網站首頁
產品目錄
資質文件
產品服務
  消息
聯繫我們

產品服務 

水中雜質對換熱器的危害
       1、以離子或分子狀態溶解于水中的雜質危害

       a、鈣鹽類 在水中的主要構成有Ca(HCO3)2、CaCl2、CaSO4、CaSiO3等。鈣鹽是造成換熱器結垢的主要成分。其中,CaSO4是一種質硬、結晶細密的水垢,結構鬆散,附着力小,是一種比較鬆軟的泥渣,從水中分離出來的具有流動性,即使附着在受熱面上也容易清除。

       b、鎂鹽 在水中的主要構成有Mg(HCO3)、MgCl2、MgSO4等。鎂溶解在水中后,在受熱分解後生成Mg(OH)2沉澱,Mg(OH)2也是泥渣式水垢。溶解在水中的MgCl2、MgSO4,在水pH<7時,由於水解作用會造成金屬壁的酸性腐蝕。

        c、鈉鹽 主要構成有NaCl、Na2SO4、NaHCO3等。NaCl不生成水垢,但在水中有游離氧存在,會加速金屬壁的腐蝕;Na2SO4的含量過高,會在蒸發器后的附件上結鹽,影響安全運行;水中的NaHCO3在溫度和壓力的作用下會分解出NaCO3、NaOH、CO2,會使金屬晶粒受損。

       2、溶解氧氣體的危害

   換熱器發生腐蝕的原因很多,但腐蝕最嚴重的、速度最快的還是氧氣。在原子次序表上,鐵的電位在氫之上,在不含氧的中性水中,系統金屬表面的鐵原子失去電子成二價的離子(Fe-2e→Fe2+),Fe2+離子和水中的OH-離子在靜電引力作用下結合[Fe2++2OH-→Fe(OH)2],並在水中建立下列平衡:

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

    當水中有氧氣存在時,Fe(OH)2被進一步氧化成不溶性的氫氧化鐵沉澱出來:

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

    由於Fe(OH)3沉澱,使陽極週圍的鐵離子轉入水溶液,加速了腐蝕的進行。

從上面的反應可以看出,水和氧是受腐蝕的必要條件,陽極部位是受腐蝕的部位,陰極部位是腐蝕生成物堆集的部位。當腐蝕在整個金屬表面基本均勻地進行時,腐蝕的速度就不會很快,所以危害性不大,這種腐蝕稱為全面腐蝕。當腐蝕集中于金屬表面的某些部位時,則稱為局部腐蝕。局部腐蝕的速度很快,容易鏽穿,坑蝕在換熱器中是常見的局部腐蝕,所以危害性很大。

       3、以膠體狀態存在在的雜質對換熱器的危害

       a、鐵化合物 主要成分是Fe2O3,它會生成鐵垢。當水中含有鐵化合物較多時,水常呈黃色。

       b、微生物 由於空調冷卻循環水的水溫、溶解氧、營養物等對微生物提供了有利於繁殖的條件,微生物將大量滋生繁殖。微生物來源於土壤和空氣中,冷卻循環水的溫度較高時,經過冷卻塔曝氣,含氧量增加,在水中往往投加磷酸鹽等藥劑,正好是微生物的養料,冷卻塔又大都設于露天,日光照射利於藻類生長,微生物的繁殖不但阻塞板片通道,有時還會堵塞管路,還會使金屬腐蝕。

      c、污泥 冷卻循環水中的污泥,來源於空氣中的塵土及補充水中的懸浮物。空氣和水在對流交換過程中,大量空氣在塔內接受循環水噴淋,使塵土進入水中,逐漸沉積在流速較低的換熱器中。

      d、粘垢 主要是微生物的分泌物與水中泥沙、腐蝕產物、菌藻殘骸粘結而成,它們常常附着在換熱器壁面上,產生各種有機酸,這種酸也會引起腐蝕。

因此,換熱器流體水質要求非常重要,在運行管理中,應加強重視,配備一些必要的防垢、防腐設備,延長設備的使用壽命。

換熱器在CIP清洗系統的應用

來源:廣州熱爾熱工設備有限公司 2011-8-9
 

換熱器作為一種間接加熱設備,被廣氾運用在食品生產企業的產品加熱、冷卻、消毒等工藝中。結合換熱器自身的特性及優勢, 板式換熱器應用在食品行業的使用工況——CIP清洗工藝中清洗液的加熱具有很大性能價格比。我們可以通過換熱器在啤酒廠CIP清洗的成功應用來論証這個觀點。

啤酒廠CIP清洗的工藝情況和換熱器使用情況:
1、使用蒸汽加熱清洗液,保証清洗液的溫度,保証清洗效果,具體為:
使用壓力為0.6MPa的飽和蒸汽,將進口溫度為10℃,流量為38噸/小時的清洗液,加熱至80℃,被加熱的清洗液主要用於管道沖洗使用並且不再回收;二次側的清洗液,時而含有硝酸(體積比1.2%),時而含有碱(濃度3.0-5.0%)。
2、原換熱器的使用情況為:
原來啤酒廠CIP清洗系統使用板式換熱器,換熱面積為3m2,需要15分鐘能將7噸清洗液從10℃加熱至80℃。

試分析一下換熱器在CIP清洗系統中使用的優勢:
1、 在汽(氣)-水工況中換熱係數高。
換熱器獨特的板片結構,使換熱過程中的蒸汽能夠充分的釋放熱量,冷凝溫度較低。同樣被加熱液體也能夠充分的吸收熱量,減少了熱量的損失。
2、 保証清洗液清洗溫度恆定。
CIP清洗工藝,需要為清洗液提供合適的溫度,來提高清洗效果。因為清洗液的溫度32-85OC之間,每提高 10OC,清洗效果增加1.6倍。換熱器作為CIP清洗系統的外置換熱器,能夠做到對清洗液的瞬間加熱,從而保証清洗液工藝管道中循環時的溫度,確保清洗效果。
3、 體積小,重量輕。
板式換熱器換熱係數高,提高了換熱過程中單位面積的換熱效率,使用很小的換熱面積就能夠滿足需求。體積小可以和管道直接連接,不需要任何土建基礎,減少了土建的投資費用和佔地費用,節約了前期建設的投資。
4、 全不鏽鋼結構,強度高,耐腐蝕。
板式換熱器使用全部316L不鏽鋼材質,這種材質對現在CIP清洗過程中所使用的硝酸和氫氧化鈉,有很強的耐腐蝕性。這種結構,在使用過程中不用考慮材質的疲勞極限,在整個使用過程中不需要任何配件的更換,大大節約了維護成本。
從安全角度看,全不鏽鋼結構安全性高。由於316L不鏽鋼材質耐腐蝕性強,在酸碱液的工況中使用安全係數高。
5、 及時高效的為生產服務。
板式換熱器可以隨時為CIP中的熱水沖洗、殺菌提供所需要的、適合的溫度的熱水,方便生產企業對需要熱水消毒設備的生產需要,比在罐中直接加熱,具有更安全高效的特點。
6、 使用壽命長,結垢傾向低。
板式換熱器設計壽命高達10年,換熱器的結垢傾向低,減少維護費用。
通過以上分析,可以看出板式換熱器在CIP清洗系統應用優勢非常明顯,能夠安全、及時、高效、節能的為生產服務。
 

板式換熱器密封面腐蝕影響

來源:廣州熱爾熱工設備有限公司 2012-8-22
 

  板式換熱器是大型焊接的壓力容器設備,長期經受高溫、高壓的工作環境,其設計、製造、維修都需嚴格遵守各種規程,針對目前換熱器法蘭經常刺漏現象,本文提出以下幾點解決方法。

1.中轉站換熱器浮動管板的邊部換熱管距密封面距離小,受焊接熱影響作用大,在焊接換熱管過程中容易使換熱器浮動管板產生焊接變形變化,影響密封面的密封程度。在浮頭管板上焊接換熱管時,為了減少焊接時引起法蘭密封面變形,可將浮頭蓋法蘭(不焊封頭)及鉤圈用螺栓上緊,法蘭面與管板對記號。若在此基礎上增加其他鋼性固定,減少焊接時熱影響區內的焊接變形。

2.現場發生換熱器換熱管漏失時,因換熱器殼程內結垢、鏽蝕難以將損坏的換熱管抽出更新熱管。建議將固定管板與換熱器筒體法蘭焊為一體,即在筒體上焊上盲法蘭,盲法蘭上開孔眼穿換熱管,這樣可以減少設計上造成的漏點數量。用此方法,在發生多根換熱管洩漏,影響過流面積和換熱面積時,割開法蘭更換全部的管程。

3.法蘭連接的注意事項。法蘭連接時應注意:①法蘭與筒體組裝前,要用角尺對筒體端面進行檢查,端面傾斜尺寸不能大於1 5mm;②法蘭與筒體組裝時,要用法蘭彎尺檢查法蘭的垂直度;③固定管板與換熱管組裝時,同樣也要用法蘭彎尺檢查固定管板與換熱管及折流板的垂直度;④法蘭與法蘭連接時密封面應保持平行。

4.板式換熱器由於耐油石棉橡膠板墊子存在諸多不利因素,建議使用金屬墊片作為法蘭密封墊。因為金屬墊片的密壓比為110MPa,比3mm厚的橡膠石棉板墊片整整大10倍(現已經採用金屬墊片,使用效果很好)。法蘭墊片不應有疙瘩、裂縫、凸坑、皺紋、毛刺等缺陷,特別不能有徑向刻痕,不允許使用斜墊片和雙墊片,安裝墊片時,必須處理法蘭密封面上一切影響密封的缺陷。

板式熱交換器用材料鈦及不鏽鋼

來源:廣州熱爾熱工設備有限公司 2012-5-26
 

  板式熱交換器用鈦非合金化鈦,重量輕,密度4.51,能自然生成鈍化保護膜(Ti2O3),且如果一旦被破坏,具有“自愈性”,故耐蝕性比不鏽鋼好,是適合含氯介質(Cl-濃度>200mg/L,溫度≤130℃)的典型材料。在不超過120℃的海水和其他氯化物(如CaCl2)溶液中,實際上不受腐蝕。一般,可用於135℃以下的海水和165℃以下各種濃度的鹽水(NaCl)。鈦在沸點以下的有機酸(如濃硝酸、濃碳酸等)和稀碱液中,耐蝕性能也良好。鈦在H2SO4、HCl、HF和王水等中的耐蝕性較差。在高溫(120℃以上)的某些濃氯化物溶液(如PH>7、氯化物濃度>200mg/L的廢水)中,也可能引起縫隙腐蝕或應力腐蝕。此時,應選用鈦-鈀合金。

  板式熱交換器用材904L、SUS890L型不鏽鋼這是一種兼顧了價格與耐蝕性的高性價比的奧氏體不鏽鋼,其耐蝕性好,特別適合一般的硫酸、磷酸等酸類和鹵化物(含Cl-、F-)。由於Cr、Ni、Mo含量較高,故具有良好的耐應力腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕性能。在含氯介質中的適用條件。

板式換熱器常見的故障

來源:廣州熱爾熱工設備有限公司 2011-8-30
 

板式換熱器最容易出現的故障基本可以分為以下四點進行分析:

1、主要表現為滲漏(量不大,水滴不連續)和洩漏(量較大,水滴連續)。外漏出現的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封洩漏槽部位以及端部板片與壓緊板內側。

2 、串液:主要特征為壓力較高一側的介質串入壓力較低一側的介質中,系統中會出現壓力和溫度的異常。如果介質具有腐蝕性,還可能導致管路中其它設備的腐蝕。串液通常發生在導流區域或者二道密封區域處。

3、 壓降大:介質進、出口壓降超過設計要求,甚至高出設計值許多倍,嚴重影響系統對流量和溫度的要求。在供暖系統中,若熱側壓降過大,則一次側流量將嚴重不足,即熱源不夠,導致二次側出溫度不能滿足要求。

4 供熱溫度不能滿足要求:主要特征是出口溫度偏低,達不到設計要求。

水中雜質對換熱器的危害

來源:廣州熱爾熱工設備有限公司 2009-12-22
 

  1、以離子或分子狀態溶解于水中的雜質危害

  a、鈣鹽類 在水中的主要構成有Ca(HCO3)2、CaCl2、CaSO4、CaSiO3等。鈣鹽是造成換熱器結垢的主要成分。其中,CaSO4是一種質硬、結晶細密的水垢,結構鬆散,附着力小,是一種比較鬆軟的泥渣,從水中分離出來的具有流動性,即使附着在受熱面上也容易清除。

  b、鎂鹽 在水中的主要構成有Mg(HCO3)、MgCl2、MgSO4等。鎂溶解在水中后,在受熱分解後生成Mg(OH)2沉澱,Mg(OH)2也是泥渣式水垢。溶解在水中的MgCl2、MgSO4,在水pH<7時,由於水解作用會造成金屬壁的酸性腐蝕。

  c、鈉鹽 主要構成有NaCl、Na2SO4、NaHCO3等。NaCl不生成水垢,但在水中有游離氧存在,會加速金屬壁的腐蝕;Na2SO4的含量過高,會在蒸發器后的附件上結鹽,影響安全運行;水中的NaHCO3在溫度和壓力的作用下會分解出NaCO3、NaOH、CO2,會使金屬晶粒受損。

  2、溶解氧氣體的危害

換熱器發生腐蝕的原因很多,但腐蝕最嚴重的、速度最快的還是氧氣。在原子次序表上,鐵的電位在氫之上,在不含氧的中性水中,系統金屬表面的鐵原子失去電子成二價的離子(Fe-2e→Fe2+),Fe2+離子和水中的OH-離子在靜電引力作用下結合[Fe2++2OH-→Fe(OH)2],並在水中建立下列平衡:

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

當水中有氧氣存在時,Fe(OH)2被進一步氧化成不溶性的氫氧化鐵沉澱出來:

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓

由於Fe(OH)3沉澱,使陽極週圍的鐵離子轉入水溶液,加速了腐蝕的進行。

從上面的反應可以看出,水和氧是受腐蝕的必要條件,陽極部位是受腐蝕的部位,陰極部位是腐蝕生成物堆集的部位。當腐蝕在整個金屬表面基本均勻地進行時,腐蝕的速度就不會很快,所以危害性不大,這種腐蝕稱為全面腐蝕。當腐蝕集中于金屬表面的某些部位時,則稱為局部腐蝕。局部腐蝕的速度很快,容易鏽穿,坑蝕在換熱器中是常見的局部腐蝕,所以危害性很大。

3、以膠體狀態存在在的雜質對換熱器的危害

a、鐵化合物 主要成分是Fe2O3,它會生成鐵垢。當水中含有鐵化合物較多時,水常呈黃色。

b、微生物 由於空調冷卻循環水的水溫、溶解氧、營養物等對微生物提供了有利於繁殖的條件,微生物將大量滋生繁殖。微生物來源於土壤和空氣中,冷卻循環水的溫度較高時,經過冷卻塔曝氣,含氧量增加,在水中往往投加磷酸鹽等藥劑,正好是微生物的養料,冷卻塔又大都設于露天,日光照射利於藻類生長,微生物的繁殖不但阻塞板片通道,有時還會堵塞管路,還會使金屬腐蝕。

c、污泥 冷卻循環水中的污泥,來源於空氣中的塵土及補充水中的懸浮物。空氣和水在對流交換過程中,大量空氣在塔內接受循環水噴淋,使塵土進入水中,逐漸沉積在流速較低的換熱器中。

d、粘垢 主要是微生物的分泌物與水中泥沙、腐蝕產物、菌藻殘骸粘結而成,它們常常附着在換熱器壁面上,產生各種有機酸,這種酸也會引起腐蝕。

因此,換熱器流體水質要求非常重要,在運行管理中,應加強重視,配備一些必要的防垢、防腐設備,延長設備的使用壽命。

板式換熱器的主要應用領域

來源:廣州熱爾熱工設備有限公司 2009-12-27
 

石油工業
●各種油品的加熱及冷卻 ●塔頂氣體的冷凝、冷卻 ●工廠冷卻水、循環水系統
●天然氣體淨化、工廠氣體淨化 ●工作酸性水處理 ●余熱回收
發電站>>
●循環水冷卻 ●沖洗冷卻劑冷卻 ●傳動油冷卻 ●壓縮機冷卻
●發動機冷卻 ●柴油發電機站熱量回收 ●蒸氣機冷卻 ●氣輪機冷卻
造紙工業>>
●廢水冷卻 ●清洗水冷卻 ●廢水蒸發 ●熱回收系統
紡織工業>>
●紡織清洗劑熱量回收 ●毛料清洗液加熱 ●染料廠廢液熱回收 ●水溶液冷卻
無機化學>>
●各種酸、碱、鹽的加熱、冷卻、蒸發、冷凝 ●各種濃度的碱液及電解液的加熱冷卻
●硫酸、氯飽和冷劑、氫氧化鈉、氫氣、氧氣、碳酸鹽水的冷卻 ●脫鹽工藝、熱回收裝置
船用和發動機>>
●中央冷卻 ●潤滑油冷卻 ●活塞冷卻劑冷卻 ●傳動油冷卻
●重燃料油預熱 ●柴油預熱 ●海水升溫
暖通空調>>
●區域供熱中心 ●底樓加熱 ●處理水加熱 ●游泳池加熱
●熱泵站 ●熱回收站 ●加熱水預熱 ●地熱站
●太陽能站 ●空調站中央冷卻系統
有機化學>>
●甲醛、甲醇、乙醇 ●各種中間品的加熱、冷卻 ●人造纖維工業、丙烯腈纖維
●各種聚合物的加熱冷卻閉路冷卻水、吸收(洗滌) ●各種傳熱液體
食品工業>>
● 各種食品、飲料、果汁、啤酒等加工過程中的加熱、冷卻、蒸發、希菌、結晶
食用油加工>>
●食用油加熱 ●食用油冷卻 ●脂肪酸冷卻
冶金工業
●鑄模冷卻 ●連鑄機冷卻 ●液壓油冷卻
●焦化廠水冷卻 ●浮液冷卻 ●氨浴液冷卻
●壓縮機冷卻劑冷卻 ●進料水冷卻 ●機器冷卻劑冷卻
●煉鋁廠、氧化鋁廠、煉銅廠之閉路冷卻系、洗滌液冷卻器、電解液冷卻器 ●爐水冷卻
精細化工>>
●農藥、染料、塗料的生產 ●各種添加劑 ●生物制器 ●化妝品
製藥工業>>
●乳液冷卻 ●懸浮液加熱 ●血漿加熱 ●檸檬酸加熱
●各種藥液、純水加熱、冷卻、冷凝、殺菌
機電工業>>
●機器冷卻 ●乳液冷卻 ●液壓油冷卻 ●潤滑油冷卻
●窯爐水冷卻 ●傳動油冷卻 ●酸洗池、磷化作業線加熱
表面處理>>
●電解液冷卻 ●油漆冷卻 ●電鍍液冷卻 ●除油劑加熱
●磷化液加熱
汽車工業>>
●淬火油冷卻 ●油漆冷卻 ●磷酸鹽處理液冷卻

 

                                                        換熱器設計和選型
 1 概述
      
      板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高嫂換熱器。各扳片之間形成許多小流通斷面的流道,通過扳片進行熱量交換。它與常規的殼管式換熱器相比,在相同的流動阻力和泵功率消耗情況下,其傳熱係數要高出很多。在適用範圍內有取代殼管式換熱器的趨勢。國外自60年**始,應用已非常普遍。國內板式換熱器的應用遠不及國外,這與人們對扳式換熱器的了解程度、使用習慣及國內產品的水平有關。70年代,我國板式換熱器大多用在食品、輕工、機械等部門;帥年代初期,擴大到民用建築的集中供熱;80年代中期,隨着高層建築集中空調的增多和空調製冷設備產品的更新換代,在空調製冷領域里的應用已 。
      
      板式換熱器型式主要有框架式(可拆卸式)和釬焊式兩大類。扳片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板共三種。國外 的生產廠家有瑞典Alfa—la~a(阿法拉伐)、s (舒瑞普)、德國GEA公司、英國APV公司、日本Hisaka(日阪製作所)等,國內生產廠家主要有蘭州化工機械廠、上海化工機械二廠、北京華都換熱設備廠、永大換熱器廠、廣州熱爾熱工設備有限公司等。
      
      2 板式換熱器的特點
      
      2.1 板式換熱器與殼管式換熱器的比較
      
      (1)傳熱係數高。由於不同的波紋板相互倒置,構成複雜流道,使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動,能在較低的雷諾效(~般Re=50~200)下產生紊流,所以傳熱係數高,一般認為是殼管式的3~5倍。
      
      (2)對數平均溫差大,末端溫差小。在殼管式換熱器中,兩種流體分別在殼程和管程內流動,總體上是錯流流動,對數平均溫差修正係數小而板式換熱器多是並流或逆流流動方式,其修正係數通常在0 95左右。此外.冷、熱液體在板式換熱器內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,對水一水換熱可低於1。c,而殼管式換熱器一般為5。c。
      
      (3)佔地面積小。板式換熱器結構緊湊,單位體積內的換熱面積為殼管式的2—5倍,也不象殼管式那樣要預留抽出管柬的檢修場地,因此實現同樣的換熱量,扳式換熱器佔地面積約為殼管式換熱器的1/5—1/10。
      
      (4)容易改變換熱面積或流程組合。只要增加或減少几張板片,即可達到增加或減少換熱面積的目的;改變板片排列或更換几張板片,即可達到所要求的流程組合,適應新的換熱工況,而殼管式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增減。
      
      (5)重量輕。板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm,殼管式換熱器的換熱管厚度為2.0--2.5mm,殼管式的殼體比扳式換熱器的框架重得多,板式換熱器一般只有殼管式重量的1/5左右。
      
      (6)價格低。採用相同材料,在相同換熱面積下.板式換熱器價格比殼管式約低40% ~60%。
      
      (7)製作方便。板式換熱器的傳熱板是採用沖壓加工,標準化程度高,並可大批生產,殼管式換熱器一般採用手工製作。
      
      (8)容易清洗。框架式板式換熱器只要鬆動壓緊螺挂,即可板開板柬,卸下板片進行機械清洗,在需要經常清洗設備的場合使用十分方便。
      
      (9)熱損失小。板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中,因此散熱損失可以忽略不計,不需要保溫措施。而殼管式換熱器熱損失大,則必需保溫。
      
      (10)容量較小。是殼管式換熱器的10% ~20%。
      
      (11)單位長度的壓力損失大。由於傳熱面之間的間隙較小,傳熱面上有凹凸,因此比傳統的光滑管的壓力損失大。
      
      (12)不易結垢。由於內部水流湍急,不易結垢,其結垢係數僅為管式換熱器的1/3~1/10。
      
      (13)板式換熱器採用密封墊密封,工作壓力一般不宜超過2.5MPa,介質溫度應低於250~C以下,否則有可能洩漏。
      
      (14-)由於板片間通道很窄,一般只有2—5mm,當換熱介質含有較大顆粒或纖維物質時,容易堵塞。
      
      2.2 國產板式換熱器與國外板式換熱器產品比較舉例
      
      產地 SWEP公司 國內廠家
      
      結榆形式 墊片式.釬焊式 墊片式
      
      品種 53種 10種左右
      
      單片換熱面積 0.012-3.37 0.1-2.0
      
      板材 AISa304、AISI316、鈦鈀合金 AISa304為主
      
      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
      
      墊片材料 NBR.EPDN .VTTON.PTFE NBR.EPDM
      
      工作溫度(℃) 墊片式:≤265,釬焊式:≤ 225 墊片式:≤170
      
      工作壓力(bar) 墊片式:≤20.釬焊式:≤30 ≤16
      
      板紋 拼裝板 人字型
      
      板紋組台 6種 3種
      
      3 板式換熱器設計選型爰使用中應注意的問題
      
      3.1 板式換熱器設計計算中應注意的一些問題
      
      板式換熱器傳熱計算基本公式為:Q=KFΔtm ,式中:Q為換熱量(W) ,Q=G(i1一i2 ),G為質量流量(kg/s),i1 、i2為流體進、出口的焓值。
      
      (2)K為傳熱係數( W/m2℃),K=(1/ac +1/ah+Rp+Rh+ Rco1+ Rco2)-1
      
      其中ab.ah 為熱、冷流體側換熱係數(W/m2·℃),當給定流速w時,可根據廠家提供的準則關係式得出;Rp為板片熱阻( m2.℃/W);Rh、Rc為熱、冷流體側污垢熱阻(m2.℃/w);
      
      Rco1、Rco2為塗層熱阻(m2.℃/W)。
      
      (3)F為有效傳熱面積(m2 ),如樣本未特殊註明,均指成型板減去導流、密封等部分的面積,不是設想的展平面積。K和 a均以此面積為基準。
      
      (4)△tm 為有效傳熱面積溫差(℃),△tm=Ψ△t N,因為溫差修正係數,它隨玲、熱流體相對流動方向的不同而異。△t N 為對數平均溫差。在利用上式進行設計和校核計算時,應注意以下幾個主要參數的取值問題:
      
      3.1.1 △tm值
      
      由於國內外廠家在板形設計上有差異,一次成型工藝水乎有區別,導致分流均勻程度不同,故換熱效率有高低之分。據有關資料介紹,國外板式換熱器的最小對數平均溫差標準規定為1℃,而我國為3℃,但許多廠家已突破這一點,據說可以達1.5℃,即△tm=2℃。這樣可以減少換熱面積,節省換熱設備投資,但相應地要提高空調系統末端設備的型號,又增加了投資。因此,溫差的選取,應進行綜合技術經濟分析.但對冷凍水系統而言,應控制在1.5~2℃範圍內。
      
      3.2.2 水流速W
      
      據有關資料介紹,換熱面積的多少與速度的0 6~0.9次冪成正比.而功率消耗則與速度的3次冪成正比。可見,低速可以節能,減少運行費用。但過分低的流速將導致傳熱系
      
      數的大幅度下降,換熱面積的增加,初投資加大。因此,從理論上講,板式換熱器應存在一個 流速問題,即在此流速下其初投資和運行費用最小。經實踐証明,一般水流速控制
      
      在0.2~0.6m/s為宜。對於高溫水的集中供熱系統,一般外網留給換熱站的允許壓降為30—50kPa.所在板式換熱器的計算中,一次側熱媒側流速應控制在0.2~0.4m/s的範圍內。
      
      3.1.3 污垢熱阻R
      
      板式換熱器的污垢熱阻,比普通的殼管式換熱器的污垢熱阻小,這主要是由於傳熱板的凹凸不平,流體在流道中易形成紊流,流體中的固體顆粒難以沉積;在結構上,殼管式換熱器在殼體與折流板連接處流體有停留空間,板式換熱器沒有這樣的停留空間;板式換熱器表面光滑,有時好似鏡面:由於板面薄、耐腐蝕強,不易產生沉積,板式換熱器沒有死區,滯留量小,可以報方便地進行拆卸清洗或化學清洗。板式換熱器的污垢熱阻無論在什麼情況下,均不會超過0.00014m.℃/W。
      
      3.1.4 壁溫計算
      
      在計算換熱係數時,為了確定液體的粘度或溫差,必須知道板片的壁面溫度。一般壁面溫度可採用試算法確定,具體步驟如下:
      
      (1)根據玲、熱流體的溫度,假定一側壁溫 ;
      
      (2)由準則關係式求該側換熱係數
      
      (3)由公式q。= a1(t1—tw1 )計算該側單位面積上的換熱量ql;
      
      (4)根據板片的熱阻Rp用公式 :tw2=tw1-q1 Rp計算另一側壁溫 tw2;
      
      (5)由準則關係式求出另一側換熱係數a2;
      
      (6)由公式q2=a2(tw2-t2)計算另一單位面積換熱量q2,如果假定的壁溫正確,則應有 q1=q2;若 q1≠q2,則應重新假定壁溫再進行計算,直至q1與q2基本相當為止。
      
      為了準確快速.可用計算機計算;也可用圖解法計算,即假定多個壁溫,把計算出的 q1與q2畫成圖,其中q1與q2相交點即為壁溫。
      
      3.2 板式換熱器選型時應注意的向題
      
      3.2.1 板型選擇
      
      板片型式或波紋形式應根據換熱場合的實際需要而定。對流量大允許壓降小的情況,應選用阻力小的板型,反之選用阻力大的板型。根據流體壓力和溫度的情況,確定選擇可拆卸式,還是釬焊式。確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片,以免板片數量過多.板間流速偏小,傳熱係數過低,對較大的換熱站更應注意此問題。
      
      3.2.2 流程和流道的選擇
      
      流程是指板式換熱器內一種介質同 動方向的一組並聯流道,而流道則是指板式換熱器內,相鄰兩板片組成的介質流動通道。一般情況下,將若干個流道按並聯或**的方式連接起來,以形成冷、熱介質通道的不同組合形式流程組合形式應根據換熱和流體阻力,在滿足工藝要求下確定。儘量使冷、熱水流流道內的對流換熱係數相等或接近時傳熱係數獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不相等,但在換熱和辯e體阻力計算時,仍以平均流速進行計算。
      
      3.2.3 壓降校核
      
      在板式換熱器的設計選型時.一般對壓降有一定的要求.所以應對其進行校核。如果校核壓降超過允許壓降,需重新進行設計選型計算,直到滿足工藝要求為止。一般廠家在樣本中給出壓降計算公式,如果生產廠家投有提供計算公式,可參照文獻[1]進行計算如果工藝對壓降無要求,從技術經濟上考慮,對於水一水換熱器的壓降應不大於0.06MPa為宜。
      
      3.2.4 板式換熱器用作冷凝器和燕發器時應注意的問題
      
      供熱工程上用的蒸汽一熱水換熱器,制冷空調設備如冷水機組、熱泵冷熱水機組上用的水側換熱器(蒸發器、冷凝器),已往經常是用殼管式換熱器。為了減少體積,提高傳熱
      
      效率,目前應用板式換熱器的日趨增多。迄今為止,板式換熱器的板型基本上是為液一液換熱目的而設計的,但這種換熱器不作任何改動用作冷凝器,其換熱效果仍然比殼管式換熱器好。近年來,國外陸續研製出若干專用的板式蒸發器和冷凝器,並已大量應用,收到了良好的效果。
      
      目前板式換熱器生產廠家均未提供凝結換熱和沸騰換熱的準則式,在進行板式換熱器的設計選型計算時可利用文獻[1]提供的參考公式。但要注意以下一些問題:
      
      (1)一般玲凝和沸騰均可在一個流程中完成,因此,相變一側經常佈置成單流程,液體側可根據需要佈置成單程或多程。在暖通空調翩冷疆域,水側一般也是單流程為多。
      
      (2)對板式冷凝器,設計時一般不要使冷凝段與過冷段並存.因為過冷段的換熱效率低,如果需要過冷 原則上應單獨設過冷器。
      
      (3)板式冷凝器及蒸發器設計同樣存在一個允許壓降問題冷凝器內壓降大,會壤蒸汽的冷凝溫度降低,造成對數平均溫差小;蒸發器內壓降大,會造成出口蒸汽過熱度加大,兩者都會使換熱器面積加大,對換熱是不利的。因此,在選擇板式蒸發器時,應儘量選阻力較小的板片,且每台的板片數不宜過多;儘量使供液分配均勻。板式冷凝器應採用中間隔板向兩邊分掖的方法。
      
      (4)在選型時,應優先選用板式冷凝器和板式蒸發器的結構型式,在無合適型號時可選常用的一般板式換熱器。
      
      (5)對使用在制冷空調設備上的板式換熱器,由於制冷劑壓力高,滲漏能力強,宜採用釬焊式板式換熱器
      
      3.3 板式換熱器使用時應注意的一些問題
      
      3.3.1 墊片
      
      對於可拆卸式板式換熱器,墊片的密封性決定了整個換熱器的性能。墊片經多次鬆開和壓緊容易損坏,需要更換。墊片是用機械或粘接的方式嵌入溝槽的,當使用壓縮石棉墊片時,必須在表面塗上防粘劑,以防粘在換熱板槽中。
      
      3.3.2 檢修
      
      板式換熱器屬於壓力容器,必須定期檢查,檢查腐蝕狀態,如有腐蝕,一經發現,必須修理;當腐蝕嚴重,不可能修復,必須更換新件。板件拆裝時順序不要搞錯。此外,板式換熱器應定期清洗。
      
      3.3.3 使用
      
      板式換熱器儘管應用廣氾,可處理的流體達200種以上,但對於每種板式換熱器而言.有其特定的使用條件板式換熱器一經選定,便不可隨便作它用,否則會造成嚴重後果。如板式換熱器對運行工作壓力和溫度有一定的限制,如果超出該範圍,勢必造成洩漏、腐蝕甚至爆裂等後果。
      
      4 結論
      
      目前供熱、制冷空調設備及系統應用板式換熱器的越來越大,已成為板式換熱器的重要用戶.但設計選型方法很不一致,造成有的選型過大,工程投資增加,效果也未充分發揮;有的選型偏小,造成使用效果不好.不能滿足運行工況要求,甚至造成損失。本文指出的板式換熱器設計選型應注意的一些問題,對於工程設計選型、設備維護保養人員興許有一定的參考價值,還應當指出,這些問題,對於不同的板式換熱器都是適用的。
      
      
 
  廣州熱爾熱工設備有限公司
 





Powered by DIYTrade.com  自助建站, 免費!