淺析板式換熱器的選型與應(yīng)用

【摘 要】本文針對板式換熱器的特點(diǎn)進(jìn)行闡述，詳細(xì)介紹了板式換熱器的選型計(jì)算與板式換熱器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】板式換熱器；選型計(jì)算；應(yīng)用

一、板式換熱器自身特點(diǎn)

（1）導(dǎo)熱速度快。我們所說的板式換熱器的板片波紋會使流體在特別低的流速下能夠發(fā)生強(qiáng)烈湍流，這種板片波紋的設(shè)計(jì)是以高度薄膜導(dǎo)熱系數(shù)為目標(biāo)，又因湍流有自凈的功能，可以防止污垢生成，因此更加提高了板式熱換器的傳熱速率。通常情況下的板式換熱器的傳熱系數(shù)基本在3000～6000W/m2℃左右，實(shí)踐和數(shù)據(jù)證明板式換熱器是管殼式換熱器面積的二分之一到四分之一就可以達(dá)到與管殼式換熱器相同的換熱功能。（2）安全系數(shù)高。為了提高板式換熱器的安全性能，在進(jìn)行安裝的時(shí)候，在板片之間著重設(shè)計(jì)兩道密封，如果發(fā)生泄露，可以通過板片上的信號孔排到外部。（3）隨機(jī)應(yīng)變。容易拆卸是板式熱換器的重要特點(diǎn)，所以用戶可以根據(jù)自己的不同需要對熱換器的板片數(shù)目和流程進(jìn)行更換，使其能夠更加因地制宜的為不同的客戶服務(wù)。（4）提高了低溫?zé)嵩吹睦眯?。在板式熱換器中的兩種介質(zhì)基本上是做逆流運(yùn)動，在一定程度上溫差最小可以達(dá)到1℃，所以利用板式換熱器來回收低溫?zé)嵩词窃俸貌贿^的設(shè)備。（5）所占空間小，易維護(hù)。由于板式換熱器的結(jié)構(gòu)比較緊湊，相應(yīng)的體積也很小，所以所占空間相對也很有限，與管殼式換熱器相比，板式換熱器只需要管殼式換熱器的二分之一甚至是三分之一，就可以達(dá)到同樣的傳熱效果。而且由于其結(jié)構(gòu)緊湊體積小，在出現(xiàn)問題或者故障的時(shí)候也可以就地維護(hù)，拆卸簡單易行，更加方便作業(yè)，節(jié)省時(shí)間。（6）阻力損失少。與管殼式換熱器相比，如果能夠合理的控制板式換熱器的流速，那么它的阻力就是可控的，可達(dá)到管殼式換熱器的三分之一以內(nèi)。（7）熱損失小。板式熱換器的結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，所以其消耗的熱能也小，板式換熱器通常條件下不需要提供保溫。（8）所需冷卻水量小。（9）投資、運(yùn)行費(fèi)用較低。在相同的條件下，板式換熱器與管殼式換熱器相比能夠做到導(dǎo)熱速度快、安全系數(shù)高等等，板式換熱器的這些特點(diǎn)不但節(jié)省其自身材料成本，同時(shí)也減少了大量的基本建設(shè)投資和動力消耗等各種費(fèi)用。

二、板式換熱器選型計(jì)算

（1）熱負(fù)荷。Q==，Q為熱負(fù)荷；qv1為熱介質(zhì)流量；qv2為冷介質(zhì)流量；p1為熱介質(zhì)密度；p2為冷介質(zhì)密度；C為熱介質(zhì)比熱容；C為冷介質(zhì)比熱容；T1為熱介質(zhì)進(jìn)口溫度；T2為熱介質(zhì)出口溫度；t1為冷介質(zhì)進(jìn)口溫度；t2為冷介質(zhì)出口溫度。（2）流量。qv1=，qv2=

。（3）對數(shù)平均溫差。△tm=，當(dāng)熱介質(zhì)的進(jìn)口溫差與出口溫差等于冷介質(zhì)的進(jìn)口溫差與出口溫差，平均溫差為：△tam=。（4）換熱面積。F=，u為污垢系數(shù)；K為總傳熱系數(shù)。（5）換熱器流道內(nèi)介質(zhì)流速：W=，qv為液體介質(zhì)流量；A為一對板片之間形成換熱流道的橫截面積；N為每一流程內(nèi)的流道數(shù)，N=，n為板片總數(shù)，M為流程數(shù)。（6）流程組合。板式換熱器多流程組裝時(shí)，可用表達(dá)式表示其流程數(shù)和每一流程內(nèi)的流到數(shù)。其中，M1為熱流道流程數(shù)；M2為冷流道流程數(shù)；N1為熱流道每一流程內(nèi)的流道數(shù)；N2為冷流道每一流程內(nèi)的流道數(shù)。

三、板式換熱器的應(yīng)用實(shí)例

（1）硅整流工序。在硅整流工序中變壓器的油冷卻器需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是鋁黃銅板片、耐油丁腈橡膠墊片；在整流柜的純水冷卻器中也需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁腈橡膠墊片。（2）鹽水工序。在鹽水工序工序中，鹽水預(yù)熱器需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁腈橡膠墊片。（3）氯氣處理工序。在氯氣處理工序中，氯水冷卻器需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是TA2鈦材材質(zhì)板片、三元乙丙橡膠墊片；鈦管冷卻器需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是TA1鈦材材質(zhì)板片、三元乙丙橡膠墊片；氯氣處理工序中，氯氣的腐蝕性大，并且在生產(chǎn)過程中伴隨這酸的循環(huán)，這對設(shè)備的腐蝕較為嚴(yán)重，可以選擇合金C-276材質(zhì)板片和氟橡膠墊片。（4）液氯工序。在液氯工序中，制冷劑液化需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁腈橡膠墊片。（5）電解工序。在點(diǎn)解工序中，電解液預(yù)熱器需要采用板式換熱器，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁基橡膠墊片。

隨著新型材料的不斷出現(xiàn)板式熱換器的傳熱效率將能更好的發(fā)揮其理想的效果，節(jié)能降耗的同時(shí)也給企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟(jì)利益，所以說板式換熱器是值得應(yīng)用和推廣的。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]舒雯．板式換熱器的質(zhì)量分析和結(jié)構(gòu)改造[J]．冶金動力．2007（1）

[2]崔立祺．基于FLUENT的板式換熱器三維數(shù)值模擬[J]．浙江大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院．2008