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1、板翅式换热器同组人：张弘达 18、张来超 14薛业成 06、张太平 02引言：板翅式换热器：通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻 两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样 得夹层根据流体得不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板 束就是板翅式换热器得核心。张弘达一、板翅式换热器得发展二十世纪三十年代，板翅式换热器首先在航空工业上被采用， 它结构紧凑、轻巧、传热效率高等特点引起了研究人员与设计工作者 得兴趣。随后在制冷、石油化工、空气分离、航空航天、动力机械、 超导等工业部门得到广泛应用，被公认就是高效新型换热器之一。1942 年，美国得诺利斯首先进行了平直翅片、锯
2、齿翅片、波纹翅 片、钉状翅片得传热机理研究，找出几种主要翅片得摩擦因子f),传 热因子(j)与雷诺数(Re)得关系，为以后得研究与设计奠定了基础。 1947 年美国海军研究署、船舶局、航空局合作在斯坦福大学拟定了 系统得研究计划并扩大了研究范围。板翅式换热器发展中另一方面就是制造工艺，对于结构复杂、隔板与 翅片又很薄得铝合金钎焊工艺掌握就是在经历了一段相当漫长又曲 折过程，在突破许多关键技术后才达到今天得水平。现在国外板翅式换热器最高设计压力可达10MPa以上，最大 芯体尺寸（LXWXH） 60007000X1200X 1200mm,重达 10 吨以上， 可以有十多种流体同时换热。 我国就是从
3、 20 世纪 60 年代中期开始 板翅式换热器试验研究， 70 年代初期自行开发成功，并首先在空分 设备上得到应用。90 年代初，杭氧厂引进美国 S、W 公司大型真空钎 焊炉与板翅式换热器制造技术，板翅式换热器生产在我国得到飞速发 展。现在已在空气分离、石油化工（乙烯、合成氨、天然气分离与液 化）、动力机械及航天（神舟号飞船）等工业部门得到广泛应用。并 有部分出口国外（美国、加拿大等国）。我国板翅式换热器目前得生产水平相当于国际上20世纪90年代 中期水平。杭氧现已开发有近 50 种不同型式与尺寸规格得翅片，可 满足各种换热要求。二、板翅式换热器特点（ 1）传热效率高。（2）结构紧凑，单位体积
4、换热面积为管壳式换热器 5 倍以上，最 大可达几十倍。管壳式换热器一般为150200m2/m3，而板翅式换热 器因翅片具有扩展二次表面，使传热面积可达到15002500 m2/m3。（3）轻巧、牢固。铝材密度P为2、7g/cm3,而钢材为7、8g/cm3,铜材为 8、9g/cm3。（4）适应性大，可适用多种介质热交换。在同一设备内可允许多 达十多种介质之间热交换，可作气气、气液、液液之间换热， 亦可作冷凝与蒸发。（5）经济性好。由于结构紧凑、铝材又轻，降低了设备投资费。（6）流道易堵塞，维修困难，所以介质要求清洁、干净。三、板翅式换热器结构（1）换热器基本元件板翅式换热器得结构形式很多，但单元
5、体结构基本相同，板式芯 体由翅片、导流片、封条、隔板与侧板组成，在相邻两隔板之间放置 翅片、导流片与封条，组成一通道，按设计要求对各通道进行不同叠 积与适当排列，在600C左右温度下经钎焊成一整体。隔板 主要用于传递热量与把介质分隔开来，也就是承压主要元 件。压力越高，隔板越厚，厚度一般在0、82mm。材料为3003 +AI-Si 合金。封条 在四周起密封与支撑作用，其高度与翅片等同，宽度按其承受压力有15、25、40mm等几种不同规格。材料为3003 H112。导流片 起流体得分配与汇集作用，常用于流体进出口，为多孔 型且节距较大得翅片。厚度一般为0、40、6mm，材料3003 -0。侧板
6、就是换热器最外侧平板，主要起保护作用与便于换热器支架焊接，厚度一般在56mm，材料3003 -0。翅片 就是换热器最基本元件，传热过程主要依靠翅片来完成， 同时承担两隔板之间支撑作用。尽管翅片很薄只有 0、150、5mm， 却能承受较高压力。材料为 3003-0。翅片型式翅片选择根据工作压力、流体特性、换热要求等因素来考虑。一 般放热系数大得场合（液体之间，相变）选用低而厚翅片，发挥翅片 作用，有较高翅片效率；放热系数小场合（气体与气体）选用高而薄 翅片，以增加传热面积来弥补放热系数不足。常用翅片有平直、多孔、 锯齿与波纹四种型式。每种型式得翅片高度与节距不同，每一种形式 又有多种规格。劣才|
7、_卡亘妞片人宇室磁幵分当n妞片平直翅片放热系数与压力损失小，放热与流动摩擦特性与圆管 相似。多孔翅片孔洞使热阻边界层不断发生断裂，提高传热性能，也 有利于流体分配。锯齿翅片翅片间隔一定距离屡次被切断，并使之向流道突出， 对促进湍流与破坏热阻十分有效，放热系数比平直翅片高30%以上。 又称高效翅片。波纹翅片增加流体扰动来提高传热性能，有较高承压能力。（1）导流片得布置形式 导流片一般布置在翅片两端，使流体均匀分配与便于封头布置， 导流片布置形式有以下类型，如下图所示。测面孚诫片端圭孚谑片申词导兼片i 1.叶尢洁聖叱片劝厂门用述里:1fl.广/I啟卄瑞科:一险3Ewt；冇瑕牡!E理段丰 抬导涤斤号
8、!达出臭辭就壽髀箒2）流道布置板翅式换热器流道布置形式，根据不同操作条件可布置成顺流、 逆流、错流、错逆流等多种形式。逆流应用最普遍，顺流应用较少。 常用流道布置形式见上图。四、换热器组合由于工艺条件与设备限制，板翅式换热器得单元尺寸受到限制， 所以在大型空分设备中换热器需要通过多个单元得串联或并联加以 组合。多个单元组合得时候，很重要得一个问题，就就是要使流体在 各个单元中能够均匀分配，减小与防止偏流。单元组合时，基本上有三种方式：对称形、对流形、并流形。从 均布观点尽量采用对称形，避免并流形。同时由于各单元流体阻力可 能不相等，组合时应注意阻力得匹配，工艺管道布置也需注意这点。单元组合方式
9、图：五、故障处理在生产过程中，由于板翅式换热器得管板受水分冲刷、气蚀与微 量化学介质得腐蚀，管板焊缝处经常出现渗漏，导致水与化工材料出 现混合，生产工艺温度难以控制，致使生成其它产品，严重影响产品 质量，降低产品等级。冷凝器管板焊缝渗漏后，企业通常利用传统补 焊得方法进行修复，管板内部易产生内应力，且难以消除，致使其它 换热器出现渗漏，企业通过打压，检验设备修复情况，反复补焊、实 验，24人需要几天时间才能修复完成，使用几个月后管板焊缝再 次出现腐蚀，给企业带来人力、物力、财力得浪费，生产成本得增加。 通过福世蓝高分子复合材料得耐腐蚀性与抗冲刷性，通过提前对新换 热器得保护，这样不仅有效治理了新换热器存在得焊缝与砂眼问题， 更避免了使用后化学物质腐蚀换热器金属表面与焊接点，在以后得定 期维修时，也可以涂抹福世蓝高分子复合材料来保护裸露得金属；即 使使用后出现了渗漏现象，也可以通过福世蓝技术及时修复，避免了 长时间得堆焊维修影响生产。正就是由于此种精细化得管理，才使得 换热器渗漏问题出现得概率大大降低，不仅降低了换热器得设备采购 成本，更保证了产品质量、生产时间，提高了产品竞争力
