板式换热器是一种高效换热器,由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成。以下是对板式换热器的详细介绍:
板式换热器通过将需要传递热量的流体分别流过换热器中的两端,使得两种流体之间发生热传导,从而实现热量的转移。具体来说,热量由热质流体(如蒸汽)经板式传导给冷质流体(如水),使二者温度发生变化。
板片与波纹:板式换热器的板片被设计成波纹形式,增加了散热面积,提高了传热效率。同时,波纹形态也提高了流体的强制对流传热效果。
密封与压紧:可拆卸板式换热器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。
组成部件:板式换热器基本组成结构包括板式换热器板片、板式换热器密封垫片、固定压紧板、活动压紧板、夹紧螺栓、上导杆、下导杆以及后立柱等。此外,板式换热器成套设备还包括平衡槽、离心式卫生泵、热水装置(包括蒸汽管路、热水喷入器)、支架以及仪表箱等。
主要型式: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。
其他分类:
根据单位空间内的换热面积的多少,板式换热器属于紧凑式换热器,与管壳式换热器相比占地较小。
根据工艺用途的不同,又有板式加热器、板式冷却器、板式冷凝器、板式预热器等不同的叫法。
根据流程组合,分为单程板式换热器和多程板式换热器。
根据两种介质的流动方向,分为顺流(并流)板式换热器、逆流板式换热器、交叉流(横流)板式换热器。
按照流道的间隙大小,分为常规间隙板式换热器和宽间隙板式换热器。
按照是否是成套产品,可分为单机板式换热器和板式换热器机组。
优点:
换热效率高,热损失小。
结构紧凑轻巧,占地面积小,单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍。
应用广泛,使用寿命长。
容易改变换热面积或流程组合,适应性强。
重量轻,价格低,制作方便。
容易清洗,散热损失小。
缺点:
结构特性导致需使用橡胶密封垫,密封周边长,老化问题需注意。
承压能力有限,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。
流道狭窄,容易堵塞,需要定期清理。
流体阻力较大,处理量相对较小。
板式换热器在多个领域有广泛应用,包括但不限于:
制冷:用作冷凝器和蒸发器。
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。
化学工业:纯碱工业、合成氨、酒精发酵、树脂合成冷却等。
冶金工业:铝酸盐母液加热或冷却、炼钢工艺冷却等。
机械工业:各种淬火液冷却、减速器润滑油冷却等。
电力工业:高压变压器油冷却、发电机轴承油冷却等。
造纸工业:漂白工艺热回收、加热洗浆液等。
纺织工业:粘胶丝碱水溶液冷却、沸腾硝化纤维冷却等。
食品工业:果汁灭菌冷却、动植物油加热冷却等。
油脂工艺:皂基常压干燥、加热或冷却各种工艺用液。
集中供热:热电厂废热区域供暖、加热洗澡用水等。
此外,板式换热器还应用于石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用、太阳能利用等领域。
在选型时,需要根据实际情况综合考量多个因素,包括换热面积、传热系数、对数平均温差、污垢系数等。换热面积的计算公式为:换热面积=换热量/换热系数/对数平均温差/污垢系数。其中,换热量可通过建筑面积和采暖热指标(即热负荷)来计算。传热系数是板式换热器选型计算中的关键参数,它受到换热器自身结构的影响,针对不同的流道和板片,都有各自的经验公式来估算。
综上所述,板式换热器具有诸多优点和广泛的应用领域。在选型和使用过程中,需要综合考虑多个因素以确保其正常运行和高效性能。