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  • 当代国外板式换热器摘萃
10 mm和20 mm,Tranter公司的板片波纹深度为常规板片的2~5倍。

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图3宽间隙PHE

1.4双壁板式换热器

以双层板片代替单层板片,两组双层板片间用常规的垫片密封,适用于因泄漏而造成两种介质混合时,可能产生有害反应或不良后果的工况(如化工、食品行业)。万一发生泄漏,该介质可由双壁之间流出,以便从外部及时发现,采取措施。APV、ALFA-LAVAL均有此类产品。

1.5浅密波纹板式换热器

板片的波纹浅而密,NTU值大,传热性能良好,适用于清洁流体。由于板片的刚性好,接触点比较多,故压力可达2~3 MPa。ALFA-LAVAL、HISAKA、Tranter等公司均有此类产品。

1.6石墨板式换热器

ALFA-LAVAL与德国SIGRI Great Lakes Carbon 公司合作开发了1种名为Diabon F100 的石墨板式换热器,适用于高合金和贵金属也难处理的强腐蚀性介质。波纹板片由石墨与氟塑料配制的复合材料压制而成,板片之间由耐腐蚀密封剂密封。该产品不仅耐腐蚀,且传热性能好,热膨胀量小,不易塑性变形,设计温度140 ℃,设计压力0.6 MPa,总传热系数达2 230 W/(m2.K)。用于化工、石油化工和医药等行业,可代替浸渍合成树脂的管壳式、石墨块和Teflon换热器。

1.7非粘贴密封垫片

传统的粘贴式垫片工艺繁杂、费时费料、装拆不便,甚至可能因粘接剂、清洗剂中的有害成分影响人体健康和导致板片垫片槽腐蚀开裂。因此,非粘贴密封垫片的应用越来越广,某些场合也可采用局部粘贴方法。一般,装(换)1条垫片仅需几分种,时间和劳动量分别比粘贴式垫片节省80%~95%和70%,尤其便于现场更换,使维修费用及停工损失大大减少。

非粘贴垫片和板片相应部位均具有特制的结构形状,两者用机械方法连接,品种较多,大致可分为"嵌入式"和"夹卡式"两类,适用的温度达165 ℃,压力2.5 MPa,见图4和图5。ALFA-LAVAL、APV、GEA、美国ITT和HISAKA 等公司均各有专利产品。

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1.8可靠的板片定位系统

为使板片和垫片密封部位定位准确且可靠,防止上下或左右滑移,延长垫片寿命,ALFA-LAVAL、APV及GEA公司等均采用了不同的板片定位结构。

1.9密封垫片材料和性能评价

PHE最薄弱的环节就是垫片。多年来,一直成为众所关注和探索的焦点,现已在耐温、耐蚀材料及其性能评价方面取得了一些进展。
(1)丁腈橡胶(NBR)一般适用于120 ℃以下工况,新研制的高温NBR可到145 ℃,经氢化处理的NBR达160 ℃;三元乙丙橡胶(EPDM)过去只用于150 ℃,高温EPDM已提高到160 ℃;氟丙橡胶(FPM)可用于175 ℃;石墨层压垫片适用温度可达400 ℃,能良好地代替压缩石棉纤维垫片。
(2)包覆垫片以一般橡胶或金属块作为芯体,外包聚四氟乙烯(PTFE)或经氟化处理的合成材料等,可以用于腐蚀性很强的介质或提高温度极限。HISAKA率先使用包覆PTFE的NBR垫片,使PHE的应用领域比过去大大拓宽,垫片的使用寿命也更长。ALFA-LAVAL已将这种垫片用于双板焊接PHE。
(3)随着非粘贴密封垫片的发展,非粘贴密封垫片用材料的配方须有微妙的改变,要求其性能更稳定、更耐久且抗撕裂性更好。
(4)评价垫片耐温性能的好坏,主要有2个指标:额定温度下的压缩永久变形和硬度。对于新的垫片材料,一般需经环样试验和板片加垫片的整体试验,试验时间为5~40天。推荐的垫片使用温度极限应低于考虑了一定安全系数后的压缩永久变形曲线。

2焊接板式换热器

可拆卸板式换热器的应用范围除受到压力和温度的限制外,主要是流体与密封垫片的相容性问题。因此,在高温、高压的清洁流体和有侵蚀性流体等工况下,焊接板式换热器更具竞争性。但是,其缺点是不能(或只能局部)拆开清洗、检查和维修。该产品主要有半焊式和全焊式2类。焊接方法常用气体保护焊、钎焊和激光焊(表2)。

表2焊

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