板式换热器是由框架、传热板片组及夹紧螺栓等主要部件组成。
框架包括一个固定压紧板和一个活动压紧板,由上导杆与下导杆支承,在另一端有一支柱。压制成的波纹板片悬挂在两板之间的上导杆上,移动活动压紧板将板片组压紧,再用一组夹紧螺柱将固定压紧板和活动压紧板夹紧至一定尺寸。两种介质经固定(或活动)压紧板上法兰孔流入由波纹板片组成的各自通道,热交换后介质再由固定(或活动)压紧板上的法兰孔流出。同定压紧板、活动压紧板、支柱及导杆均为低碳钢。考虑到用户的多种使用要求,框架设计有多种型式,主要有双支撑框架式和常用的落地式等,也可根据用户的要求更改框架的型式。
传热板片是板式换热器的核心部件。波纹板片通过一次压制成型,合理的波纹设计增加了板片有效传热面积,使流体顺波纹通过时形成湍流,强化了传热过程。装配时波纹与波纹相交成大量接触抗点,提高了板片组的刚度,因此能承受较高的压力。每块板片作为一个传热面,在密封垫的作用下,板片的两侧分别有冷热介质通过,进行换热。板片上有四个分配液体的孑L,孑L及板片四周装有密封垫片,限制介质在板片组内流动,各板片形成平行的通道,流经里面的两种介质,作换热效果的方向流动,为适应多种腐蚀性较强的介质,波纹板片材料有:工业纯钛TAl,用于海水或其它腐蚀性介质;多种不锈钢,用j=淡水、饮用水、油类及其它非腐蚀性介质。
在波纹板片的密封槽上装有密封垫片,密封垫片设计成双道密封结构,并且有信号孔。当介质如从道密封泄露时,可从信号孑L泄出设备之外,便能及早发现问题加以解决,不会造成两种介质的混合。密封垫片可根据不同的流体和操作温度选用不同的胶种。
板式换热器板片材质:
*不锈钢SUS304SUS316L
净水、河川水、食物油、矿物油
*工业纯钛及钛钯合金TitaniumandPalladium
海水、盐水、盐化物
*哈氏合金HadtelloyAlloy
、盐酸、磷酸
*镍Nickel
高温高浓度苛性钠
板式换热器垫片材质:
*橡胶NBR
水、海水、矿物油、盐水 一15--1IO~C
*高温橡胶BNBR -
高温矿物油、高温水 15--140~C
*乙丙EPDM
热水、水蒸气、酸、碱 一25--150~C
*氟橡胶 Viton/FluorineRubber
强酸、强碱、矿物油、润滑脂和燃油等 一5--180~C
*氯丁橡胶NEOPRENE
酸、碱、矿物油、低分子量脂烃 一35--130~C
*硅橡胶SiliconRubber
高温和某些腐蚀性介质 一65-200℃
板式换热器设计理念:
板片带有增压的新型导流区设计是在板片导流区流速较大的地方采用多路通道增加压力,使整张板片中的流速达到均等,提高了板片的换热效率,减少了死角,改善了板片的结垢状况。
换热器适用于不同介质、不同工况、不同温度、不同压力的换热器,结构型式也不同,换热器的具体分类如下:
按传热原理分类:
1、间壁式换热器间壁式换热器是温度不同的两种流体在被壁面分开的空间里流动,通过壁面的导热和流体在壁表面对流,两种流体之间进行换热。间壁式换热器有管壳式、套管式和其他型式的换热器。间壁式换热器是应用为广泛的换热器;
2、蓄热式换热器蓄热式换热器通过固体物质构成的蓄热体,把热量从高温流体传递给低温流体,热介质先通过加热固体物质达到一定温度后,冷介质再通过固体物质被加热,使之达到热量传递的目的。蓄热式换热器有旋转式、阀门切换式等;
3、流体连接间接式换热器流体连接间接式换热器,是把两个表面式换热器由在其中循环的热载体连接起来的换热器,热载体在高温流体换热器和低温流体之间循环,在高温流体接受热量,在低温流体换热器把热量释放给低温流体;
4、直接接触式换热器又被称为混合式换热器,这种换热器是两种流体直接接触,彼此混合进行换热的设备例如,冷水塔、气体冷凝器等;
5、复式换热器兼有汽水面式间接换热及水水直接混流换热两种换热方式的设备。同汽水面式间接换热相比,具有更高的换热效率;同汽水直接混合换热相比具有较高的稳定性及较低的机组噪音。
换热机组的应用构造
1. 温度控制
用电动调节阀控制一次网流量,使二次网出口保持设定温度。
用自立式温度调节阀控制一次网流量,使二次网出口保持设定温度。
根据室外温度自动调节二次网的出口温度。
2.压力、压差控制
二次侧供回水压差控制、二次侧回水压力控制
3. 自动补水
变频补水,用二次网回水的压力信号控制变频器的输出,达到自动补水,使系统保持恒压。
用电接点压力表电气控制,采用二次网系统压较往年的上、下限来控制补水泵的启停,使系统保持恒压。
4.就地优化
回水温度限制、热流量(水流量)限制、回水温差限制、结垢检测
5.显示报警
对一、二次网的进、出口的温度、压力、热量、流量及室外温度等参数实现微机自动化监测与控制,并对系统超压、电机过热、电源缺相、除污器堵塞等进行自动报警。
6. 通讯功能
机组的控制器具有标准485通讯接口,可在主动与被动方式下与中心通过下时轮巡采集势力站控制器参数,当控制器报警时及时上传。
7.机组的控制区功能根据换热站实地情况而定,可实现无人值守。
换热机组的性能特点:
1、节能,传热系数高。
2、全不锈钢制作,使用寿命长。
3、改层流为湍流,提高了换热效率,降低了热阻。
4、换热速度快,耐高温,耐高压。
5、结构紧凑,占地面积小,重量轻,安装方便,节约土建投资。
6、设计灵活,规格,实用针对性强,节约资金。
7、应用条件广泛,适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换。
8、维护费用低,易操作,清垢周期长,清洗方便。
9、采用纳米热膜技术,显著提高传热系数。
10、应用领域广阔,可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
管壳式换热器的设计工艺流程:
1、确定管壳式换热器的流体在换热器中的流动途径;
2、确定管壳式换热器的流体在换热器中两端的温度,计算定性温度,确定在定性温度下的流体物性;
3、计算管壳式换热器的平均温度差,并根据温度差校正系数不应小于0.8的原则,确定壳程数或调整加热介质或冷却介质的终温;
4、根据管壳式换热器的两流体的温差和设计要求,确定换热器的型式;
5、依据管壳式换热器的换热流体的性质及设计经验,选取总传热系数值;
6、依据管壳式换热器的总传热速率方程,初步算出传热面积,并确定换热器的基本尺寸或按系列标准选择设备规格;
7、计算管程、壳程压降,根据初选的设备规格,计算管程及壳程的流速和压降;
8、检查计算结果是否合理且满足工艺要求。若压降不符合要求,要调整流速,再确定管程和折流挡板间距,或选择其它型号的换热器,重新计算压降直至满足要求为止;
9、核算管壳式换热器的总传热系数,并且计算管、壳程对流传热系数,确定污垢热阻,再计算总传热系数,然后与值比较确认。
管壳式换热器属于间壁式换热器,流体每通过管束一次称为一个管程;每通过壳体一次称为一个壳程。其换热管内部流体通道为管程,而换热器外部流体通道为壳程,管程和壳程内的流体温度不同时,则温度高的流体将会通过换热管壁,将热量传递给温度较低的流体,进而使得温度高的流体得到降温,而温度低的流体被加热,实现换热工艺。