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1、1. 板式换热器简介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。各种板片之间 形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功 率消耗情况下，其传热系数要高出很多，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹板、水 平平直波纹板和瘤形板片三种。1.1板式换热器的基本结构板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。板片由各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开 有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以
2、密封。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。1.2板式换热器的特点（板式换热器与管壳式换热器的比较）a. 传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维 流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的 35 倍。b. 对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是 错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在 0.95左右，此外
3、，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的 末端温差小，对水换热可低于1 C，而管壳式换热器一般为5C.c. 占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的25倍，也不像管壳式那 样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的 1/51/10。d. 容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的； 改变板片排列或更换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况，而管壳式换热器的 传热面积几乎不可能增加。e. 重量轻 板式换热器的板片厚度仅为0.40.8mm，而管壳式
4、换热器的换热管的厚度为2.02.5mm， 管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。f. 价格低 采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%60%。g. 制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器 一般采用手工制作。h. 容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对 需要经常清洗设备的换热过程十分方便。i. 热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需 要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。j. 容量较小是管壳
5、式换热器的10%20%。k. 单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的 压力损失大。l. 不易结垢由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/31/10.m. 工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露板式换热器采用密封垫密封，工作压力一 般不宜超过2.5MPa，介质温度应在低于250C以下，否则有可能泄露。n. 易堵塞由于板片间通道很窄，一般只有25mm，当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时，容 易堵塞板间通道。1.4板式换热器的应用场合a. 制冷：用作冷凝器和蒸发器。b. 暖通空调：配合锅炉使用的中间换热器、高层建筑中间换热器
6、等。c. 化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。d. 冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。e. 机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却等。f. 电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等。g. 造纸工业：漂白工艺热回收，加热洗浆液等。h. 纺织工业：粘胶丝碱水溶液冷却，沸腾硝化纤维冷却等。i. 食品工业：果汁灭菌冷却，动植物油加热冷却等。j. 油脂工艺：皂基常压干燥，加热或冷却各种工艺用液。k. 集中供热：热电厂废热区域供暖，加热洗澡用水。l. 其他：石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用。1.5板式换热器选型时应注意的问题1.5.1板型选择板片型式或波纹式应
7、根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的 板型，反之选用阻力大的板型。根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。确定 板型时不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的 换热器更应注意这个问题。1.5.2流程和流道的选择流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片 组成的介质流动通道。一般情况下，将若干个流道按并联或串联的费那个是连接起来，以形成冷、热 介质通道的不同组合。流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。尽量使冷、热水流道内的 对流换热系数相
8、等或接近，从而得到最佳的传热效果。因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近 时传热系数获得较大值。虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流 速进行计算。由于“U形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。1.5.3压降校核在板式换热器的设计选型使，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。如果校核压降超过 允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止阿法拉伐板式换热器与国产板式换热器比较阿法拉伐板换国产板换板片板片采用最先进的4万吨自动化压机及高精度模具，配合先进 的工序压制而成：保证了板片的精度,减少对板片的损害.板片采用国产小吨位压机压制，模具精度低，且
9、使用时 间过长，压制工艺落后.板片板片一次冲压成型：1. 板片承压能力增强，避免热应力疲劳,避免振荡和高频颤抖 引起的机械疲劳腐蚀.2. 板片机械性能更佳，避免了隐性裂纹造成的泄漏.3. 接触点分布均匀，介质流过板片时，湍流加强，最大限度提 高传热效率.4. 减轻设备重量，在保证承压要求下，获得更高的传热系数板片多次冲压成型：无法保证整张板片具有相同的高精度，承压能力，耐腐 蚀能力差，影响传热效率.板片原板材均采用瑞典或日本名厂生产的高等级不锈钢板材.原板材一般采用国产或韩国生产的不锈钢板材.板片板片巧克力式分流区的专利设计：1. 即使最宽的板片，也能使流体充分均匀地分布在板片的各 个角落.2
10、. 板片所有的换热面积都参与高效换热，板片的所有物理面 积都转化为有效的换热面积，无换热死区.3. 不存在流动死角，不容易发生积垢，不易出现积垢引起的氯 离子腐蚀.4. 使分流区压力损失最小.，提高对流换热部分的流速，提高 整体的换热效率.板片分流区简单，不利于均匀分流， 容易造成流动死区，降低传热效率.板片板片单边流设计1. 整台板换仅用一种板片.，减少板片和胶垫的备品种类和数量.2. 更易配管.2.更易安装和设备维护.一般采用对角流1. 不易配管.2. 增加板片和胶垫的备品种类和数量.胶垫胶垫为瑞典原厂生产，采用特殊工艺及添加剂,耐温,耐老化 性能非常强，正常使用寿命超过10年.一般为小工
11、厂简易加工,使用寿命较短，耐温性能较 差，容易泄露.胶垫胶垫一次浇注成型：增强抗应力和震颤能力，胶垫无泄漏，寿命长.胶垫一般不是一次浇注成型.胶垫板片上的保护沟槽：保护胶垫的内外边缘，胶垫无爆裂可能,充分保障使用寿命.板片上一般无特殊的保护沟槽.胶垫胶垫免粘接设计：胶垫无需胶粘，依靠别卡别在板片侧面，阿法拉伐的免粘设计非常成熟，全部型号均采用免粘接胶垫， 已有20多年专利历史，在中国供热市场上已有几百个用户，超 过5年的用户有上百个，且使用非常好.1. 板换维修时，不需在现场重新胶粘胶垫，减少了维修工作量.2. 维修时胶垫不易损坏，避免了因更换胶垫造成维修费用增 加.3. 避免了粘接胶垫,胶中
12、氯离子对板片的腐蚀.胶垫一般采用粘接式，个别厂家仿照免粘接胶垫，但 由于板片结构不同，免粘接胶垫无法保证密封,且由于 胶垫质量不行，卡扣易断.很少有成功用户，无长年使用用户.胶垫固定和密封功能分开：免粘接胶垫的别卡具有固定功能和密封功能分开，如固定别 卡损坏，不会影响密封功能.无此功能.框架五点定位系统和角对角定位系统：无特殊定位系统：1. 方便从框架上取下板片.2. 无论从水平还是从垂直方向上都很容易保证板片的准确定 位,避免由于定位不准造成的侧泄漏.3. 方便检修，缩短了检修中的停机时间.4. 精确方便的定位系统，可以保证即使无经验的维修人员也可以在现场容易的回装板片，并能保证 不发生泄漏
13、.造成用户在现场进行板换拆装操作时,无法保证回装 板片对齐,非常容易造成泄漏.框架框架的全部部件均为丝扣连接：1. 无焊缝，拆卸方便,不易上锈腐蚀，各部件更换方便，节省 维修费用.2. 框架可以全部解体.，框架解体后，可分件运至无法整机运 达的地方重新组装.框架为焊接.框架压紧螺栓全部为辊轧制造：螺母和螺栓在长期使用后无咬死现象螺母,螺栓加工比较粗糙.框架压紧螺栓上带有轴承盒：可以轻松拧紧和松开螺栓,无需特殊工具，即可轻松拆卸换热器.压紧螺栓无轴承盒.框架压紧螺栓可在侧面取下：压紧螺栓只需稍微松开就可从侧面取下，轻松打开压紧螺栓 并取下，方便检修.压紧螺栓一般需从前面取下，增加检修强度价格价格
14、更具竞争力：由于阿法拉伐板式换热器具有非常好换热性能，其传热系数 大大高于国产板换,既可以用较少的换热面积完成供热要求， 这样即使由于成本原因，单位换热面积造价较高，但总价很有 竞争力.国产板换一般由于生产成本较低，单位面积板换价格 较低,但由于其板换传热性能较差，传热系数低，完成 同等的供暖要求，需用很大的换热面积.例如在黑龙江地区完成同等采暖面积的供暖要求，国 产板换所需的换热面积一般为阿法拉伐板换换热面积 的两倍.公司及技术实力瑞典阿法拉伐集团全球年销售额18亿欧元，在国内市场板式 换热器年销售额超过3亿元人民币.阿法拉伐公司有120年历史，并有近80年板式换热器生产历 史,在国际板式换
15、热器市场上占有超过50%的市场份额.阿法拉伐每年投入巨资用于产品开发，在全球拥有20个产品 研发中心，一直以来都是板式换热器发展的先驱.一般国内板换厂家年销售额不超过1千万元人民币.一般国内板换厂家生产板换历史不超过10年.大多数厂家在新产品开发上无投入，主要仿造其他厂 家或国外早期产品.阿法拉伐板式换热器结构特点-板片特点特点优势客户效益板片一次冲压成型1. 在同一板片上，板片波纹深度相同，从而保证板间每一接 触点完好衔接.2. 板片上无过度冲压区.不会产隐性裂纹（在显微镜下才能 发现的裂纹）3. 板片上金属纹路高度同一.4. 板片最薄可达0.3mm.1. 板片承压能力增强，避免热应力疲劳,避免振荡和高 频颤抖引起的机械疲劳腐蚀.2. 板片机械性能更佳，避免了隐性裂纹造成的泄漏.3. 接触点分布均匀，介质流过板片时，湍流加强，最大 限度提高传热效率.4. 减轻设备重量，在保证承压要求下，获得更高的传热 系数.板片巧克力式分流区 的专利设计1. 即使最宽的板片，也能使流体充
