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5000kW；

蓄冷罐5053m3；

海水板式换热器4×

12000kW（每台海水板式换热器流量961m3/h，压力降58kPa）,板片质料为钛。

海水冷却板式换热器（见照片1-1）。

上述用途的配合特征是以海水作为冷却水的水源，在板式换热器中使用海水的问题之一是防垢。

今后，随着CCS和电厂中的冷却器接纳板式换热器不停增长的要求，就必须研究海生生物附着在板片上后对传热性能的影响水平，并要了解板片的耐腐化性能。

a、耐海水性

使用海水时的防污问题。

现在，作为防备海生生物附着的要领有往海水中连续注入通过电剖析要领得到次亚盐酸钠（NaClO）的要领。

实际运行说明，在使用海水的板式换热器中连续注入次亚盐酸钠（0.9ppm）后进行测定，运行3个月后，其总传热系数没有产生变革。

在夏季海藻和贝类容易繁殖的时期，连续注入次亚盐酸钠也能确保传热性能稳定。

其它的要领另有，从情况保全上看，接纳臭氧和热水的防污也是有效的，但尚未进行实验验证和确立相应的技能要领。

b、耐腐化性

使用海水时，板片的材质一般为钛板。

钛对海水具有优良的耐腐化性，从相关的耐腐化性资料可知，对付海水来说，纵然至120℃，钛板也不会腐化。

别的，为了抑制海生生物的附着而注入的次亚盐酸钠还会产生一种结实的非动态的膜，从而提高了钛板的耐腐化性。

使用丁腈类橡胶作为密封垫片，纵然海水温度到达80℃，也不会对它产生任何腐化。

在耐热性方面，当海水温度低于60℃时，不会产生热的劣化现象，能恒久确保良好的密封性能。

c、大型板式换热器的特性

·

每台板式换热器的处置惩罚流量与板的角孔口径有关，大型板式换热器角孔的口径为Φ500，每台处置惩罚的流量为5000m3/h，与以往的所谓大型板式换热器比力，所需台数可以淘汰一半。

其结果，换热器用过滤器、安装工程和管道的初投资，板的清洗和密封垫片的调换等维护用度均能明显地低落，并且还能节省占地空间，以下通过一实例说明，现今大型板式换热器与以往大型板式换热器的比力（见表1-2），从台数上看，大型机仅需2台，而以往大型秘密4台；

从初投资上看，2台大型机的投资约比以往大型

机大10%，但它的过滤器投资约为以表1-2与以往大型机的比力

往型的2/3，安装工程约为一半，其总用度约能淘汰30%。

从设置空间上看约能淘汰40%。

纵然设置1台备用机，总用度也能淘汰15%，空间也能节省30%。

在剖析清洗方面，由于板片数少，人工费亦低落约30%。

对海水的处置惩罚步伐。

当海水中的海藻、贝类附着在板的内部或堵塞在角孔的四周时，会低落海水的流量，从而不能确保冷却性能，故当海水从角孔到板的内部时，不应有突起的障碍物，使流路呈直线型，这是防备海生生物堵塞角孔的要领之一。

为了验证以上效果，对通过海水的大型板式换热器进行测定，测试结果证明，当角孔四周附着很少量的藻类时，对流路的性能没有影响。

但为了包管板内流道的通畅，绝不允许通过直径大于板间距的异物，故必须在进入换热器前安装过滤器。

d、高性能化

与以往板式换热器比力，均匀流路无偏流是保持高性能的主要途径。

步伐之一是在板内部的主传热面上设置偏流抑制板，使液体入口处的流路为最短，从而使主传热面为均匀流（见图1-2）。

其次，设计板片时，应使板中央部的流量增多，即要防备端部的流量增多。

如前所述，由于防备偏流板能淘汰角孔的压力降，因此，其传热性能比以往大型板约增加15~20%。

③超小型化

在选择与使用条件相应的板式换热器的尺寸时，必须考虑初投资和设置空间等问题。

板式换热器的市场之一是用在耗能量少的食品、医药流体的杀菌，少量流体的加热/冷却等用户。

为此，必须开发出超小型的板式换热器，以适应产物多样化，生产范围乱七八糟的要求，并满足耗能量少的热能行业的要求。

目前市场上超小型板式换热器具有小型化、低本钱、高性能、重量轻、生产快等优点。

a、换热器的尺寸，最大的板片也仅相当于A4用纸的尺寸，重量每台约20kg，可安装在墙上。

b、尺度板片数为12、24、36、48四类；

板的材质为SUS316和钛两类；

密封垫片为三元乙丙橡胶和硅橡胶两类。

④专用化

a、用于食品流体的热杀菌、加热/冷却工艺历程中的板式换热器必须具备以下三个条件：

提高生产率；

确守卫生性；

保障食品品质稳定性等。

b、食品专用板式换热器是为了满足上述三个条件而开发出的已商品化的板式换热器，以它作为咖啡、调味液、酱油等杀菌器使用时受到了普遍的好评。

c、在设计食品专用板式换热器时，应使板片内的流速漫衍均匀，为此，在板面上，纵然是局部也不应该形成液垢，并能进行长时间的连续运行，目的是到达均匀的升温/冷却历程，提高制品的品质和包管质量的稳定。

若接纳CIP还能清洗板式换热器的所有板面。

d、接纳镶嵌式结构的密封垫片，以适应新性能的要求，维护时间是原有装置的1/2~1/3。

⑤多元化

a、全焊式板式换热器

众所周知，板式换热器具有许多优越性，但由于存在如下问题，限制了它的应用范畴和生长，密封性较差，易泄露，需经常调换垫片，较麻烦，耐压能力较低，一般约为1MPa；

耐温能力受垫片质料的限制；

流道小，不适宜于气—气换热或蒸汽冷凝；

易堵塞，不宜用于含悬浮物质的流体等。

随着板式换热器制造技能，板材质和焊接板的出现，克服了上述缺点，扩大了应用范畴。

在所有产业行业内实施节能的进程中，低落燃料用度是各企业急需解决的问题。

废气、废水热接纳是节能，低落燃料费的重要举措之一，为了适应这种形势，开发出了全焊接板式换热器机组。

形状：

组合了尺度化的极薄平板的全焊接结构的错流型的气—气（空气）换热器有两种类型，即高温型、低温型。

特征：

机组组合而成，便于扩张，从小风量至大风量（60~300000Nm³

/h），使用范畴广；

平板薄，效率高（温度效率达80%以上）；

可以用于高温（1000℃），高压（30kPa）的气体；

全焊接气密结构，不会混入排气、臭气；

结构便于维护、清扫；

凭据使用温度和睦体的种类选择符合的材质。

结构：

为了蒙受高温条件下的热应力，将薄板加工成六角形状的单体后组装成机组，目的是疏散热应力，组成耐高温的结构（见图1-3）

材质：

S-TEN，S适合于温度低于350℃的机组；

铝合金板适合于排气温度低于500℃的机组；

SPCC适合于温度低于200℃的机组；

SUS系统应凭据温度、排气的性质选择其他非铁金属，如锡、铜。

板厚：

0.3~2.0mm（尺度0.8mm,低温用0.4mm）。

耐压：

在600℃时为10kPa；

在900℃时为5kPa。

气密性：

T型为通过风量的0.001以下，用于脱臭；

N型为通过风量的0.1%以下，一般用途；

S型通过风量的1.0%以下。

压力降：

高温侧、低温侧压力降是差别的。

高温侧（排气）在仅依靠风机的机外剩余压力和烟囱的引力条件下，允许值为50Pa以下。

最高使用温度：

与受热侧的接纳温度和操纵压力有关，但可到达1000℃。

排气中的粉尘浓度：

当排气通路为单流程时，由于传热面为平板，故很难堵塞，粉尘浓度约为0.1~0.5g/Nm³

。

流向（流程偏向）：

原则上可自由设计，事前可与用户协商，进行最优设计。

互换性：

当机组需要调换某些部件时，机组的结构应便于调换。

部署：

可纵向、横向或水平设置。

保温：

外型便于保温，一般接纳板式保温，便于维护。

最近，已经开发出利用排气预热锅炉给水的低压损机组装置。

目前，全焊式板式换热器用于钢铁、石油、锅炉等行业，并已取得了很大的结果。

b、板式错流型换热器

板式错流型换热器是一种结构简朴，具有弹性密封、传热面不焊接和应用范畴广等优点。

原理结构：

在钢结构的牢固框架中，将每1片传热板成90度逐一重合而成。

排气从垂直偏向通过传热板，空气从水平偏向通过。

（见图1-4）

特点：

传热板通过弹性密封组合而成，能自由地吸收热膨胀，故能满足温度变革形成的应力变革的要求，险些不产生泄漏问题；

由于传热面不焊接，可凭据工具温度的变革，选择许多符合的质料，其适用范畴，从氧露点以下的低温至1000℃左右的高温（见图1-5）；

为了防备排气中粉尘产生的磨损和堵塞问题，接纳了许多相应步伐。

可组合数个至数十个，故处置惩罚量非常大，可作为大容量的空气预热器。

用途：

该装置分为高温型的气/气换热H型和低温型的气/气，气/液换热L型（见表1-3）。

在以往有粉尘和腐化性的不能接纳废热的产业范畴内，这种产物都可接纳。

别的，在食品、造纸、石油化学、电力、炼钢等所有产业范畴内热接纳系统中也可接纳这种装置。

其它的用途还包罗锅炉、点火炉、加热炉、干燥器等，通用性强。

表1-3H型、L型比力表

c、用于冷凝器的板片

用于冷凝器的板片的连接气体的角孔大，波纹节距也大，目的是提高冷凝传热效果，淘汰流体阻力。

蒸汽压缩式制冷循环是由压缩、放热、节流和吸热四个主要热力历程组成的。

冷凝器的任务是将压缩机排出的高温高压气态制冷剂予以冷却使之液化，也就是说，当过热蒸气流经冷凝器的放热面时，将其热量通报给周围介质，而其自身则被冷却为饱和睦体，并进一步被冷却为高压液体，以便制冷剂在循环系统中循环使用。

由于高温高压制冷剂的密度较小（如饱和氟利昂12蒸气在温度为40℃时，密度为54.76kg/m3）。

故，用于冷凝器的板片应是专用板片，其角孔和节距加大，才气提高传热效率和淘汰热阻。

d、用于蒸发器的板片

在造纸厂黑液浓缩装置中使用的蒸发器便是其中的一种，为升降膜蒸发器，板片的结构和普通的波纹板片差别，每四片为一组，靠差别形状的垫片引导介质的流向。

e、板管式板片

板片组合在一起后，流道呈蜂窝状，其中，一个流道较大，另一个流道较小，其比例约莫为2:

1。

f、双层板片

这种板片是由两层板压合在一起，两板之间有自然的漏洞，并在边沿开有一个向外的小口，当其中一层因腐化穿孔时，流体便进入两板之间的漏洞中，并从板边的小口流出。

⑥装置化

板式换热器向板式换热装置生长说明板式换热器已成为产业生产，余热利用，修建舒适化的重要的必不可少的设备；

也说明板式换热器的技能和应用到达了更高的水准。

目前已生产的装置有板式换热机组，热泵机组，制冷机组，蒸发装置，空冷装置和催化重整装置等。

今后，随着经济的不停生长，还会出现更多的装置。

⑦成型技能的先进性

板片的波纹成型为一次压制成型。

大型板壳式换热器所用板片，由于受现有压机吨位、尺寸及模具制造本钱的限制，无法实现一次成型。

外洋同类产物板片制造接纳水爆成型，但这种成型要领技能难度大，制品率低（一般为73~84%），板片制造工艺繁琐，本钱高。

我国大型板壳式换热器板片接纳油压机模型成型作为波纹板片成型的要领，开发出整板分次连续压制成型的技能，板片及格率为99%。

二、太平洋换热生产的板式换热器

1、换热生产的换热器汇总表。

从表中可知，太平洋换热生产的板式换热器有3类，其中可拆式换热器有20种规格。

2、太平洋换热器的用途

太平洋换热器作为“加热器”、“予热器”、“过热器”、“蒸发器”、“蒸发液浓缩器”、“再沸器”、“冷凝器”、“冷却器”等被遍及应用于各个领域。

加热器用于把流体加热到所需温度，被加热流体在加热历程中不产生相变。

如供热用换热器等。

预热器用于预先加热流体，以使整套工艺装置效率得到改进。

如板壳式空气预热器、锅炉给水预热器等。

过热器用于将饱和蒸汽加热到过热蒸汽。

蒸发器、蒸发浓缩器用于加热液体使之蒸发汽化。

如钎焊式板式蒸发器、全焊式黑液蒸发浓缩器等。

再沸器用于使装置中冷凝了的液体再受热蒸发。

冷凝器用于冷却凝结性饱和蒸汽，使之放出潜热而凝结液化。

如钎焊式板式冷凝器。

冷却器用于冷却流体到须要的温度，如炼钢、化工、造纸、食品产业中的板式冷却器等。

表1-4太平洋生产的板式换热器汇总表

三、在许多应用领域板式换热器逐渐取代了管壳式换热器。

换热器是公道利用与节约能源、开发新能源的要害设备。

据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资占30%~40%。

在制冷机中，蒸发器和冷凝器的重量占机组重量的30%~40%，动力消耗占总动力消耗的20%~30%。

可见换热器对企业投资、金属耗量以及动力消耗有着重要的影响。

由于在生产中存在的热互换千变万化，因此所需的换热器一定各式百般，但从蒙受高温、高压、超低温及耐腐化能力上看，管壳式换热器的数量和使用场合在20世纪80、90年代仍居主要职位。

随着全焊、钎焊、板壳式等新型结构板式换热器的生长，以及新技能、新工艺、新质料在板式换热器中的应用，板式换热器℃提高到了1000℃，为其在许多应用领域取代管壳式换热器创造了条件。

1、板式换热器的特点。

⑴传热系数高（见表1-5）

表1-5常用间壁式换热器的传热系数的大抵范畴*1

注：

*1摘自于邱树林、钱滨江《换热器原理、结构、设计》。

*2数据来源于太平洋换热设备制造公司。

从表1-5可知，板式换热器具有较高的传热系数，一般约为管壳式换热器的3~5倍。

主要原因是流体在管壳式换热器的壳程中流动时存在着折流板—壳体，折流板—换热管，管束—壳体之间的旁路，通过这些旁路的流体，没有充实到场换热。

而板式换热器，不存在旁路，并且板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流，湍流效果明显（雷诺数约为150时即为湍流），故能得到较高的传热系数。

⑵对数平均温差大

板式换热器两种流体可实现纯逆流，一般为顺流或逆流方法。

但在管壳式换热器中，两种流体分别在壳程和管程内流动。

总体上是错流的流动方法。

低落了对数平均温差。

板式换热器能实现温度交织，末端温差能到达1℃；

管壳式换热器不能实现温度交织（即二次侧出口温度不能高于一次侧的出口温度）末端温差只能到达5℃。

⑶NTU大

NTU体现相对付流体热容流量，换热器传热能力的巨细。

例如对付已定的传热系数K和热容量GCp值，NTU的巨细就意味着换热器尺寸的巨细，即传热面积的巨细。

管壳式换热器的NTU约为0.2~0.3（平均0.25）。

（BRS）板式换热器的NTU约为1.0~3.0（平均2.0）。

如在进行一次水14~9℃，二次水13~7℃，一次水流量60m3/h,二次水流量50m3/h换热时，NTU=（14-9）/1.5=3.33。

若接纳对称型（BRS）板式换热器3.33/2.0=1.66≈2流程，A=95m2；

而接纳管壳式换热器，则3.33/0.25=13.32≈14流程，A=320m2。

.

⑷耐温承压能力强

设计事情压力可达8MPa，设计事情温度达1000℃。

⑸大型化单板面积达18m2，单台达10000m2。

⑹小型化单板面积比A4还小。

⑺占地面积小

从⑶阐发可知，由于板式换热器NTU大，故在换热量相同时，所需的换热器的尺寸也小。

除此之外，板式换热器的结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式换热器的2~5倍，也不需管壳式换热器要预留抽出管束的检验园地，故板式换热器的占地面积是管壳式换热器的1/5~1/10。

（见图1-6）

⑻重量轻

板式换热器的板片厚度仅为0.6~0.8mm,管壳式换热器的传热管厚度为2.0~2.5mm;

管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重量重得多；

故在换热量相同时，板式换热器所需的换热面积比管壳式换热器小，其重量约为管壳式的1/5。

⑼污垢系数低（见表1-6）

从表1-7可知，板式换热器的表1-6污垢系数单位：

（m2·

℃/W）

垢系数约为管壳式换热器的1/10。

其原因是板间流体的剧烈湍动，杂质不易沉积；

板间流道死区少；

不锈钢换热面平滑，附着物少；

清洗容易等。

⑽能实现多种介质换热

若要进行两种以上介质换热时，

则可在板式换热器中设置中隔断板。

图1-7体现中隔断板的结构，视换热介质的数目，中隔断板可设置一个，也可设置多个。

管壳式换热器无法实现多种介质换热。

⑾清洗方便

把板式换热器的压紧螺柱卸掉后，即可松开板束，卸下板片，进行机器清洗。

⑿通过改变更热面积或多流程组符合应新换热工况的要求。

⒀事情压力达8MPa

可拆式板式换热器是靠垫片密封的，密封周边长，并且角孔的两道密封处的支撑情况较差，垫片得不到足够的压紧力，所以最高事情压力仅为2.5MPa。

钎焊式、全焊板式换热器改变了可拆式板式换热器的密封形式，板壳式换热器改变了两种流体的进（出）口形式，提高了板式换热器的事情压力。

目前钎焊式、全焊板式换热器蒙受的事情压力达3.5~4MPa，板壳式可达8MPa。

在可拆式换热器中，通过在通例波纹板片上加筋形成波纹管状通道，除能强化传热之外，还增加了板式换热器的承压能力。

⒁事情温度达1000℃

可拆式板式换热器的事情温度决定于密封垫片能蒙受的温度，用橡胶类弹性垫片时，最高事情温度低于200℃。

钎焊式、全焊式和板壳式密封不接纳垫片形式，其事情温度与工艺有关，目前为-200~1000℃。

⒂当量直径大

宽—宽通道，宽—窄通道等大通道板式换热器的当量直径de达28mm，（苏州太平洋换热生产的KBB，KNB型板式换热器属这种型式），有一侧或两侧可适用于含纤维、颗粒或高粘度介质的换热。

⒃适用流体的范畴更遍及

可拆式板式换热器受密封质料的限制，不适合某些流体。

钎焊式、全焊式和板壳式不使用密封垫片，故可在高真空条件下使用，适用流体的范畴也扩大了。

2、在许多应用领域，板式换热器逐渐取代了管壳式换热器。

⑴在许多工艺历程中，两种流体的末端温差仅为1℃或更小，如区域供冷系统，冰蓄冷的乙二醇换热系统，海水冷却系统和污水利用热泵系统等。

以往接纳的管壳式换热器体积大，重量大，占地面积大，经济效益差。

最近苏州太平洋换热生产的BRH型板式换热器的板片是波纹浅（波深约为2~2.5mm）的浅密波纹板，传热系数约为7000w/（m2·

K），硬板的NTU可达5~8。

在上述几种工艺历程中，接纳高NTU板式换热器不但可以取代管壳式换热器，并且由于这种板式换热器的NTU高，故所需换热面积小，占地少，经济效益亦非常明显。

⑵热泵机组的蒸发器和冷凝器。

热泵机组是遍及应用于空调系统和热接纳系统的要害装置，这些应用场合对热泵提出了如下要求：

重量轻，体积小（组装化），耐压性能好、耐低温性能好和具有高的密封性能等。

以往接纳的管壳式换热器很难满足上述要求。

苏州太平洋换热生产的QH钎焊式板式换热器不但可节省热泵的空间，还能低落制冷剂的本钱和制冷剂的渗漏，故在热泵机组中大量地接纳它作为蒸发器和冷凝器。

除此之外还接纳它们作为省能器和油冷却器。

在吸收式制冷机中也用它作为溶液的换热器。

⑶在造纸、食品、酒精等蒸发浓缩工艺历程中，由于工艺的一侧含有纤维、颗粒、或高粘度的介质，故要求大通道的流通断面。

已往只能接纳管壳式换热器，但堵塞之后频繁清洗和很难清洗的缺点，促使相关行业开发新型的换热器。

苏州太平洋换热生产的全焊式板式换热器和可拆式KNB型、KBB型板式换热器的板间当量直径约为28mm,适合于含纤维、颗粒的流体。

目前已遍及应用于上述工艺历程中，其中黑液浓缩装置已成为定型化产物。

⑷炼油产业的催化重整装置，燃气热电冷三联供的热接纳装置中接纳的板壳式换热器、全焊板式空气预热器和全焊板式省能器等，已根本上取代了管壳式换热器。

⑸在硫酸产业、制碱产业、炼油产业的冷却历程中，板式冷却器已取代了管壳式换热器第三节板式换热器用质料

质料是产物之本。

要生产高性能、高质量的产物,必须选好材、管好材、用好材，并使所选用质料的品种、规格，满足用户、设计图样和相关质料尺度的要求。

板式换热器质料质量控制的要害在于确保板片、密封垫片、压紧板、中隔断板、夹紧螺柱、管法兰和接受等主要零件及其焊接质料的真实性和可追溯性，从而才气包管产物的质量、使用寿命和宁静可靠性。

别的,选材、用材应该经济公道。

板式换热器主要零部件用的质料应不低于国度尺度GB16409《板式换热器》或行业尺度JB8701《制冷用板式换热器》的划定（见表1-21）。

质料的质量控制应贯串于采购、验收、标记、保管、发放和生产加工等各阶段。

本章主要介绍板片、密封垫片等零件用质料的质量要求和适用范畴。

板片和密封垫片的耐腐化性能除本章已给出的资料外，尚可参考《板式换热器工程设计手册》。

板片的材质对板式换热器的性能、寿命、适用工况和板片成形质量等均有重要的影响。

质料的质量控制主要包罗两个方面：

（1）质料的化学身分、力学性能及其它技能要求应切合相应尺度的划定；

（2）针对质料的特性和适用范畴，正确、公道选用,即必须考虑换热介质的性质、操纵条件（包罗氯化物含量、PH值巨细、操纵温度、操纵压力、间隙操纵照旧连续操纵等），以及质料的成型加工性能、耐腐化性能等。

板片常用的质料主要有奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金和铜等四类冷轧薄板。

一、海内外板片常用的质料

1、常用质料

质料牌号及相应尺度比较（见表1-22）；

质料的化学身分（见表1-23~表1-26）；

质料的力学性能（见表1-27）；

当从质料制品上取样进行化学身分阐发时，允许与熔炼阐发结果有一定的偏差，见表1-24、表1-25和表1-28；

板材的实际厚度与名义厚度允许有一定的偏差，见表1-29。

表1-21板式换热器⑴板式换热器可能产生的腐化失效类型

①点蚀：

由“闭塞电池腐化”（OcludedCellCorrosion）作用引起的一种局部腐化—使局部金属外貌的钝化膜破坏,形成尺寸小于1mm的穿孔或蚀坑。

例如,在不锈钢板片外貌生锈或积垢（碳化物、二氧化硅垢层）处,因导热不良、介质的pH值减小产生的腐化；

②漏洞腐化：

由“闭塞电池腐化”作用引起的一种呈斑点状或溃疡形的局部腐化。

同点蚀的主要区别是腐化产生在金属零件的漏洞处,由于滞留介质的电化学不均匀性而导致的。

例如,密封垫片槽底或板片关闭流道的角孔垫片外侧处产生的腐化；

③应