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江南官方网站 换热器按结构分类及各类型换热器简介(下)

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  板式换热器由薄金属板压制的板片组装而成。板片是传热元件,一般由0.6~0.8mm的金属板 压制成波纹状,波纹板片上贴有密封垫圈。板片按设计的数量和顺序安放在固定压紧板和活动压紧板之 间,然后用压紧螺柱和螺母压紧,上、下导杆起着定位和导向作用。固定压紧板、活动压紧板、导杆、螺 柱、螺母、前支杆可统称为板式换热器的框架。众多的板片、垫片可称为板束。

  2. 总传热系数高,另外不会出现像管壳式换热器那样的旁路流。于是板式换热器的总传热系数约为管壳式换热器的3~5 倍。

  3. 占地面积小 用于同一工况下的板式换热器的占地面积,约为管壳式换热器的五分之一左右,这是由于板式换热器的总传热系数高,减小了换热面积,本身紧凑,单位体积内的换热面积,约为管壳式换热器的2倍,又不需附加的检修场地。

  4. 多种介质换热 在一台板式换热器中,只要设置中间隔板,就可以进行多种介质的换热,这一特点是管壳式换热器难以达到的。乳品、饮料行业中,利用板式换热器这样个优点,在一台设备中实现加热、杀菌、热回收,减少设备台位,方便了操作。

  5. 对数平均温差大 冷、热流体,在板式换热器的板间流动,是平行的流动,且一般可以设计成为逆流的方式,因此温差修正系数高于管壳式换热器以错流为主的流动方式的温差修正系数,其结果使得对数平均温差大于管壳式换热器。

  6. 末端温差小 末端温差是指-流体入口温度与另一流体出口温度之差。板式换热器的流道是相互平行的,一程内的流体(程内有多个流道)虽然流量分配并不上分均匀,但程与程之间不会有短路、旁路等现象,对此,流体在流道内的运动不会有任何影响末端温差的现象。对水-水换热而言,板式换热器的末端温差可低达1~2℃而管壳式换热器甚至难以使流体末端温差达到5℃以下。

  7. 使用方便 只要拆下压紧螺柱,即可取出板片或移开板束,于是清洗、维修(更换板片、垫片),增加或减少板片(即增减换热面积),更改流程组合都十分方便。

  板式换热器的每张板片上都有一个由弹性材料制造的密封垫圈,密封周边很长,密封系统刚性差、结构特殊,特别是在导流区的二道密封处,支承薄弱,又离压紧螺柱较远,得不到足够的压紧力,所以承受不了较高的工作压力。虽然目前的产品能达到2.5MPa,但不是所有产品都可在2.5MPa下工作。对于单板面积小,且单机内安装的板片数量又不太多时,则可以达到较高的工作压力,否则要低于2.5MPa,制造厂将在具体的产品上,给出实际使用的操作压力数值。

  板式换热器的工作温度,决定于密封垫圈材料所能承受的温度。橡胶类垫圈,不同的胶种,有其相应的工作温度范围,但均不超过200℃;石棉垫圈的最高工作温度为250~260℃。3. 含固体的介质

  由于板间流道的平均间隙为3~5mm,且流道曲折多变,当换热介质中含有较大的颗粒或纤维时,流道很容易堵塞。所以对这样的换热场合,要在换热器的入口装过滤器,或选择特殊的大间隙板式换热器。

  板翅式换热器,通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层,称为通道,将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来,钎焊成一整体便组成板束,板束是板翅式换热器的核心。

  传热效率高,由于翅片对流体的扰动使边界层不断破裂,因而具有较大的换热系数;同时由于隔 板、翅片的厚度很薄,具有高导热性,所以使得板翅式换热器可以达到很高的效率。

  紧凑,由于板翅式换热器具有扩展的二次表面,使得它的比表面积可达到1000--2500m2/m3

  适性强,板翅式换热器可适用于:气气、气液、液-液、各种流体之间的换热以及发生集态变化 的相变换热。通过流道的布置和组合能够适应:逆流、错流、多股流、多程流等不同的换热工况。通过单元间串联、并联、申并联的组合可以满足大型设备的换热需要。工业上可以定型、批量生产以降低成本,通过积木式组合扩大互换性。

  螺旋板换热器,是由两张平行的金属板卷制成两个螺旋形通道,冷热流体之间通过螺旋板壁进行换热的换热器。螺旋板换热器有可拆的和不可拆的两种型式。

  传热性能好。等截面单通道不存在流动死区,定距柱及螺旋通道对流动的扰动降低了流体的临界雷 诺数,水水换热时螺旋板式换热器的传热系数最大可达3000W/(m2·K);

  自洁能万强、不易污塞。螺旋通道一般为等截面矩形,若通道内的流体速度设计合理,则非纤维状 的杂物难以在螺旋板表面存留。螺旋板式换热器的污垢热阻仅为管壳式换热器污垢热阻的70%左右。

  散热损失小。热流体可以通过中心接管直接进入螺旋板式换热器的内部,且两侧螺旋通道端面易于 采用保温措施,使螺旋板式换热器散发于环境的热损失很小。

  传热温差小。在螺旋板式换热器中,冷热流体一般按逆流操作,对于同一换热面积,螺旋板的长度 可以通过板宽的调整在较大的范围内变化。冷热流体的出口温度能够精确地人为控制,冷热流体温差的最小值仅为2℃左右,因此能充分利用低温热源。

  温差应力小。在螺旋板式换热器中,若传热系数为定值,冷热流体温度沿螺旋板板长方向呈线性变 化。由于螺旋通道为一整体,内部不存在温度的突变区,螺旋板的热胀冷缩量就被螺旋体的通道间隙均匀吸收。当冷热流体的温差达到200℃左右,螺旋板式换热器仍然不需要设置热胀冷缩所需要的零部件。

  结构紧凑。螺旋板式换热器和板式换热器是紧凑式换热器的典型代表。其单位体积的传热面积比管 壳式换热器大得多。

  尽管螺旋体的内部焊有很多定距柱,提高了螺旋体的承压能力,但螺旋板的直径较大,厚度较小,每一圈均承受压力,当两通道的压差达到一定程度时(也即达到或接近临界压力时),螺旋板就会被压瘪而丧失稳定性。目前,各国生产螺旋板式换热器的最高工作压力为4.0MPa。当设计压力超过.6MPa时,螺旋体的最大直径也限于2000mm左右。

  检修难度大。螺旋板式换热器虽然不易泄漏,但由于结构上的限制,一旦产生泄漏就很难查找和维 修(对不可拆螺旋板式换热器),往往只能整台报废。因此对具有腐蚀性介质时,应选用耐腐蚀性能好的材料制造。

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