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水中杂质对换热器的危害
       1、以离子或分子状态溶解于水中的杂质危害

       a、钙盐类 在水中的主要构成有Ca(HCO3)2、CaCl2、CaSO4、CaSiO3等。钙盐是造成换热器结垢的主要成分。其中,CaSO4是一种质硬、结晶细密的水垢,结构松散,附着力小,是一种比较松软的泥渣,从水中分离出来的具有流动性,即使附着在受热面上也容易清除。

       b、镁盐 在水中的主要构成有Mg(HCO3)、MgCl2、MgSO4等。镁溶解在水中后,在受热分解后生成Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2也是泥渣式水垢。溶解在水中的MgCl2、MgSO4,在水pH<7时,由于水解作用会造成金属壁的酸性腐蚀。

        c、钠盐 主要构成有NaCl、Na2SO4、NaHCO3等。NaCl不生成水垢,但在水中有游离氧存在,会加速金属壁的腐蚀;Na2SO4的含量过高,会在蒸发器后的附件上结盐,影响安全运行;水中的NaHCO3在温度和压力的作用下会分解出NaCO3、NaOH、CO2,会使金属晶粒受损。

       2、溶解氧气体的危害

   换热器发生腐蚀的原因很多,但腐蚀最严重的、速度最快的还是氧气。在原子次序表上,铁的电位在氢之上,在不含氧的中性水中,系统金属表面的铁原子失去电子成二价的离子(Fe-2e→Fe2+),Fe2+离子和水中的OH-离子在静电引力作用下结合[Fe2++2OH-→Fe(OH)2],并在水中建立下列平衡:

                      Fe2++2OH-=Fe(OH)2

    当水中有氧气存在时,Fe(OH)2被进一步氧化成不溶性的氢氧化铁沉淀出来:

                    4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓

    由于Fe(OH)3沉淀,使阳极周围的铁离子转入水溶液,加速了腐蚀的进行。

从上面的反应可以看出,水和氧是受腐蚀的必要条件,阳极部位是受腐蚀的部位,阴极部位是腐蚀生成物堆集的部位。当腐蚀在整个金属表面基本均匀地进行时,腐蚀的速度就不会很快,所以危害性不大,这种腐蚀称为全面腐蚀。当腐蚀集中于金属表面的某些部位时,则称为局部腐蚀。局部腐蚀的速度很快,容易锈穿,坑蚀在换热器中是常见的局部腐蚀,所以危害性很大。

       3、以胶体状态存在在的杂质对换热器的危害

       a、铁化合物 主要成分是Fe2O3,它会生成铁垢。当水中含有铁化合物较多时,水常呈黄色。

       b、微生物 由于空调冷却循环水的水温、溶解氧、营养物等对微生物提供了有利于繁殖的条件,微生物将大量滋生繁殖。微生物来源于土壤和空气中,冷却循环水的温度较高时,经过冷却塔曝气,含氧量增加,在水中往往投加磷酸盐等药剂,正好是微生物的养料,冷却塔又大都设于露天,日光照射利于藻类生长,微生物的繁殖不但阻塞板片通道,有时还会堵塞管路,还会使金属腐蚀。

      c、污泥 冷却循环水中的污泥,来源于空气中的尘土及补充水中的悬浮物。空气和水在对流交换过程中,大量空气在塔内接受循环水喷淋,使尘土进入水中,逐渐沉积在流速较低的换热器中。

      d、粘垢 主要是微生物的分泌物与水中泥沙、腐蚀产物、菌藻残骸粘结而成,它们常常附着在换热器壁面上,产生各种有机酸,这种酸也会引起腐蚀。

因此,换热器流体水质要求非常重要,在运行管理中,应加强重视,配备一些必要的防垢、防腐设备,延长设备的使用寿命。

换热器在CIP清洗系统的应用

来源:广州热尔热工设备有限公司 2011-8-9
 

换热器作为一种间接加热设备,被广泛运用在食品生产企业的产品加热、冷却、消毒等工艺中。结合换热器自身的特性及优势, 板式换热器应用在食品行业的使用工况——CIP清洗工艺中清洗液的加热具有很大性能价格比。我们可以通过换热器在啤酒厂CIP清洗的成功应用来论证这个观点。

啤酒厂CIP清洗的工艺情况和换热器使用情况:
1、使用蒸汽加热清洗液,保证清洗液的温度,保证清洗效果,具体为:
使用压力为0.6MPa的饱和蒸汽,将进口温度为10℃,流量为38吨/小时的清洗液,加热至80℃,被加热的清洗液主要用于管道冲洗使用并且不再回收;二次侧的清洗液,时而含有硝酸(体积比1.2%),时而含有碱(浓度3.0-5.0%)。
2、原换热器的使用情况为:
原来啤酒厂CIP清洗系统使用板式换热器,换热面积为3m2,需要15分钟能将7吨清洗液从10℃加热至80℃。

试分析一下换热器在CIP清洗系统中使用的优势:
1、 在汽(气)-水工况中换热系数高。
换热器独特的板片结构,使换热过程中的蒸汽能够充分的释放热量,冷凝温度较低。同样被加热液体也能够充分的吸收热量,减少了热量的损失。
2、 保证清洗液清洗温度恒定。
CIP清洗工艺,需要为清洗液提供合适的温度,来提高清洗效果。因为清洗液的温度32-85OC之间,每提高 10OC,清洗效果增加1.6倍。换热器作为CIP清洗系统的外置换热器,能够做到对清洗液的瞬间加热,从而保证清洗液工艺管道中循环时的温度,确保清洗效果。
3、 体积小,重量轻。
板式换热器换热系数高,提高了换热过程中单位面积的换热效率,使用很小的换热面积就能够满足需求。体积小可以和管道直接连接,不需要任何土建基础,减少了土建的投资费用和占地费用,节约了前期建设的投资。
4、 全不锈钢结构,强度高,耐腐蚀。
板式换热器使用全部316L不锈钢材质,这种材质对现在CIP清洗过程中所使用的硝酸和氢氧化钠,有很强的耐腐蚀性。这种结构,在使用过程中不用考虑材质的疲劳极限,在整个使用过程中不需要任何配件的更换,大大节约了维护成本。
从安全角度看,全不锈钢结构安全性高。由于316L不锈钢材质耐腐蚀性强,在酸碱液的工况中使用安全系数高。
5、 及时高效的为生产服务。
板式换热器可以随时为CIP中的热水冲洗、杀菌提供所需要的、适合的温度的热水,方便生产企业对需要热水消毒设备的生产需要,比在罐中直接加热,具有更安全高效的特点。
6、 使用寿命长,结垢倾向低。
板式换热器设计寿命高达10年,换热器的结垢倾向低,减少维护费用。
通过以上分析,可以看出板式换热器在CIP清洗系统应用优势非常明显,能够安全、及时、高效、节能的为生产服务。
 

板式换热器密封面腐蚀影响

来源:广州热尔热工设备有限公司 2012-8-22
 

  板式换热器是大型焊接的压力容器设备,长期经受高温、高压的工作环境,其设计、制造、维修都需严格遵守各种规程,针对目前换热器法兰经常刺漏现象,本文提出以下几点解决方法。

1.中转站换热器浮动管板的边部换热管距密封面距离小,受焊接热影响作用大,在焊接换热管过程中容易使换热器浮动管板产生焊接变形变化,影响密封面的密封程度。在浮头管板上焊接换热管时,为了减少焊接时引起法兰密封面变形,可将浮头盖法兰(不焊封头)及钩圈用螺栓上紧,法兰面与管板对记号。若在此基础上增加其他钢性固定,减少焊接时热影响区内的焊接变形。

2.现场发生换热器换热管漏失时,因换热器壳程内结垢、锈蚀难以将损坏的换热管抽出更新热管。建议将固定管板与换热器筒体法兰焊为一体,即在筒体上焊上盲法兰,盲法兰上开孔眼穿换热管,这样可以减少设计上造成的漏点数量。用此方法,在发生多根换热管泄漏,影响过流面积和换热面积时,割开法兰更换全部的管程。

3.法兰连接的注意事项。法兰连接时应注意:①法兰与筒体组装前,要用角尺对筒体端面进行检查,端面倾斜尺寸不能大于1 5mm;②法兰与筒体组装时,要用法兰弯尺检查法兰的垂直度;③固定管板与换热管组装时,同样也要用法兰弯尺检查固定管板与换热管及折流板的垂直度;④法兰与法兰连接时密封面应保持平行。

4.板式换热器由于耐油石棉橡胶板垫子存在诸多不利因素,建议使用金属垫片作为法兰密封垫。因为金属垫片的密压比为110MPa,比3mm厚的橡胶石棉板垫片整整大10倍(现已经采用金属垫片,使用效果很好)。法兰垫片不应有疙瘩、裂缝、凸坑、皱纹、毛刺等缺陷,特别不能有径向刻痕,不允许使用斜垫片和双垫片,安装垫片时,必须处理法兰密封面上一切影响密封的缺陷。

板式热交换器用材料钛及不锈钢

来源:广州热尔热工设备有限公司 2012-5-26
 

  板式热交换器用钛非合金化钛,重量轻,密度4.51,能自然生成钝化保护膜(Ti2O3),且如果一旦被破坏,具有“自愈性”,故耐蚀性比不锈钢好,是适合含氯介质(Cl-浓度>200mg/L,温度≤130℃)的典型材料。在不超过120℃的海水和其他氯化物(如CaCl2)溶液中,实际上不受腐蚀。一般,可用于135℃以下的海水和165℃以下各种浓度的盐水(NaCl)。钛在沸点以下的有机酸(如浓硝酸、浓碳酸等)和稀碱液中,耐蚀性能也良好。钛在H2SO4、HCl、HF和王水等中的耐蚀性较差。在高温(120℃以上)的某些浓氯化物溶液(如PH>7、氯化物浓度>200mg/L的废水)中,也可能引起缝隙腐蚀或应力腐蚀。此时,应选用钛-钯合金。

  板式热交换器用材904L、SUS890L型不锈钢这是一种兼顾了价格与耐蚀性的高性价比的奥氏体不锈钢,其耐蚀性好,特别适合一般的硫酸、磷酸等酸类和卤化物(含Cl-、F-)。由于Cr、Ni、Mo含量较高,故具有良好的耐应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀性能。在含氯介质中的适用条件。

板式换热器常见的故障

来源:广州热尔热工设备有限公司 2011-8-30
 

板式换热器最容易出现的故障基本可以分为以下四点进行分析:

1、主要表现为渗漏(量不大,水滴不连续)和泄漏(量较大,水滴连续)。外漏出现的主要部位为板片与板片之间的密封处、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片与压紧板内侧。

2 、串液:主要特征为压力较高一侧的介质串入压力较低一侧的介质中,系统中会出现压力和温度的异常。如果介质具有腐蚀性,还可能导致管路中其它设备的腐蚀。串液通常发生在导流区域或者二道密封区域处。

3、 压降大:介质进、出口压降超过设计要求,甚至高出设计值许多倍,严重影响系统对流量和温度的要求。在供暖系统中,若热侧压降过大,则一次侧流量将严重不足,即热源不够,导致二次侧出温度不能满足要求。

4 供热温度不能满足要求:主要特征是出口温度偏低,达不到设计要求。

水中杂质对换热器的危害

来源:广州热尔热工设备有限公司 2009-12-22
 

  1、以离子或分子状态溶解于水中的杂质危害

  a、钙盐类 在水中的主要构成有Ca(HCO3)2、CaCl2、CaSO4、CaSiO3等。钙盐是造成换热器结垢的主要成分。其中,CaSO4是一种质硬、结晶细密的水垢,结构松散,附着力小,是一种比较松软的泥渣,从水中分离出来的具有流动性,即使附着在受热面上也容易清除。

  b、镁盐 在水中的主要构成有Mg(HCO3)、MgCl2、MgSO4等。镁溶解在水中后,在受热分解后生成Mg(OH)2沉淀,Mg(OH)2也是泥渣式水垢。溶解在水中的MgCl2、MgSO4,在水pH<7时,由于水解作用会造成金属壁的酸性腐蚀。

  c、钠盐 主要构成有NaCl、Na2SO4、NaHCO3等。NaCl不生成水垢,但在水中有游离氧存在,会加速金属壁的腐蚀;Na2SO4的含量过高,会在蒸发器后的附件上结盐,影响安全运行;水中的NaHCO3在温度和压力的作用下会分解出NaCO3、NaOH、CO2,会使金属晶粒受损。

  2、溶解氧气体的危害

换热器发生腐蚀的原因很多,但腐蚀最严重的、速度最快的还是氧气。在原子次序表上,铁的电位在氢之上,在不含氧的中性水中,系统金属表面的铁原子失去电子成二价的离子(Fe-2e→Fe2+),Fe2+离子和水中的OH-离子在静电引力作用下结合[Fe2++2OH-→Fe(OH)2],并在水中建立下列平衡:

Fe2++2OH-=Fe(OH)2

当水中有氧气存在时,Fe(OH)2被进一步氧化成不溶性的氢氧化铁沉淀出来:

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓

由于Fe(OH)3沉淀,使阳极周围的铁离子转入水溶液,加速了腐蚀的进行。

从上面的反应可以看出,水和氧是受腐蚀的必要条件,阳极部位是受腐蚀的部位,阴极部位是腐蚀生成物堆集的部位。当腐蚀在整个金属表面基本均匀地进行时,腐蚀的速度就不会很快,所以危害性不大,这种腐蚀称为全面腐蚀。当腐蚀集中于金属表面的某些部位时,则称为局部腐蚀。局部腐蚀的速度很快,容易锈穿,坑蚀在换热器中是常见的局部腐蚀,所以危害性很大。

3、以胶体状态存在在的杂质对换热器的危害

a、铁化合物 主要成分是Fe2O3,它会生成铁垢。当水中含有铁化合物较多时,水常呈黄色。

b、微生物 由于空调冷却循环水的水温、溶解氧、营养物等对微生物提供了有利于繁殖的条件,微生物将大量滋生繁殖。微生物来源于土壤和空气中,冷却循环水的温度较高时,经过冷却塔曝气,含氧量增加,在水中往往投加磷酸盐等药剂,正好是微生物的养料,冷却塔又大都设于露天,日光照射利于藻类生长,微生物的繁殖不但阻塞板片通道,有时还会堵塞管路,还会使金属腐蚀。

c、污泥 冷却循环水中的污泥,来源于空气中的尘土及补充水中的悬浮物。空气和水在对流交换过程中,大量空气在塔内接受循环水喷淋,使尘土进入水中,逐渐沉积在流速较低的换热器中。

d、粘垢 主要是微生物的分泌物与水中泥沙、腐蚀产物、菌藻残骸粘结而成,它们常常附着在换热器壁面上,产生各种有机酸,这种酸也会引起腐蚀。

因此,换热器流体水质要求非常重要,在运行管理中,应加强重视,配备一些必要的防垢、防腐设备,延长设备的使用寿命。

板式换热器的主要应用领域

来源:广州热尔热工设备有限公司 2009-12-27
 

石油工业
●各种油品的加热及冷却 ●塔顶气体的冷凝、冷却 ●工厂冷却水、循环水系统
●天然气体净化、工厂气体净化 ●工作酸性水处理 ●余热回收
发电站>>
●循环水冷却 ●冲洗冷却剂冷却 ●传动油冷却 ●压缩机冷却
●发动机冷却 ●柴油发电机站热量回收 ●蒸气机冷却 ●气轮机冷却
造纸工业>>
●废水冷却 ●清洗水冷却 ●废水蒸发 ●热回收系统
纺织工业>>
●纺织清洗剂热量回收 ●毛料清洗液加热 ●染料厂废液热回收 ●水溶液冷却
无机化学>>
●各种酸、碱、盐的加热、冷却、蒸发、冷凝 ●各种浓度的碱液及电解液的加热冷却
●硫酸、氯饱和冷剂、氢氧化钠、氢气、氧气、碳酸盐水的冷却 ●脱盐工艺、热回收装置
船用和发动机>>
●中央冷却 ●润滑油冷却 ●活塞冷却剂冷却 ●传动油冷却
●重燃料油预热 ●柴油预热 ●海水升温
暖通空调>>
●区域供热中心 ●底楼加热 ●处理水加热 ●游泳池加热
●热泵站 ●热回收站 ●加热水预热 ●地热站
●太阳能站 ●空调站中央冷却系统
有机化学>>
●甲醛、甲醇、乙醇 ●各种中间品的加热、冷却 ●人造纤维工业、丙烯腈纤维
●各种聚合物的加热冷却闭路冷却水、吸收(洗涤) ●各种传热液体
食品工业>>
● 各种食品、饮料、果汁、啤酒等加工过程中的加热、冷却、蒸发、希菌、结晶
食用油加工>>
●食用油加热 ●食用油冷却 ●脂肪酸冷却
冶金工业
●铸模冷却 ●连铸机冷却 ●液压油冷却
●焦化厂水冷却 ●浮液冷却 ●氨浴液冷却
●压缩机冷却剂冷却 ●进料水冷却 ●机器冷却剂冷却
●炼铝厂、氧化铝厂、炼铜厂之闭路冷却系、洗涤液冷却器、电解液冷却器 ●炉水冷却
精细化工>>
●农药、染料、涂料的生产 ●各种添加剂 ●生物制器 ●化妆品
制药工业>>
●乳液冷却 ●悬浮液加热 ●血浆加热 ●柠檬酸加热
●各种药液、纯水加热、冷却、冷凝、杀菌
机电工业>>
●机器冷却 ●乳液冷却 ●液压油冷却 ●润滑油冷却
●窑炉水冷却 ●传动油冷却 ●酸洗池、磷化作业线加热
表面处理>>
●电解液冷却 ●油漆冷却 ●电镀液冷却 ●除油剂加热
●磷化液加热
汽车工业>>
●淬火油冷却 ●油漆冷却 ●磷酸盐处理液冷却

 

                                                        换热器设计和选型
 1 概述
      
      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嫂换热器。各扳片之间形成许多小流通断面的流道,通过扳片进行热量交换。它与常规的壳管式换热器相比,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。在适用范围内有取代壳管式换热器的趋势。国外自60年**始,应用已非常普遍。国内板式换热器的应用远不及国外,这与人们对扳式换热器的了解程度、使用习惯及国内产品的水平有关。70年代,我国板式换热器大多用在食品、轻工、机械等部门;帅年代初期,扩大到民用建筑的集中供热;80年代中期,随着高层建筑集中空调的增多和空调制冷设备产品的更新换代,在空调制冷领域里的应用已 。
      
      板式换热器型式主要有框架式(可拆卸式)和钎焊式两大类。扳片形式主要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板共三种。国外 的生产厂家有瑞典Alfa—la~a(阿法拉伐)、s (舒瑞普)、德国GEA公司、英国APV公司、日本Hisaka(日阪制作所)等,国内生产厂家主要有兰州化工机械厂、上海化工机械二厂、北京华都换热设备厂、永大换热器厂、广州热尔热工设备有限公司等。
      
      2 板式换热器的特点
      
      2.1 板式换热器与壳管式换热器的比较
      
      (1)传热系数高。由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂流道,使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺效(~般Re=50~200)下产生紊流,所以传热系数高,一般认为是壳管式的3~5倍。
      
      (2)对数平均温差大,末端温差小。在壳管式换热器中,两种流体分别在壳程和管程内流动,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,其修正系数通常在0 95左右。此外.冷、热液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,对水一水换热可低于1。c,而壳管式换热器一般为5。c。
      
      (3)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壳管式的2—5倍,也不象壳管式那样要预留抽出管柬的检修场地,因此实现同样的换热量,扳式换热器占地面积约为壳管式换热器的1/5—1/10。
      
      (4)容易改变换热面积或流程组合。只要增加或减少几张板片,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,而壳管式换热器的传热面积几乎不可能增减。
      
      (5)重量轻。板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm,壳管式换热器的换热管厚度为2.0--2.5mm,壳管式的壳体比扳式换热器的框架重得多,板式换热器一般只有壳管式重量的1/5左右。
      
      (6)价格低。采用相同材料,在相同换热面积下.板式换热器价格比壳管式约低40% ~60%。
      
      (7)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,壳管式换热器一般采用手工制作。
      
      (8)容易清洗。框架式板式换热器只要松动压紧螺挂,即可板开板柬,卸下板片进行机械清洗,在需要经常清洗设备的场合使用十分方便。
      
      (9)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,不需要保温措施。而壳管式换热器热损失大,则必需保温。
      
      (10)容量较小。是壳管式换热器的10% ~20%。
      
      (11)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。
      
      (12)不易结垢。由于内部水流湍急,不易结垢,其结垢系数仅为管式换热器的1/3~1/10。
      
      (13)板式换热器采用密封垫密封,工作压力一般不宜超过2.5MPa,介质温度应低于250~C以下,否则有可能泄漏。
      
      (14-)由于板片间通道很窄,一般只有2—5mm,当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时,容易堵塞。
      
      2.2 国产板式换热器与国外板式换热器产品比较举例
      
      产地 SWEP公司 国内厂家
      
      结榆形式 垫片式.钎焊式 垫片式
      
      品种 53种 10种左右
      
      单片换热面积 0.012-3.37 0.1-2.0
      
      板材 AISa304、AISI316、钛钯合金 AISa304为主
      
      SMO254哈氏合金
      
      板厚(mm) 0.3—0.5 0.7—1.0
      
      K值(kcal.m2.h.℃) 40OO一8000 2000一4000
      
      流量( m3/h) 1800 1000
      
      垫片材料 NBR.EPDN .VTTON.PTFE NBR.EPDM
      
      工作温度(℃) 垫片式:≤265,钎焊式:≤ 225 垫片式:≤170
      
      工作压力(bar) 垫片式:≤20.钎焊式:≤30 ≤16
      
      板纹 拼装板 人字型
      
      板纹组台 6种 3种
      
      3 板式换热器设计选型爰使用中应注意的问题
      
      3.1 板式换热器设计计算中应注意的一些问题
      
      板式换热器传热计算基本公式为:Q=KFΔtm ,式中:Q为换热量(W) ,Q=G(i1一i2 ),G为质量流量(kg/s),i1 、i2为流体进、出口的焓值。
      
      (2)K为传热系数( W/m2℃),K=(1/ac +1/ah+Rp+Rh+ Rco1+ Rco2)-1
      
      其中ab.ah 为热、冷流体侧换热系数(W/m2·℃),当给定流速w时,可根据厂家提供的准则关系式得出;Rp为板片热阻( m2.℃/W);Rh、Rc为热、冷流体侧污垢热阻(m2.℃/w);
      
      Rco1、Rco2为涂层热阻(m2.℃/W)。
      
      (3)F为有效传热面积(m2 ),如样本未特殊注明,均指成型板减去导流、密封等部分的面积,不是设想的展平面积。K和 a均以此面积为基准。
      
      (4)△tm 为有效传热面积温差(℃),△tm=Ψ△t N,因为温差修正系数,它随玲、热流体相对流动方向的不同而异。△t N 为对数平均温差。在利用上式进行设计和校核计算时,应注意以下几个主要参数的取值问题:
      
      3.1.1 △tm值
      
      由于国内外厂家在板形设计上有差异,一次成型工艺水乎有区别,导致分流均匀程度不同,故换热效率有高低之分。据有关资料介绍,国外板式换热器的最小对数平均温差标准规定为1℃,而我国为3℃,但许多厂家已突破这一点,据说可以达1.5℃,即△tm=2℃。这样可以减少换热面积,节省换热设备投资,但相应地要提高空调系统末端设备的型号,又增加了投资。因此,温差的选取,应进行综合技术经济分析.但对冷冻水系统而言,应控制在1.5~2℃范围内。
      
      3.2.2 水流速W
      
      据有关资料介绍,换热面积的多少与速度的0 6~0.9次幂成正比.而功率消耗则与速度的3次幂成正比。可见,低速可以节能,减少运行费用。但过分低的流速将导致传热系
      
      数的大幅度下降,换热面积的增加,初投资加大。因此,从理论上讲,板式换热器应存在一个 流速问题,即在此流速下其初投资和运行费用最小。经实践证明,一般水流速控制
      
      在0.2~0.6m/s为宜。对于高温水的集中供热系统,一般外网留给换热站的允许压降为30—50kPa.所在板式换热器的计算中,一次侧热媒侧流速应控制在0.2~0.4m/s的范围内。
      
      3.1.3 污垢热阻R
      
      板式换热器的污垢热阻,比普通的壳管式换热器的污垢热阻小,这主要是由于传热板的凹凸不平,流体在流道中易形成紊流,流体中的固体颗粒难以沉积;在结构上,壳管式换热器在壳体与折流板连接处流体有停留空间,板式换热器没有这样的停留空间;板式换热器表面光滑,有时好似镜面:由于板面薄、耐腐蚀强,不易产生沉积,板式换热器没有死区,滞留量小,可以报方便地进行拆卸清洗或化学清洗。板式换热器的污垢热阻无论在什么情况下,均不会超过0.00014m.℃/W。
      
      3.1.4 壁温计算
      
      在计算换热系数时,为了确定液体的粘度或温差,必须知道板片的壁面温度。一般壁面温度可采用试算法确定,具体步骤如下:
      
      (1)根据玲、热流体的温度,假定一侧壁温 ;
      
      (2)由准则关系式求该侧换热系数
      
      (3)由公式q。= a1(t1—tw1 )计算该侧单位面积上的换热量ql;
      
      (4)根据板片的热阻Rp用公式 :tw2=tw1-q1 Rp计算另一侧壁温 tw2;
      
      (5)由准则关系式求出另一侧换热系数a2;
      
      (6)由公式q2=a2(tw2-t2)计算另一单位面积换热量q2,如果假定的壁温正确,则应有 q1=q2;若 q1≠q2,则应重新假定壁温再进行计算,直至q1与q2基本相当为止。
      
      为了准确快速.可用计算机计算;也可用图解法计算,即假定多个壁温,把计算出的 q1与q2画成图,其中q1与q2相交点即为壁温。
      
      3.2 板式换热器选型时应注意的向题
      
      3.2.1 板型选择
      
      板片型式或波纹形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,对较大的换热站更应注意此问题。
      
      3.2.2 流程和流道的选择
      
      流程是指板式换热器内一种介质同 动方向的一组并联流道,而流道则是指板式换热器内,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**的方式连接起来,以形成冷、热介质通道的不同组合形式流程组合形式应根据换热和流体阻力,在满足工艺要求下确定。尽量使冷、热水流流道内的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相等,但在换热和辩e体阻力计算时,仍以平均流速进行计算。
      
      3.2.3 压降校核
      
      在板式换热器的设计选型时.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。一般厂家在样本中给出压降计算公式,如果生产厂家投有提供计算公式,可参照文献[1]进行计算如果工艺对压降无要求,从技术经济上考虑,对于水一水换热器的压降应不大于0.06MPa为宜。
      
      3.2.4 板式换热器用作冷凝器和燕发器时应注意的问题
      
      供热工程上用的蒸汽一热水换热器,制冷空调设备如冷水机组、热泵冷热水机组上用的水侧换热器(蒸发器、冷凝器),已往经常是用壳管式换热器。为了减少体积,提高传热
      
      效率,目前应用板式换热器的日趋增多。迄今为止,板式换热器的板型基本上是为液一液换热目的而设计的,但这种换热器不作任何改动用作冷凝器,其换热效果仍然比壳管式换热器好。近年来,国外陆续研制出若干专用的板式蒸发器和冷凝器,并已大量应用,收到了良好的效果。
      
      目前板式换热器生产厂家均未提供凝结换热和沸腾换热的准则式,在进行板式换热器的设计选型计算时可利用文献[1]提供的参考公式。但要注意以下一些问题:
      
      (1)一般玲凝和沸腾均可在一个流程中完成,因此,相变一侧经常布置成单流程,液体侧可根据需要布置成单程或多程。在暖通空调翩冷疆域,水侧一般也是单流程为多。
      
      (2)对板式冷凝器,设计时一般不要使冷凝段与过冷段并存.因为过冷段的换热效率低,如果需要过冷 原则上应单独设过冷器。
      
      (3)板式冷凝器及蒸发器设计同样存在一个允许压降问题冷凝器内压降大,会壤蒸汽的冷凝温度降低,造成对数平均温差小;蒸发器内压降大,会造成出口蒸汽过热度加大,两者都会使换热器面积加大,对换热是不利的。因此,在选择板式蒸发器时,应尽量选阻力较小的板片,且每台的板片数不宜过多;尽量使供液分配均匀。板式冷凝器应采用中间隔板向两边分掖的方法。
      
      (4)在选型时,应优先选用板式冷凝器和板式蒸发器的结构型式,在无合适型号时可选常用的一般板式换热器。
      
      (5)对使用在制冷空调设备上的板式换热器,由于制冷剂压力高,渗漏能力强,宜采用钎焊式板式换热器
      
      3.3 板式换热器使用时应注意的一些问题
      
      3.3.1 垫片
      
      对于可拆卸式板式换热器,垫片的密封性决定了整个换热器的性能。垫片经多次松开和压紧容易损坏,需要更换。垫片是用机械或粘接的方式嵌入沟槽的,当使用压缩石棉垫片时,必须在表面涂上防粘剂,以防粘在换热板槽中。
      
      3.3.2 检修
      
      板式换热器属于压力容器,必须定期检查,检查腐蚀状态,如有腐蚀,一经发现,必须修理;当腐蚀严重,不可能修复,必须更换新件。板件拆装时顺序不要搞错。此外,板式换热器应定期清洗。
      
      3.3.3 使用
      
      板式换热器尽管应用广泛,可处理的流体达200种以上,但对于每种板式换热器而言.有其特定的使用条件板式换热器一经选定,便不可随便作它用,否则会造成严重后果。如板式换热器对运行工作压力和温度有一定的限制,如果超出该范围,势必造成泄漏、腐蚀甚至爆裂等后果。
      
      4 结论
      
      目前供热、制冷空调设备及系统应用板式换热器的越来越大,已成为板式换热器的重要用户.但设计选型方法很不一致,造成有的选型过大,工程投资增加,效果也未充分发挥;有的选型偏小,造成使用效果不好.不能满足运行工况要求,甚至造成损失。本文指出的板式换热器设计选型应注意的一些问题,对于工程设计选型、设备维护保养人员兴许有一定的参考价值,还应当指出,这些问题,对于不同的板式换热器都是适用的。
      
      
 
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