板式换热器选型与计算方法Word格式文档下载.docx

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　　式中

　　　Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；

　　　mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s；

　　　Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/（kg·

K）；

　　　T1,t1------热、冷流体的进口温度，K；

　　　T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。

（2）有相变化传热过程

　　两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：

　　　一侧有相变化

　　　两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程

　　　　r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；

　　　　D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。

　　对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。

对数平均温差（LMTD）

　　对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。

在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。

逆流时：

并流时：

热长（F）

热长和一侧的温度差和对数平均温差相关联。

F=dt/LMTD

以下四个介质的物理性质影响的传热

密度、粘度、比热容、导热系数

总传热系数

总传热系数是用来衡量换热器传热阻力的一个参数。

传热阻力主要是由传热板片材料和厚度、污垢和流体本身等因素构成。

单位：

W/m2℃orkcal/h,m2℃.

压力降

压力降直接影响到板式换热器的大小，如果有较大的允许压力降，则可能减少换热器的成本，但会损失泵的功率，增加运行费用。

一般情况下，在水水换热情况下，允许压力降一般在20-100KPa是可以解接受的。

污垢系数

和管壳式换热器相比，板式换热器中水的流动是处于高湍流状态，同一种介质的相对于板式换热器的污垢系数要小的多。

在无法确定水的污垢系数的情况下，在计算时可以保留10%的富裕量。

计算方法

热负荷可以用下式表示：

Q=m·

cp·

dt

Q=k·

A·

LMTD

Q=热负荷（kW）

m=质量流速（kg/s）

cp=比热（kJ/kg℃）

dt=介质的进出口温度差（℃）

k=总传热系数（W/m2℃）

A=传热面积（m2）

LMTD=对数平均温差

总的传热系数用下式计算：

其中：

k=总传热系数（W/m2℃）

α1=一次测的换热系数（W/m2℃）

α2=一次测的换热系数（W/m2℃）

δ=传热板片的厚度（m）

λ=板片的导热系数（W/m℃）

R1、R2分别是两侧的污垢系数（m2℃/W）

α1、α2可以用努赛尔准则式求得。

板式换热器原理与技术维护

板式换热器系列产品

　　一、概述

　　板式换热器设备是加热、冷却领域中最新型的设备之一，具有结构紧凑、占地面积小、传热效率高、操作维修方便等优点，并具有处理小温差的能力。

板式换热器作为一种高效节能产品，已广泛应用于矿山、冶金、石油、化工、机械、电力、医药、食品、轻纺、造纸、船舶、海洋开发等各个工业领域、近年来在集中供热和热电联产行业中的推广尤为迅速。

　　我厂生产的BR、BRB、BZL系列板式换热器，以质优价廉、畅销全国各地，深受各行业用户的赞誉。

此系列板式换热器适用于各种介质和物料的冷却、加热、蒸发、冷凝、消毒和余热回收等工艺过程。

　　主要技术性能参数如下：

　　1、单板换热面积：

㎡㎡

　　2、装机面积：

㎡-700㎡，（在此范围可实现任意规格）。

　　3、传热系数：

2500-6000W/㎡.℃（2150-5160KCal/㎡.h.℃）

　　4、工作压力：

　　5、工作温度：

最高280℃

　　6、单台最大处理量：

1200m3/h

　　二、板式换热器的特点：

　　1、传热系数较高

　　板片选用导热系数较高的材料，如：

不锈耐酸钢、工业纯钛、碳素钢、换热器专用铜材等。

经冷冲压形成不同波纹形状结构，板片波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。

所以板式换热器具有较高的传热系数。

在相同的情况下，其传热系数比一般钢制管壳式换热器高3-5倍。

换热面积紧为管壳式换热面积的1/3-1/4。

　　2、结构紧凑

　　由于传热板片紧密排列，板间距较小，而板片表面经冲压成形的波纹又大大增加了有效换热面积，故单位容积中容纳的换热面积很大，占地面积明显少于同样换热面积的管壳式换热器，同时相对金属消耗小，重量轻，一般无需特殊的地基，而且现场装拆时不用占额外的空间。

　　3、可靠耐用

　　我厂生产板式换热器密封垫利用双密封结构原理，增加了胶垫与板片的内磨擦力，使胶垫的滑移量大大减小；

同时采用了较好的蜂窝状周边刚性结构，把胶垫紧紧锁在里侧，使得换热器整体密封性能大大提高。

　　4、清洁方便

　　由压紧螺栓紧密组装的板片，将压紧螺栓卸掉后，即可松开板片，或卸下板片进行机械清洗或手工清洗，这对需要经常进行清洗的换热设备十分方便。

　　5、多种介质换热

　　如果板式换热器有中间隔板，则一台设备可进行三种或三种以上（多个中间隔板）介质的换热。

在乳品加工中常采用多介质换热的板式换热器。

管壳式换热器就无法实现在一台设备中进行多种介质的换热。

　　6、很容易改变换热面积或流程组合

　　只要增加（或减少）几张板片，即可达到需要增加（或减少）的换热面积。

改变板片的排列，或更换几张板片即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况。

可大大降低工程的总投资费用，更加显示出板式换热器的经济实用。

　　三、板式换热器结构 

　　板式换热器的重要部件及其功能

序号

部件名称

功能及作用

1

前支柱

支承换热器重量，使整台换热器成为一体。

2

活动压紧板

与固定压紧板配对使用，可在上导杆上滑动，以便拆装检查维修。

3

上下导杆

承受板片的重量，并保证安装时使板片在其间滑动，导杆通常比换热板组长，以便松开压紧螺栓滑动各板检查。

4

密封垫片

防止流体混合或泄漏，并使之在不同板片间分配。

5

换热板片

提供介质流道及换热面积。

6

固定压紧板

不与流体接触，用夹紧螺栓紧固后压紧垫片，保证密封。

7

压紧螺栓及螺母

压紧板片组，使换热器整体化并保证密封。

　　四、常用板式换热器型号表示方法

　　1、板式换热器表示方法

　　2、板式换热器框架形式

序号

框架形式

代号

１

双支撑框架式

I

２

带中间隔板双支撑框架式

II

３

带中间隔板三支撑框架式

III

４

悬臂式

IV

５

顶杆式

V

６

带中间隔板顶杆式

VI

７

活动压紧板落地式（普通式）

VII

　　3、板式换热器垫片形式

丁腈橡胶

三元乙丙橡胶

氟橡胶

氯丁橡胶

硅橡胶

石棉纤维板

Ｎ

Ｅ

Ｆ

Ｃ

Ｑ

Ａ

　　注：

食品、医药用垫片材料的代号，在相应垫片代号后面加S。

　　4、表示方法示例

　　或波纹形式为人字形，单板公称换热面积为㎡，设计压力为，换热面积为15㎡，用丁腈垫片密封的双支撑框架结构的板式换热器。

　　五、传热板片及密封垫片

　　目前我厂的板式换热器所使用的传热板片及密封垫片材料如下：

　　传热板片材料及板厚

材料名称

材料牌号

适用场合

板厚（mm）

耐酸耐热不锈钢

适用于酸、碱介质腐蚀较严重场合。

～

SUS316、SUS316L

适用于氯离子含量＜25PPM

工业纯钛

TAL

制碱、制盐、海水、低温冷冻

适用于氯离子含量＞60PPM

换热器专用铜材

H68、HSn62-1

海水、低温冷冻场合。

各种垫片材料

密封垫片名称

耐蚀性能及适用场合

使用温度

丁腈胶垫

耐油、适用于一般工况场合

-20-120℃

氯丁胶垫

-20-150℃

三元乙丙胶垫

耐酸、耐碱、耐盐、氯化物及有机溶剂等严重腐蚀的场合

-20-150℃（普通）

-20-180℃（高温）

食品胶垫

适用于各种食品介质场合

氟胶垫

耐高温、耐酸碱、油类、试剂等场合

0-180℃

硅胶垫

适用于高温场合

-65-230℃

　　　六、流程与接管方位

　　板式换热器的流程是一定数量的板片按一定方法组成的。

如图所示，组装时A板和B板交替颠倒排列，A、B板间形成网状通道，冷热介质由于密封垫片的作用分别流入各自的通道内形成间隔流动，从而使冷热介质通过传热板片进行热交换。

　　图2　板式换热器的流程组合形式很多，都是采用不同的换向板片和不同的组装方法来实现的，流程组合形式可分为单流程，多流程和混合流程，如图3所示，要根据工艺条件来选择换热器的流程组合。

　　流程组合标记示例：

热介质是2程，每个流程内并联8个流道

　　图3　板式换热器的流程组合形式不同，其接管方位也多种多样。

各种接管形式对应的热、冷介质流程数如表一。

表一

接管形式

热介质流程数

冷介质流程数

3或1

2或4

VIII

IX

　　　各种接管形式的接管位置见图4，图中RJ：

热介质进出口；

RC:

热介质出口；

LJ：

冷介质进口；

LC：

冷介质出口。

　　七、安装要求

　　1、按随机设备总图预埋地脚螺栓。

　　2、将设备对准地脚螺栓停放平稳。

　　3、拧紧地脚螺栓，使设备水平（通过减震垫或垫铁的方式）。

　　4、设有夹紧的设备按夹紧程序夹紧；

清除法