传热课件浅谈板式换热器及性能改进.ppt

板式换热器,小组成员：,板式换热器,是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。板式热交换器主要由传热板片、密封垫圈、压紧装置及其他一些部件（如轴、接管等）组成。,板式换热器的流程图,板式换热器剖面图：,板式换热器内部图,一、可拆式板式换热器及特点： 可拆式板式换热器便于拆卸清洗，增减换热器面积灵活，在供热工程中使用较多。可拆式板式换热器受橡胶密封垫耐热温度的限制，适用于水水传热。,二、焊接板式换热器及特点 焊接板式换热器可分为半焊式、组件式及全焊式。常规板式 换热器的总体结构为散装式，其特点是两侧流道可全部打开进 行清洗，缺点是两侧流体压差不能太大，温度不宜过高。,三、钎焊板式换热器 由带高效传热表面的不锈钢板片组成。不锈钢板片在高温下用纯度为99的铜钎焊而得到紧密不漏和坚固的换热器。,四、折流板式换热器,板式换热器的实验研究方法,世界各国的许多学者曾采用各种可视化技术、电化学传质技术等多种手段，以确切掌握板式换热器波纹倾角对传热及阻力性能的定量影响： 1、w.w.Focke在前人工作的基础上所作的分析和实验数据最有说服力，也最具权威性。他采用有限扩散电流技术(DNCT)，并通过类比关系来估计传热速率 2、流场可视化技术是观察复杂几何形状通道内流体流动的一种有效方法，80年代初EMSparrow曾采用萘升华技术对波纹槽道的流动进行了=维的流场可视化，国内学者采用染色示踪法对人字型波纹槽道和斜波纹槽道进行了流型观察。,3、Ciofalo等人利用有限元法和低雷诺数时的t模型，对波纹板式换热器过渡区和弱紊流状态进行了数值模拟和实验验证。 现有板式换热器板片波纹的形状以人字形最多，所以大多数的研究也主要针对人字形波纹。,实验研究重要结论：,1、人字波纹的倾斜角是影响板式换热器性能最重要的一个几何参数。它通过改变流动状态来影响扳片通道的传热与阻力特性。 2、在相同雷诺数和波纹参数下，大倾角板片的传热和阻力降均高于小倾角板片。但在相同的通道阻力降下，则无论大、小倾角，传热速率(表现为对流传热系数)都基本相等。 3、对板式换热器的具体工程应用要力争达到换热、流量和阻力降三者之间的良好匹配如果仅靠单一倾斜角的人字板型则不可能完全做到上述良好匹配目前实现这个愿望的可行办法是用两种不同波纹角度的板片混合组装成一台换热器，其被称为热混合式设计。,板式换热器设备运行问题,1、堵塞 板式换热器的流道间隙较小(2.56mm)，直径大于1.53mm的颗粒杂物容易阻塞板片通道，使设备的压力降急剧恶化。导致设备因堵塞而换热能力大幅降低，严重的造成装置连续生产中断。因为循环水中杂质较多，从而造成装置频繁停工。给企业经济效益带来一定的影响。所以根据长期运行需要可在介质的进口处设置粗过滤器或反冲洗装置，能有效的防止板式换热器的堵塞。,板式换热器设备堵塞与结垢,2、结垢 结垢可导致传热设备的传热系数降低严重时还会堵塞板片通道。板式换热器的板片设计有大量的支承点。旨在对介质起扰流(使介质紊流以提高传热系数)和承压支承作用是固体杂物和纤维容易集聚的地方，其副作用是使流体形成了局部的滞流生成污垢积瘤介质中的钙镁离子在适宜的温度析出后很容易在积瘤上附着长大，形成蜂窝状的垢样。堵塞与结垢在成因上虽然不同。但在板式换热器上的影响现象是相同的。,板式换热器设备腐蚀,腐蚀是复杂的化学现象奥氏体不锈钢板式换热器表现出的腐蚀现象大多是氯离子引起的应力腐蚀常发生在板片密封槽底部以及有污垢形成后的垢底部位， 其主要成因： (1)不锈钢传热板片由机械冲压而成不可避免地残存一定量的表面残余应力，对于不含钼元素的不锈钢薄板，表面残余应力的消除是很困难的，或者甚至是不可行的。 (2)板片组装后形成了多缝隙结构，如板片之间的触点、密封槽底等部位。而缝隙容易造成氯离子的富集，局部富集程度往往远远超过了不锈钢自身抗应力腐蚀的能力。 (3)当板片表面的污垢严重时。介质中的腐蚀元素(CI、S等)可能大量附着于污垢并在垢底缝隙处富集。 (4)密封槽底中的有害元素往往是粘结剂中的Cl因温度升高温析出来的。如氯丁胶系列的粘接剂、压缩石棉(含有CaCl2)，往往在水与蒸汽工况条件下。析出的富集氯离子与H+形成HCI，使槽底缝隙处发生严重的应力腐蚀开裂。,图例,板式换热器设备其他问题,(1)对于不锈钢板式换热器不能使用盐酸(HCl)或盐酸类的清洗剂和清洗粉末进行化学清洗这是由于未充分溶解垢渣(含有残存氯)在多缝隙的结构中是很难冲洗干净的，碱中和也不可能充分进行。可采用硝酸加缓冲荆或硝酸类的清洗剂、清洗粉进行清洗，适当加温可提高清洗效率。 (2)安装设备配管时，应避免焊线措在设备。而应搭在配管的管道上，以防止焊线电流使板片内触点处被击穿。 (3)蒸汽的过热度对橡胶垫片使用寿命影响很大，正常应用在1500 一180饱和蒸气橡胶压垫片。其使用期为35年或更长。而用130 左右的过热蒸汽中寿命仅为几个月。这是因为饱和蒸气可在垫片表面生成一层水膜在高温下对垫片起有效的保护作用。冈此使用蒸汽不仅要注意它的温度是否适用于垫片。过热度也是不可忽视的重要因素。,板式换热器发展趋势,1、强化传热性能，如促进高热阻侧流体湍动，连续提供增强热传递的激励增大高热阻侧的传热面积、增强原有表面的热性性能、用热管作为传热元件制成换热器强化传热等措施； 2、增大流体处理量，扩大使用范围； 3、研制大型板片，发展大型板式换热器； 4、研制新型的适用于腐蚀介质板片、垫片材料和涂(镀)层，并且以提高工作温度和压力；