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板式換熱器

結構原理

板式換熱器結構圖

可拆卸板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按一定間隔，四周通過墊片密封，并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成，板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側的流道中流動，通過板片進行熱交換。另一方面的適應性還表現在其用途上，板式換熱器用途廣泛，目前，在化工、機械、水泥、石油、電力、熱水供暖等多種工程領域都有廣泛的應用，具體用于加熱、冷卻、蒸發、冷凝、余熱回收等工藝過程中，通過在板式換熱器中進行介質間的熱交換來達到應用的目的。 [3]

板式換熱器的優化設計計算，就是在已知溫差比NTUE的條件下，合理地確定其型號、流程和傳熱面積，使NTUp等于NTUE。

選型計算

板型選擇板片型式或波紋式應根據換熱場合的實際需要而定。對流量大允許壓降小的情況，應選用阻力小的板型，反之選用阻力大的板型。根據流體壓力和溫度的情況，確定選擇可拆卸式，還是釬焊式。確定板型時不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數量過多，板間流速偏小，傳熱系數過低，對較大的換熱器更應注意這個問題。流程和流道的選擇流程指板式換熱器內一種介質同動方向的一組并聯流道，而流道指板式換熱器內，相鄰兩板片組成的介質流動通道。一般情況下，將若干個流道按并聯或串聯的方式連接起來，以形成冷、熱介質通道的不同組合。流程組合形式應根據換熱和流體阻力計算，在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內的對流換熱系數相等或接近，從而得到的傳熱效果。因為在傳熱表面兩側對流換熱系數相等或接近時傳熱系數獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等，但在換熱和流體阻力計算時，仍以平均流速進行計算。[1]板式換熱器的型式主要有框架式（可拆卸式）和釬焊式兩大類，板片形式主要有人字形波紋板、水平平直波紋板和瘤形板片三種。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上，拆裝方便。

中和處理

中和處理可用、碳酸鈉等輔以中和助劑,按0.5%的投加量使用,即1ｔ水加中和藥劑5ｋｇ,對循環系統內殘余的酸性清洗劑進行中和處理,使ｐＨ達到7循環停止。

鈍化處理

中和處理后進行鈍化處理,向循環系統內添加適量鈍化預膜劑,循環均勻后使ｐＨ控制在8～9之間,鈍化預膜劑的使用量按清洗劑循環水量計算,1ｔ水加鈍化預膜劑10ｋｇ。

恢復

鈍化后拆除連接管,關閉各排污閥,先打開冷介質的進出口閥門,再打開熱介質的進出口閥門即可。

板式換熱器設計的一般原則

單板面積的選擇

     單板面積過小，則板式換熱器的板片數多，也即使占地面積增大，程數增多（造成阻力降增大）；板式換熱器除垢清洗方法和清洗工藝的選擇板式換熱器的垢樣以水垢為主,比較堅硬,和傳熱片結合牢固,難以用物理方法清除,所以選擇用化學清洗中的酸清洗方法除垢。反之，雖然占地面積和阻力降減小了，但難以保證板間通道必要的流速。不宜選擇單板面積太小的板片，以免板片數量過多，板間流速偏小，傳熱系數過低，對較大的換熱站更應該注意此問題。

流速的選取

      流體在板間的流速，影響換熱性能和流體壓力降，流速高固然換熱系數高，但流體的阻力降也增大；反之情況相反。一般板間平均流速為0.2～0.8m?s，流速低于0.2m?s時流體就達不到湍流狀態且會形成較大的死角區，流速過高則會導致阻力降劇增。具體設計時，可以先確定一個流速，計算其阻力降是否在給定的范圍內；水-水交換方式冷熱介質均為水,且冷熱水溫差不大,大概在70～90℃之間,兩邊結垢情況基本相同。也可按給定的壓力降來求出流速的初選值。