板式換熱器的選型及應(yīng)用

摘 要：近些年來，伴隨著板式換熱器技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，板式換熱器傳熱的效率更加高效，體積也隨著升級(jí)換代也變得更加小巧，并在污垢清理、拆卸安裝方面變得更加便捷。當(dāng)今時(shí)代的板式換熱器品種變得更加多樣化，并且具備了適用范圍更加廣泛的特點(diǎn)。本文將會(huì)對(duì)現(xiàn)如今的板式換熱器所具備的特點(diǎn)進(jìn)行全方位的分析，并通過對(duì)板式換熱器在選型以及板式換熱器在各個(gè)不同領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：板式換熱器；選型；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0284-02

1 前 言

我們所熟知的板式換熱器是由一組擁有一定波浪紋理形狀的金屬材質(zhì)的金屬片疊裝而構(gòu)成的一種十高效的換熱器。這種新型的換熱器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上使其各個(gè)板面之間由大量的流通的斷面的流道構(gòu)成，在各個(gè)板面之間完成了熱量的流通交換，與傳統(tǒng)的管式換熱器進(jìn)行比較而言，在同樣的環(huán)境之下，比如流通過程中的阻力以及泵功率消耗的都相同的情況之下，板式換熱器的熱量的傳導(dǎo)效率比傳統(tǒng)的換熱器要高出很多，在與其相適應(yīng)的應(yīng)用范圍之內(nèi)板式換熱器已經(jīng)逐步開始取代傳統(tǒng)的管式換熱器。自20世紀(jì)60年代開始國外就開始使用這種板式換熱器，直到現(xiàn)在應(yīng)用已經(jīng)十分的廣泛、普遍。相較而言，我們國內(nèi)板式換熱器的使用較晚，普及率也遠(yuǎn)不及國外，這種情況的形成是由人們對(duì)于板式換熱器并不是十分了解，并且國內(nèi)對(duì)換熱器使用的習(xí)慣與國外具有大的差異以及國內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)水平有限。直到20世紀(jì)80年代初期，板式換熱器才在我國一些行業(yè)中投入使用，伴隨著板式換熱器技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，板式換熱器傳熱的效率更加高效，體積也隨著升級(jí)換代也變得更加小巧，并在污垢清理、拆卸安裝方面變得更加便捷。同時(shí)不同的用戶就能夠在不同的使用環(huán)境中將換熱器設(shè)置為與其使用環(huán)境相適應(yīng)的狀態(tài)，使其能夠因地制宜滿足用戶的多元化的需求。

2 板式換熱器的特點(diǎn)

（1）更快的導(dǎo)熱。正如我們上文所介紹的那樣板式換熱器上所設(shè)計(jì)的波紋在工作過程中會(huì)使流體在十分低的流動(dòng)速度下產(chǎn)生十分強(qiáng)的湍流效果，板式換熱器的板片上的波紋被設(shè)計(jì)的目的是以更加高的薄膜導(dǎo)熱系數(shù)來作為目標(biāo)，與此同時(shí)又因?yàn)橥牧髯陨砭途哂凶詣?dòng)清潔的功能，起到了可以清除所帶污垢的功能，正因如此就將板式換熱器的傳導(dǎo)熱量的速率進(jìn)一步的提高。在一般情況之下的板式換熱器所具備的傳導(dǎo)熱量系數(shù)大約在3000～6000W/m2℃上下，通過進(jìn)一步實(shí)踐和所得到的相關(guān)的數(shù)據(jù)可以說明板式換熱器是管殼式換熱器面積的1/2到1/4就能夠達(dá)到與管殼式換熱器同等效率的熱傳導(dǎo)的功能。

（2）更高的安全系數(shù)。為了做到進(jìn)一步的確保板式換熱器在安全性能上的提高，當(dāng)我們?cè)诎惭b換熱器的時(shí)候，可以看到在各個(gè)板片之間特別的設(shè)計(jì)了兩道更加保險(xiǎn)的密封，當(dāng)發(fā)生泄露的時(shí)候，就可以由板片上的信號(hào)孔排到外部。

（3）更具隨機(jī)應(yīng)變的能力。便于拆卸安裝是板式熱換器重要的優(yōu)點(diǎn)之一，正因如此人們使用的時(shí)候就能夠按照自己在的不同使用情況下對(duì)板式熱換器的板片的數(shù)量以及流程進(jìn)行替換，這樣不同的用戶就能夠在不同的使用環(huán)境中將換熱器設(shè)置為與其使用環(huán)境相適應(yīng)的狀態(tài)，使其能夠因地制宜滿足用戶的多元化的需求。

（4）更高的低溫?zé)嵩蠢寐省０迨綋Q熱器中的兩種不同介質(zhì)之間大致上是在進(jìn)行逆向運(yùn)動(dòng)，相對(duì)程度上而言上溫度差異最小可以達(dá)到1℃，所以利用板式換熱器是用來回收低溫?zé)嵩醋詈玫脑O(shè)備之一。

（5）更小的空間占用率，更加便于維護(hù)。正是因?yàn)榘迨綋Q熱器的構(gòu)架十分的緊湊，與此同時(shí)換熱器所占用的空間也更加小，與傳統(tǒng)管殼式換熱器相比較，板式換熱器所占用的空間只有傳統(tǒng)換熱器的1/2甚至有可能是1/3，就能夠達(dá)到與傳統(tǒng)換熱器相同的換熱效率。并且正是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)緊湊體積小，當(dāng)換熱器運(yùn)行產(chǎn)生問題或發(fā)生故障可以進(jìn)行更加方便地進(jìn)行就地的維修工作，換熱器的拆卸簡單便捷，用戶更加容易掌握維修技巧進(jìn)行自行的維修工作。

（6）更少的損失阻力。板式換熱器與傳統(tǒng)換熱器相較而言，假使可以更加正確合理的對(duì)換熱器的流速加以控制，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)阻力的可控性，相對(duì)而言就可以達(dá)到傳統(tǒng)管殼換熱器的1/3。

（7）更小的熱損失。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）更少的冷卻水量。

（9）更少的投資、運(yùn)行成本費(fèi)用。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，與此同時(shí)板式換熱器所使用的材料也隨之升級(jí)換代，使換熱器的傳熱效率得到進(jìn)一步的提升發(fā)展，使其發(fā)揮出了更加理想的效果并且滿足了用戶多元化的需求，不同領(lǐng)域的廠家也能夠購入適合自己的換熱器，減少了成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益。

3 板式換熱器的選型

正是由于板式換熱器的一系列優(yōu)點(diǎn)，使其成為不同行業(yè)、不同領(lǐng)域內(nèi)對(duì)換熱器的首選，因?yàn)榘迨綋Q熱器緊湊的結(jié)構(gòu)，高效的換熱效率、便捷的拆卸清洗，所需組件較少且便于更換。所以在產(chǎn)品出廠的時(shí)候無法制作成統(tǒng)一的規(guī)格以及相同的型號(hào)來投入市場(chǎng)，這就需要根據(jù)不同的工作系統(tǒng)以及參數(shù)來確定所生產(chǎn)的換熱器能夠與其工作環(huán)境相匹配，包括不同的密封材料、流程組合設(shè)計(jì)等等，最后完成裝配再出廠投入使用。與此同時(shí)，每個(gè)不同企業(yè)所設(shè)計(jì)的板式換熱器的板片之間的波紋類型也不盡相同，例如，所設(shè)計(jì)的波紋的寬度、角度、深度以及板片的厚度等等，另一方面板片自身的連接接口以及長寬的比例也都不相同，所以，當(dāng)所提供的工況參數(shù)相同的情況下，可能換熱面積也會(huì)出現(xiàn)差異，不同廠家所生產(chǎn)的板式換熱器也不是通用的，這就需要我們?cè)谶x擇板式換熱器的型號(hào)的時(shí)候進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的考量，確保能夠選擇最合適、最經(jīng)濟(jì)、最符合要求的廠家購入，否則就會(huì)想想系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而無法達(dá)到預(yù)期的效果并且會(huì)影響換熱器的壽命。這樣不同的用戶就能夠在不同的使用環(huán)境中將換熱器設(shè)置為與其使用環(huán)境相適應(yīng)的狀態(tài)，使其能夠因地制宜滿足用戶的多元化的需求。

4 板式換熱器的應(yīng)用實(shí)例

（1）硅整流流程。在整個(gè)硅整流工序工作的過程中在變壓器之中的的油冷卻器必須使用板式換熱器，本質(zhì)上是鋁黃銅材質(zhì)的板片、耐油丁腈橡膠的墊片；在整個(gè)柜體的純水冷卻器工作系統(tǒng)中也需要使用板式換熱器才可以，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁腈橡膠墊片。

（2）鹽水流程。在整個(gè)鹽水工序工作過程中，鹽水的預(yù)熱器需要使用板式換熱器，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁腈橡膠墊片。

（3）氯氣處理流程。在我們所熟知的氯氣處理工作過程中，氯水所使用的冷卻器需要使用板式換熱器，所使用的材質(zhì)是TA2鈦材材質(zhì)的板片、三元乙丙橡膠墊片；鈦管冷卻器也需要使用板式換熱器，它所使用的是TA1鈦材材質(zhì)板片、三元乙丙橡膠墊片；氯氣處理工序中，我們知道氯氣的腐蝕性十分大，并且在生產(chǎn)過程中伴隨這酸的循環(huán)，設(shè)備在使用過程中極易對(duì)設(shè)備造成很大腐蝕，這就需要選擇使用合金C-276材質(zhì)板片和氟橡膠墊片。

（4）液氯流程。在液氯的過程中，在制冷劑進(jìn)行液化的時(shí)候需要使用板式換熱器，其材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁腈橡膠墊片。

（5）電解流程。在電解工作進(jìn)行過程中，當(dāng)電解液進(jìn)行預(yù)熱時(shí)電解液預(yù)熱器則必須使用板式換熱器，換熱器所使用的材質(zhì)是1Cr18Ni9Ti的板片、丁基橡膠墊片。

5 結(jié) 論

現(xiàn)如今伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，各種新型材料也隨之問世，與此同時(shí)板式換熱器所使用的材料也隨之升級(jí)換代，使換熱器的傳熱效率得到進(jìn)一步的提升發(fā)展，使其發(fā)揮出了更加理想的效果并且滿足了用戶多元化的需求，不同領(lǐng)域的廠家也能夠購入適合自己的換熱器，減少了成本，增加了經(jīng)濟(jì)效益，伴隨著板式換熱器技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，板式換熱器傳熱的效率更加高效，體積也隨著升級(jí)換代也變得更加小巧，并在污垢清理、拆卸安裝方面變得更加便捷。當(dāng)今時(shí)代的板式換熱器品種變得更加多樣化，并且具備了適用范圍更加廣泛的特點(diǎn)。

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(dòng)力，2007（1）.

[2]崔立祺.基于FLUENT的板式換熱器三位數(shù)值模擬[J].浙江大學(xué)機(jī)械與能源工程學(xué)院，2008.

收稿日期：2018-9-2

作者簡介：湯 旖（1988-），女，助理工程師，本科，從事工程技術(shù)工作。