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板式换热器的内流活动

  •     板式换热器内流体的活动总体上呈并流或逆流的方式, 其传热均匀温差的修正系数通常为0.95左右。其发明始于187年,最初主要用于食物产业,后来逐渐扩大至造纸、医药、冶金、矿山、机械制造、电力、船舶、采暖及石油化工等其它产业领域。而在管壳式换热器中,两种流体分别在壳程和管程内活动,总体上是错流的活动方式,即在壳程为混合活动,在管程为多股活动,所以传热均匀温差的修正系数一般较小(约0.8左右)。若以水/水为传热介质,板式换热器的总传热系数可达8360~25080kJ/m2·h·℃为管壳式换热器传热系数的3~5倍,但其设备体积仅为管壳式换热器的30%左右。而板式换热器只需要松开夹紧螺杆,即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面,维修利便。
        传热效率高
        板式换热器的板片一般制成槽形或波纹形,介质在流道内的活动呈复杂的三维活动结构,其活动方向及活动速度均不断变化,造成很大的扰动,在低雷诺数 (一般Re=50~200)下即可诱发湍流(而列管式换热器则要求雷诺数达到2000以上)。
        板式换热器的合用前提及应用于换热站的实施方案
        组装灵活,操纵弹性大,使用维修利便板式换热器由若干张板片组装而成,只需增、减板片的数目即可利便地调节换热面积的大小,因此使用非常灵活,操纵弹性大,并且不象管壳式那样,需要预留出很大的空间用来拉出管束检验。
        板式换热器固然具有以上长处,但它并不能完全取代管壳式换热器。
        板式换热器
        为装置区内控制中央、化验楼、变配电楼和部门泵房及加药间等冬季供暖的换热站原来一直采用管壳式换热器。但冷热物流最小对数均匀温差过小将导致换热器的换热面积很大,从工程应用角度而言并不经济。
        对数均匀温差大
        板式换热器的传热效率非常高,国际上已有多家公司能提供最小对数均匀温差△Tm=1℃的板式换热器产品。
        如采用钎焊式板式换热器或激光全焊接式板式换热器,设备购置本钱大(约是可拆式板式换热器价格的3~5倍),且不可拆卸,不便于维修。板式换热器由一系列具有一定波纹外形的金属片叠装而成,因为其特殊结构,使得板式换热用具有以下长处[1]。因原管壳式换热器设备陈旧,维修量大,并且蒸汽的消耗量有逐年递增的趋势。因为大的扰动减薄了液膜的厚度,可防止杂质在传热面上沉积粘附,从而减小污垢热阻,加之板片厚度仅0.6~0.8mm,热阻较小,另外在板式换热器中,冷热流体分别从板片的两侧通过,流体流道较小,不会泛起象管壳式换热器那样的旁路流,故总传热系数较高。
        因换热站热源采用的是1.1MPa;230℃的过热蒸汽,受密封垫片的耐温限制(普通EPDM垫片耐温150℃,耐高温的EPDM垫片耐温为 180℃,耐高温PTFE垫片耐温也仅为220℃,且价格昂贵,为耐高温EPDM垫片的8倍左右),故传统可拆式板式换热器不合用于该工况要求。一方面是由于板式换热器对介质的洁净程度要求较高,它要求介质中杂质颗粒直径小于 1.5~2mm;另一方面是由于早期的板框式换热器(俗称可拆式板式换热器)只能合用于工作压力小于1.6MPa、工作温度介于120~165℃之间的工况。加热载体为1.1MPa、230℃的蒸汽;供暖载体为热水,供水温度为92℃,回水温度为70℃,供水压力为0.5MPa、回水压力为0.14MPa。目前世界较着名的板式换热器出产厂家有瑞典的Alfa- laval(阿法拉伐)、SWEP(舒瑞普)、德国的GEA公司、英国的APV、日本的Hisaka(日版制作所)等。于是在2006年大修期间,将原管壳式换热器改造成板式换热器。
        总传热系数高,设备占地面积小
        板式换热器(plateheatexchangers,简称PHE)是一种新型高效换热器。
        进步传热对数均匀温差是强化传热效果的重要手段。流体的活动方向和方式都会影响对数均匀温差。