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  • 板式换热器效能提高的设计方法
置,以减小滞留带的影响,提高传热效率。

2.2 降低换热器阻力的方法

提高板问流道内介质的平均流速,可提高传热系数,减小换热器面积。但提高流速,将加大换热器的阻力,提高循环泵的耗电量和设备造价。循环泵的功耗与介质流速的3次方成正比,通过提高流速获得稍高的传热系数不经济。当冷热介质流量比较大时,可采用以下方法降低换热器的阻力,并保证有较高的传热系数。

① 采用热混合板

热混合板的板片两面波纹几何结构相同,板片按人字形波纹的夹角分为硬板(H)和软板(L),夹角(一般为120。左右)大于90。为硬板,夹角(一般为70。左右)小于90。为软板。热混合板硬板的表面传热系数高,流体阻力大,软板则相反。硬板和软板进行组合,可组成高(HH)、中(HL)、低(LL)3种特性的流道,满足不同工况的需求。

冷热介质流量比较大时,采用热混合板比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积。热混合板冷热两侧的角孔直径通常相等,冷热介质流量比过大时,冷介质一侧的角孑L压力损失很大。另外,热混合板设计技术难以实现精确匹配,往往导致节省板片面积有限。因此,冷热介质流量比过大时不宜采用热混合板。

② 采用非对称型板式换热器

对称型板式换热器由板片两面波纹几何结构相同的板片组成,形成冷热流道流通截面积相等的板式换热器。非对称型(不等截面积型)板式换热器根据冷热流体的传热特性和压力降要求,改变板片两面波形几何结构,形成冷热流道流通截面积不等的板式换热器,宽流道一侧的角孑L直径较大。非对称型板式换热器的传热系数下降微小,且压力降大幅减小。冷热介质流量比较大时,采用非对称型单流程比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积15% 一3O% 。

③ 采用多流程组合

当冷热介质流量较大时,可以采用多流程组合布置,小流量一侧采用较多的流程,以提高流速,获得较高的传热系数。大流量一侧采用较少的流程,以降低换热器阻力。多流程组合出现混合流型,平均传热温差稍低。采用多流程组合的板式换热器的固定端板和活动端板均有接管,检修时工作量大。

④ 设换热器旁通管

当冷热介质流量比较大时,可在大流量一侧换热器进出口之问设旁通管,减少进入换热器流量,降低阻力。为便于调节,在旁通管上应安装调节阀。该方式应采用逆流布置,使冷介质出换热器的温度较高,保证换热器出口合流后的冷介质温度能达到设计要求。设换热器旁通管可保证换热器有较高的传热系数,降低换热器阻力,但调节略繁。

⑤ 板式换热器形式的选择

换热器板间流道内介质平均流速以0.3~0.6m/s为宜,阻力以不大于100 kPa为宜。根据不同冷热介质流量比,可参照表1选用不同形式的板式换热器,表中非对称型板式换热器流道截面积比为2。采用对称型或非对称型、单流程或多流程板式换热器,均可设置换热器旁通管,但应经详细的热力计算。

2.3 橡胶密封垫材质及安装方式

① 材质的选择

水一水换热器中,冷热介质对橡胶密封垫均无腐蚀性。选用橡胶密封垫材质的关键是耐温和密封性能,橡胶密封垫材质可按文献选用。

② 安装方式的选择

橡胶密封垫常用安装方式为粘接式、卡扣式。粘接式是在换热器组装时,将橡胶密封垫用胶水粘接在板片密封槽内。卡扣式是在换热器组装时,利用橡胶密封垫和板片边缘的卡扣结构,将橡胶密封垫固定在板片密封槽内。由于卡扣式安装工作量很小,换热器拆卸时橡胶密封垫损坏率低,而且不存在胶水中可能含有的氯离子造成对板片的腐蚀,因此使用较多。

2.4 合理选用板片材质

不锈钢板片可能产生腐蚀失效的现象有点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀、晶间腐蚀、均匀腐蚀等,应力腐蚀的发生率较高。由氯离子引起的应力腐蚀最多,板片材质可根据介质中的氯离子质量浓

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