剩余换热器的片数，得到现在每个换热器片必须承受的组装应力数值。板式换热器的污堵与清洗及其对能耗的影响1 引言微电子工业的不断发展，在冷却水使用方面，不仅用量变得越来越大，同时对冷却水的可靠性、安全性和稳定性也提出了严格的要求，用量的增大，必然导致能耗的上升，随着当今能源的日益紧俏，如何选择高效节能的换热器以及如何确保换热器运行过程的节能降耗。已成为能源管理者们义不容辞的责任。本工作针对板式换热器污堵后的能耗增加问题，分析污堵产生的原因，探索如何清除换热器污堵以及如何提高换热效率的可行性方法。2 板式换热器的特点及

41、工作原理2.1 板式热交换器的特点板式热交换器是一种新型高效的换热设备，它具有传热效率高、结构紧凑、占地面积小，易于安装得优点，并且可根据不同的工艺要求，非常方便地组合成任意流量形式，因而它被广泛应用石油、化工、冶金、机械、轻工、食品、医药、电力、涂装、供热等工业领域，近年来在微电子行业的冷却水、纯水和超纯水系统中也被广泛采用。2.2 板式热交换器的工作原理板式热交换器的工作是通过传热机理进行的，根据热力学定律，热量总是由高温物体自发地专传向低温物体。当两种流体存在温度差时，就必然有热量进行传递，两种存在温度差的流体在受迫对流传热过程中，由于板式换热器的换热片表面采用瓦楞波结构优化设计，使其热

42、交换率达到92%以上，即使流体流速在雷诺准数值以下，流体在板片之间的运动亦呈三维运用，促使流体形成剧烈紊动，减少边界层热阻，强化传热效率。图1（a）和图1（b）分别是冷媒流体（冷冻水）和工作流体（冷却循环水）的换热片。比较图1（a）和图1（b）可以看出，冷媒流体换热片与工作流体换热片，实际上是同一换热片经过180的旋转，使其瓦楞波结构在冷媒流体侧朝上排列，低温度的冷冻水从换热片的下面进入，通过瓦楞波结构的换热片换热后温度升高，从换热器的上面流出，而在工作流体侧则恰好相反，瓦楞波结构是朝下排列的，温度较高的冷却水从换热片的上面进入，通过瓦楞波结构的换热片换热后温度降低，从换热片的下面流出，这样就

43、完成了冷却水的整个热交换过程，然而当冷媒流体为高温热水，工作流体为温度较低的冷水时，则必须使工作流体从换热器的下面进入，设置瓦楞波结构的目的是流道比较均匀，另外流体经过瓦楞波结构流动时总是朝着边缘流动，这样可以减少边缘效应，防止污垢在边缘处积累和沉降，而管式换热器则难以避免这一问题。3 换热器的热阻由于冷冻水（冷媒流体）与循环冷却水（工作流体）不是直接接触的，它们是通过换热片将循环冷却水的热量传给冷冻水，此时较高温度的循环冷却水的温度降低成为低温流体，当换热片两侧的流体为恒温传热时，它包括了三个过程：1）循环冷却水（工作流体）流动过程中把热量传到换热片壁上的对流传热过程；2）穿过换热片的导热过

44、程；3）由另一侧的换热片壁把热量传给冷冻水（冷媒流体）的对流传热。在上述式（1）、式（2）中：F1表示工作流体（冷却循环水）一侧传热面积m2；F2表示冷媒来体（冷却循环水）一侧传热面积m2；Fm表示换热片的平均面积m2；表示换热片的厚度m；为换热片材质的导热系数W（m2K）-1；a1、a2分别为工作流体侧和冷媒流体侧的导热系数W（m2K）-1；R和RF则分别表示工作流体侧的污垢热阻和冷媒流体侧的污垢热阻。比较式（1）和式（2）可知，有污垢时的热阻式（2）增加了工作流体（循环冷却水）一侧的污垢热阻R和冷媒流体（冷冻水）一侧的污垢热阻RF两项热阻。这就使得整个换热器的热传导效率下降，能耗增加，因此

45、在换热器的实际运行中，必需设法控制换热片表面不形成污垢，或者及时清除换热片表面已经形成的污垢，以利节能。4 水垢的形成及危害冷却水在热交换过程中，由于冷媒流体（冷冻水）吸收了工作流体（冷却水）的热量，使其温度上升，此时原来溶于水中的Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2在温度的作用下析出CO2生成微溶于水的CaCO3和MgCO3。由于CaCO3和MgCO3的溶解度随温度的上升而下降，从水中结晶析出，当这些结晶物不断地沉积于换热器表面，便形成了很硬的水垢，其反应如下：Ca（HCO3）2=CaCO3+CO2+H2OMg（HCO3）2=MgCO3+CO2+H2O水垢的主要危害是降低交换器的换热效率，

46、造成能耗的增加，此外当水垢出现在工作流体（冷却水）侧时，会引起冷却水的流量不足和压力降低，严重时造成停产。Kotz发现，冷凝管中的水垢厚度在0.3mm时，其热交换的效率降低21%，表1列出的是换热器管壁水垢厚度与热交换效率的关系，由表1可以看到，当水垢厚度达到1.6mm，其热损失高达75%以上，这表明水垢对热交换器的性能影响是相当严重的，为了能使热交换器工作性能正常，定期进行清洗，彻底清除水垢是必要的。5 换热器的污堵与清洗板式换热器使用一段时间后，由于水垢的形成、细菌的滋生以及瘀泥的沉积等共同作用，会使换热器发生污堵后，换热效率下降，冷媒耗量明显增加，此时通过正确的清洗方式可使其恢复原有性能。然而板式换热器由于构造上的特殊性，其维修、清洗和部件