龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/7118989012.html,
板式换热器的发展前景
作者：李长浩张火明
来源：《中国化工贸易·下旬刊》2018年第01期
摘要：近年随着换热器产品的不断发展升级，一些热效率高，成本低，装拆简单的换热
器产品更加受到企业的青睐，板式换热器就是这样一种极具竞争力的产品。本文以板式传热器为研究对象，主要是对其特点、应用及发展趋势进行分析论述，希望能够更好地拓展其工业应用前景。
关键词：板式换热器；特点；发展趋势；应用前景
1 板式换热器的特点分析
1.1 总传热系数高
板式换热器的板间流道，是一个横截面多变、曲折的流道，它很有效地使流体产生湍流，从而降低了液膜的热阻；板片用0.6～0.8mm的薄板制造，降低了壁面的热阻，因污垢很薄，故其热阻也小，另外不会出现像管壳式换热器那样的旁路流。于是板式换热器的总传热系数约为管壳式换热器3～5倍。
1.2 占地面积小
用于同一工况下的板式换热器的占地面积，约为管壳式换热器的五分之一左右，这是由于板式换热器的总传热系数高，减小了换热面积，并且本身紧凑，单位体积内的换热面积，约为管壳式换热器的2倍，又不需附加的检修场地。
1.3 多种介质换热
在一台板式换热器中，只要设置中间隔板，就可以进行多种介质的换热，这一特点是管壳式换热器难以达到的。乳品、饮料等行业中，利用板式换热器这一特点，在一台设备中可实现加热、杀菌和热回收等多种工艺过程，减少设备台位，简化工艺流程，方便操作。
1.4 对数平均温差大
冷、热流体，在板式换热器的板间流动，是平行的流动，且一般可以设计成为逆流的方式，因此温差修正系数高于以错流为主要流动方式的管壳式换热器的温差修正系数，其结果使得对数平均温差大于管壳式换热器。
1.5 末端温差小
目录 1、目录 1 2、选型公式 2 3、选型实例一（水－水） 3 4、选型实例二（汽－水） 4 5、选型实例三（油－水） 5 6、选型实例四（麦芽汁－水） 6 7、附表一（空调采暖，水－水）7 8、附表二（空调采暖，汽－水）8 9、附表三（卫生热水，水－水）9 10、附表四（卫生热水，汽－水）10 11、附表五（散热片采暖，水－水）11 12、附表六（散热片采暖，汽－水）12
板式换热器选型计算 1、选型公式 a 、热负荷计算公式：Q=cm Δt 其中：Q=热负荷（kcal/h ）、c —介质比热（Kcal/ Kg.℃）、m —介质质量流量（Kg/h ）、Δt —介质进出口温差（℃）（注：m 、Δt 、c 为同侧参数） ※水的比热为1.0 Kcal/ Kg.℃ b 、换热面积计算公式：A=Q/K.Δt m 其中：A —换热面积（m 2）、K —传热系数（Kcal/ m 2.℃） Δt m —对数平均温差 注：Ｋ值按经验取值（流速越大，Ｋ值越大。水侧板间流速一般在0.2～0.8m/s 时可按上表取值，汽侧 板间流速一般在15m/s 以时可按上表取值） Δt max - Δt min T1 Δt max Δt min Δt max 为（T1-T2’）和（T1’-T2）之较大值 Δt min 为（T1-T2’）和（T1’-T2）之较小值 T T1’ c 、板间流速计算公式： T2 其中V —板间流速（m/s ）、q----体积流量（注意单位转换，m 3/h – m 3/s ）、 A S —单通道截面积（具体见下表）、n —流道数 2、板式换热器整机技术参数表： 计压力1.0Mpa 、垫片材质EPDM 、总换热面积为9 m 2 板式换热器。 注：以上选型计算方法适用于本公司生产的板式换热器。 选型实例一（卫生热水用：水-水） Ln Δt m =
选择板式换热器要注意以下三个事项 1、板式换热器板型的选择板片型式或波纹式应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。艾瑞德每种规格的板片，均具有至少两个板型，采用热混合技术，可以综合换热器的传热和压降，使其运行在最佳工作点。内旁通，双流道技术和不等流通截面积装配为两侧介质流量相差较大的工况提供了完美的解决方案。ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司板式换热器有AB系列、AM系列、AL系列、AP系列、AS系列等几大系列百余种板型。各种型号都有深波纹、浅波纹、大角度、小角度等，完全确保满足不同用户的需要，特殊工况可按用户需要专门设计制造。 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。 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。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司是专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHE GASKET）、换热器板片(PHE PLATE)并提供板式
全焊接板式换热器的制造工艺和简介 晨怡热管(1.青海大学化机系,青海西宁810016;2.兰州兰石换热设备有限责任公司,甘肃兰州730050 1.祁玉红 2.李治国2008-6-29 18:21:18 摘要:简要介绍了全焊接板式换热器的芯体和外壳的制造工艺以及在制造过程中所采用的 焊接技术。通过介绍可知,全焊接板式换热器是一种传热效率高、结构紧凑独特的新一代换热设备。 关键词:全焊接板式换热器;制造工艺;结构设计 中图分类号:TQ051.5文献标志码:B文章编 号:1005-2895(2007)03-0124-03 0前言 板式换热器是1种高效而紧凑的换热设备。由于有传热系数高、压力损失小、结构紧凑、维修方便等诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造技术的提高,板式换热器的应用日益受到人们的重视[1]。但是传统的散装式板式换热器(可拆卸式板式换热器),由于本身结构的局限性,使用压力不超过2.5MPa,使用温度不超过250℃,最大组装面积2000m3,另外还存在橡胶密封垫在高温下容易失效的缺陷以及在某些特定介质中的应用问题一直未 能解决。因此,为了提高板式换热器的使用温度和压力,扩大其使用范围,国内外陆续开发、制造并使用了多种焊接板式换热器。这些焊接板式换热器已经越来越多地用于化工、石油、动力、冶金等领域的加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收等过程中。 经应用证实全焊接板式换热器其有以下优点: (1)适用温度为-200～900℃,压力变化范围为真空～6.0MPa,最大组装面积可达6000m2。 (2)传热效率高,板片表面几乎都参与了热交换。 (3)由于板片热交换充分、均匀,波纹深度变化范围大,不论流体在板间或管间流道, 流动均顺畅,没有死区,阻力损失小。 (4)占地面积小,与可拆卸式相当。紧凑的结构可达到250m2/m3。 (5)重量轻,仅为相同换热面积管壳式换热器的1/5～1/4。 (6)同一种流体在列管式换热器内当雷诺数为4000～6000时,才能达到湍流状态,而在全焊接板式换热器内当雷诺数为100～300时,就可达到湍流状态。 (7)板片在四周交错焊接后,在运行过程中由于热胀冷缩现象,板片内应力释放,会使 板片表面污垢自动脱落下来。通常污垢热阻仅为列管式换热器污垢热阻的1/5～1/4。 1全焊接板式换热器的主要制造工艺 1.1全焊接板式换热器的芯体结构制造 全焊接板式换热器的板片材料通常为奥氏体不锈钢:304,304L,306,316L,321等 以及镍基合金、工业纯钛。材料只需具有基本的可焊性和冲压性能,都可以用来制作板片元件。板片厚度通常为0.4～1.0mm。 全焊接板式换热器的板片生产利用了板片成型自动化生产线。利用接刀、定位与找正技术,采用整板分次连续压制成型,其板片形式主要有水平平直波纹板片、窝形波纹板片、或平板板片等。通过改变换热板片的长度和叠加厚度来实现结构的变换。 单个板片两两正反通过翼边组焊成一束,板片四周交错焊接,这种独特的结构可以使 传热板片通过翼边焊接形成另一流体的通道。因此多个板束通过焊接联系起来就形成了2 个流体通道,即板间流道和管间流道(见图1,图2)[2]组成了全焊接板式换热器的芯体结
板式换热器结构及工作原理 要了解板式换热器，首先看一下其结构图： 板式换热器是按一定的间隔，由多层波纹形的传热板片，通过焊接或由橡胶垫片压紧构成的高效换热设备。按其加工工艺分为可拆式换热器和全焊接不可拆式换热器，办焊接式换热器是介于两者之间的结构，即两种流体作为相对独立的结构体进行组装的。板片的焊接或组装遵循两两交替排列原则组装时，两组交替排列。为增加换热板片面积和刚性，换热板片被冲压成各种波纹形状，目前多为v型沟槽，当流体在低流速状态下形成湍流，从而强化传热的效果，防止在板片上形成结垢。板上的四个角孔，设计成流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。 板式换热器的特点： （1）由于采用0.6mm—0.8mm不锈钢片，传热效率得以极大的提高。 （2）体积小，是管壳式换热器体积的1/3——1/5，既节省了金属材料，又减少了占地面积。 （3）组装灵活，便于推行标准作业，从而为进一步降低生产成本带来可能。
（4）不易结构，清洗方便，便于日常维护。 （5）由于体积小、响应迅速，运行热损失小。 （6）焊接式板式换热器的缺点是焊接工艺要求高、带来成本的增加：可拆卸换热器运行温度受密封材料制约，一般在200摄氏度以 下，耐压能力也较差。 实际应用中，根据不同用户的要求，选择不同的换热器。一般工矿企业、社区楼宇集中供热换热站采用可拆式换热器，家庭生活用热水、室内空调等小功率用户采用全焊接式板式换热器。随着焊接技术和工艺的不断改进和提高，大功率换热器采用全焊接工艺将日益普及，结构更趋经凑合理。 发展展望：据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资占30% ~40%。在制冷机中，蒸发器和冷凝器的重量占机组重量的30% ~40%，动力消耗占总动力消耗的20% ~30%。可见换热器对企业投资、金属耗量以及动力消耗有着重要的影响。大力发展板式换热器更替原有效率低下、材料消耗惊人的陈旧换热器是节能降耗有效途径，行业发展也将迎来新的机遇。
板式换热器的技术参数 更新日期：2012-12-12 进出口管径进出口管径的大小以介质在管道内的活动速度小于3m／S为宜来确定，最大流速宜小于4m／s。现海内板式板式换热器板片厚度一股为0.5～1.0mm，考虑到厂家制造工艺、现场操纵水平及侵蚀、除垢等因素，板式换热器板片厚度宜选择0.7～0.9ram。 板式换热器软水侧压力损失 软化水进出板式换热器温度根据现有高炉软水供给的经验，软水供给温度在3 5～40℃之间时，对高炉稳产高产、安全出产最有利，同时考虑到夏季冷媒水及冷却塔的冷却能力，软化水进高炉温度在夏季最不利工况时宜小于40℃，软化水出高炉温度宜小于4 5℃，即软化水进板式换热器温度宜为4 5℃，出板式换热器温度宜为40℃。 板式换热器板片材质板式板式换热器板片材质基本上采用不锈钢、钛合金两种。 板式板式换热器数目根据中小高炉的特点，其炉体冷却软水系统采用板式板式换热器的数目宜为3台并联，每台流量为最大流量的5O%，正常运行开二备一。 冷却水进、出板式换热器温度根据夏季冷却水供水温度及冷却塔工作能力，冷却水进板式换热器温度宜小于32℃，出板式换热器温度宜小于3 7℃。 流量根据水在冷却壁的公道流速，并重点考虑高炉后期内壁耐热层减薄、传热量急剧增加的情况，按后期最大传热量来确定软化水流量。因为钛材料价格为不锈钢的4～6倍，且高炉冷却系统板式板式换热器板片材质采用不锈钢即可知足要求，为此板式板式换热器板片材质选用不锈钢。 板式换热器正常工作压力根据软水系统闭路轮回的特点，板式换热器正常工作压力最小值应为软水系统轮回水泵出口压力与高炉高位膨胀水箱水位高度之和。原有空冷器软水侧压力损失小于0.05MPa，因此板式板式换热器软水侧压力损失必需小于’0.05M Pa。 密封垫材质考虑现场实际情况及板式板式换热器工作温度、软化水成分等诸多因素，密封垫材质宜选用三元乙丙橡胶。 因为软水系统除停开空冷器、并入板武板式换热器外，其它部门不变，因此，板式板式换热器软水侧压力损失须小于原有空冷器软水侧压力损失。 板式换热器板片厚度板式换热器板片厚度与传热系数成反比关系，板片厚度越小，传热效果越好，但同时也轻易侵蚀泄漏。 ARD拥有世界上最先进的设计和生产技术以及最全面的换热器专业知识，有专门的选型软件根据用户不同工况测算出最适合的板式换热器。
板式换热器板片的定位是以五点金属与金属接触而确定，上承杆的三点，可以防止板片上下移动，加上下承杆的两点板片就不会左右移动。这是很重要的部分，所以大家一定要有所了解。下面再给大家介绍一下，板式换热器板片的工作过程和技术特点。 板式换热器是由一组波纹金属板组成，板上有四个角孔，供传热的两种液体通过。金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。板片上装有密封垫片，将流体通道密封，并且引导流体交替地流至各自的流道内，形成热交换。流体的流量，物理性质，压力降和温度差决定了板片的数量和尺寸。波纹板不仅提高了湍流程度，并且形成许多支承点，足以承受介质间的压力差。金属板和活动板压紧板悬挂在上导杆，并由下导杆定位，而杆端则固定在支撑柱上。 板式换热器板片均匀分布流速，去除了流速死区，从而避免了因污垢堆积而产生的腐蚀，同时又提高了板片换热面积的利用率。两种流体完全逆向流动，大大提高了换热效率。同种流体进、出口平行配管，简化了工程安装。单一板片，简化了维修。 艾瑞德每种规格的板片，均具有至少两个板型，采用热混合技术，可以综合换热器的传热和压降，使其运行在最佳工作点。内旁通，双流道技术和不等流通截面积装配为两侧介质流量相差较大的工况提供了完美的解决方案。ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司板式换热器有AB系列、AM系列、AL系列、AP系列、AS系列等几大系列百余种板型。各种型号都有深波纹、浅波纹、大角度、小角度等，完全确保满足不同用户的需要，特殊工况可按用户需要专门设计制造。
艾瑞德每种规格的板片，均具有至少两个板型，采用热混合技术，可以综合换热器的传热和压降，使其运行在最佳工作点。内旁通，双流道技术和不等流通截面积装配为两侧介质流量相差较大的工况提供了完美的解决方案。ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司板式换热器有AB系列、AM系列、AL系列、AP系列、AS系列等几大系列百余种板型。各种型号都有深波纹、浅波纹、大角度、小角度等，完全确保满足不同用户的需要，特殊工况可按用户需要专门设计制造。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司拥有世界上最先进的设计和生产技术以及最全面的换热器专业知识，一直以来ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，目前已有超过50，000台的板式换热器良好地运行于各行业，ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司已发展成为可拆式板式换热器领域的全球领导者。
（二）板式换热器 3设计与运行条件 3.1板式换热器型式 板式换热器采用等截面可拆卸板式换热器（水-水），换热面材质材质为GB316不锈钢。 3.2板式换热器的配置 本次招标共需配备2台可拆卸板式换热器（水-水），单台功率22.5MW，单台换热面积950㎡，换热器接管管径按设计所提管径配置，换热器按本技术规书所提面积订货。 3.3板式换热器设计参数 下表为单台22.5兆瓦板式换热器的参数
3.4热网循环水水质 板式换热器工作介质为热网循环水，水质为软化水，具体水质如下：
3.5运行方式 板式换热器并联运行。 板式换热器换热量的控制通过控制一次侧（高温介质）流量和控制二次侧（低温介质）流量来实现。 3.6设备的安装地点及标高 板式换热器安装在换热站0米层。 4技术要求 投标方提供的板式换热器设计、制造、检验与验收应满足国家相关规中的相关规定，同时应满足本技术规书术要求，如有矛盾时按较高要求执行。 4.1板式换热器性能要求 4.1.1投标方所提供的板式换热器是可拆卸板式换热器（水-水），其技术先进、经济合理，成熟可靠的产品，具有较高的运行灵活性。 4.1.2板式换热器能在最大工况点长期连续运行，能满足板式换热器不同运行工况的需要，并且预留能增加10%换热能力板片的安装空间和技术条件。 4.1.3板式换热器不宜选择单板面积太小的板片，避免板片数量过多,要求单板面积大于等于2.5㎡。 4.1.4板式换热器采用板型应使换热器流体充分湍动，防止板片表面结垢。 4.1.5板式换热器应选用阻力小的板型，保证一次侧（高温介质）压降不大于0.03MPa，二次侧（低温介质）压降不大于0.03MPa。 4.1.6板式换热器板片厚度应不小于0.7mm。 4.1.7板式换热器额定工况运行时，二次侧（低温介质）出口温度偏差不应出现负偏差。 4.1.8板片波纹形式应采用技术成熟、有成功使用业绩的波纹形式。 4.1.9板式换热器外部、部保证不泄漏，一、二次水禁止混流。
全焊接板式系列热交换器
目录 企业简介 (2) 全焊接板式系列热交换器 (4) 板壳式换热器 (6) 焊接板式换热器 (10) 板式湿空冷器 (12) 板式干空冷器 (14) 板式蒸发空冷器 (17) 板式空气预热器 (20)
全焊接板式系列热交换器 1. 概述 全世界管壳式换热器的市场份额在98%以上，以板为主要传热元件的紧凑式换热器的市场份额很小，以板作为传热元件的板式换热器在石油化工装置中的应用量仅占约1‰。 传统的板式换热器主要以橡胶垫片密封，通常承压在2.0 MPa 以下、耐温在200℃以下、容易泄漏，因此目前在石油化工装置中很少使用板式换热器，使用场合亦仅限于水—水、水—机油等场合。 自二十世纪八十年代起，随着全焊板式换热器技术的开发及应用，以板为主要传热元件的紧凑式换热器市场份额逐年增加，以致目前管壳式换热器的市场份额下降到95%左右。 全焊接板式换热器采用波纹板片作为传热元件，具有传热效率高、压降小、结构紧凑、占地面积小、金属耗量低等优点。采用焊接密封，避免了传统板式换热器胶垫密封受温度、压力的限制，设备的可靠性得到大幅提高。适合装置长周期高可靠运行，特别是可以解决一些工业装置大型化或扩容改造由于设备庞大难以制造或受空间限制场地不足的矛盾。符合当前国家节能环保的产业政策，在石化、电力、冶金、环保等行业具有非常广阔的推广使用前景。 2.全焊接板式热交换器特点 2.1 湍流程度高 由于传热板片沿流体流动方向的流道断面形状不断变化，大大加强了流动的扰动，因而能在很低的雷诺数下形成湍流，从而增加了流体的传热性能。 2.2 膜热阻低 与管式相比，没有管内膜阻放大效应，进一步增强了传热性能。 板式传热元件传热膜系数ri hi ro ho K +++= 1 11； 管式传热元件传热膜系数Ai Ao ri hi ro ho K )1(11 +++=
目前市场上流行的换热器主要形式有以下几种： 1全焊式板式换热器：全焊接板式换热器没有垫片，所有的板片都是用氩弧焊接而成。主要使用的工况条件为高温高压，胶垫不能适应的工况。缺点是不能拆开清洗，无法维修。 2钎焊式板式换热器：钎焊式板式换热器也没有垫片，所有的板片是用铜箔高温融化焊接。用途和缺点与全焊接板式换热器相似。其体积通常都会比较小。 3管壳式换热器：最传统的换热器。由壳体和内部多根金属管组成。优点：耐温高，承压高。缺点是清洗麻烦、体积庞大、成本很高。 4螺旋板式换热器。 5翅翼式换热器：主要使用的工况为空气与气体或液体的换热。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。
ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。 ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修 及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。
板式换热器知识大全 板式换热器原理 板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。 其特点：（1）体积小，占地面积少；（2）传热效率高；（3）组装灵活；（4）金属消耗量低；（5）热损失小；（6）拆卸、清洗、检修方便；（7）板式换热器缺点是密圭寸周边较长，容易泄漏，不能承受高压。 板式换热器有哪几部分组成？有什么作用？ 板式换热器主要由传热板片、密封垫片、两端压板、夹紧螺栓、支架等组成。 各部件作用如下： 一、传热板片 传热板片是换热器主要起换热作用的元件，一般波纹做成人字形，按照流体介质的不同，传热板片的材质也不一样，大多采用不锈钢和钛材制作而成。 二、密封垫片 板式换热器的密封垫片主要是在换热板片之间起密封作用。材质有：丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，氟橡胶等，根据不同介质采用不同橡胶。 三、两端压板 两端压板主要是夹紧压住所有的传热板片，保证流体介质不泄漏。 四、夹紧螺栓 夹紧螺栓主要是起紧固两端压板的作用。夹紧螺栓一般是双头螺纹，预紧螺栓时，使固定板片的力矩均匀。 五、挂架 主要是支承换热板片，使其拆卸、清洗、组装等方便。 换热器的安装和使用方法 板式换热器按照有无鞍式支架分为两种安装方式。第一种，对于没有鞍式支架的板式换热器，应把换热器安装在砖砌的鞍形基础上，安装后的板式换热器此刻不用与基础固定，整个板换可随着膨胀的改变自由移动。 第二种，对于有鞍式支座的板换，应首先在基础上平铺混凝土，待完全干透后用地脚螺栓将鞍式支座与地面混凝土完全固定起来。
全焊接板式换热器的制造工艺以及简介 1.祁玉红 2.李治国 (1.青海大学化机系,青海西宁 810016;2.兰州兰石换热设备有限责任公司,甘肃兰州730050) 摘要:简要介绍了全焊接板式换热器的芯体和外壳的制造工艺以及在制造过程中所采用的焊接技术。通过介绍可知,全焊接板式换热器是一种传热效率高、结构紧凑独特的新一代换热设备。 关键词:全焊接板式换热器;制造工艺;结构设计 中图分类号:TQ051.5文献标志码:B文章编号:1005-2895(2007)03-0124-03 0前 言 板式换热器是1种高效而紧凑的换热设备。由于有传热系数高、压力损失小、结构紧凑、维修方便等诸多优点,并且随着结构的改进和大型化制造技术的提高,板式换热器的应用日 益受到人们的重视[1]。但是传统的散装式板式换热器(可拆卸式板式换热器),由于本身结构的局限性,使用压力不超过2.5MPa,使用温度不超过250℃,最大组装面积2000m3,另外还存在橡胶密封垫在高温下容易失效的缺陷以及在某些特定介质中的应用问题一直未能解决。因此,为了提高板式换热器的使用温度和压力,扩大其使用范围,国内外陆续开发、制造并使用了多种焊接板式换热器。这些焊接板式换热器已经越来越多地用于化工、石油、动力、冶金等领域的加热、冷却、冷凝、蒸发和热回收等过程中。 经应用证实全焊接板式换热器其有以下优点: (1)适用温度为-200～900℃,压力变化范围为真空～6.0MPa,最大组装面积可达6000m2。 (2)传热效率高,板片表面几乎都参与了热交换。 (3)由于板片热交换充分、均匀,波纹深度变化范围大,不论流体在板间或管间流道,流动均顺畅,没有死区,阻力损失小。 (4)占地面积小,与可拆卸式相当。紧凑的结构可达到250m2/m3。 (5)重量轻,仅为相同换热面积管壳式换热器的1/5～1/4。 (6)同一种流体在列管式换热器内当雷诺数为4000～6000时,才能达到湍流状态,而在全 焊接板式换热器内当雷诺数为100～300时,就可达到湍流状态。 (7)板片在四周交错焊接后,在运行过程中由于热胀冷缩现象,板片内应力释放,会使板片表面污垢自动脱落下来。通常污垢热阻仅为列管式换热器污垢热阻的1/5～1/4。 1全焊接板式换热器的主要制造工艺 1.1全焊接板式换热器的芯体结构制造 全焊接板式换热器的板片材料通常为奥氏体不锈钢:304,304L,306,316L,321等以及镍基合金、工业纯钛。材料只需具有基本的可焊性和冲压性能,都可以用来制作板片元件。板片厚度通常为0.4～1.0mm。 全焊接板式换热器的板片生产利用了板片成型自动化生产线。利用接刀、定位与找正技术,采用整板分次连续压制成型,其板片形式主要有水平平直波纹板片、窝形波纹板片、或平板板片等。通过改变换热板片的长度和叠加厚度来实现结构的变换。 单个板片两两正反通过翼边组焊成一束,板片四周交错焊接,这种独特的结构可以使传热 板片通过翼边焊接形成另一流体的通道。因此多个板束通过焊接联系起来就形成了2个流体通道,即板间流道和管间流道(见图1,图2)[2]组成了全焊接板式换热器的芯体结构。 1.2全焊接板式换热器的连接板的设计 众所周知钢板越薄,传热效果就越好,但是钢板太薄会给制造加工带来很大的困难,尤其是在焊接时,薄板的对接焊缝易烧穿,无法成型。在全焊接板式换热器当中就存在这样的问题。
板式换热器的种类 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。板式换热器的分类如下： 从连接方式上分：可拆式板式换热器、钎焊式、半焊接式、全焊接式、板壳式换热器 从板片的形式上分：对称型和非对称型 从板片的流道上分：宽宽流道宽窄流道 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。 ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。
能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。
板式换热器选型与计算方法 板式换热器的选型与计算方法 板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s； Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。 对数平均温差(LMTD) 对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。 逆流时： 并流时：
钎焊板式换热器工作原理与优势 一、钎焊板式换热器工作原理： 钎焊板式换热器换热面积由冲压成波纹状的薄金属板构成。流体经过精心布置的角边接口流经板片之间的通道，冷媒和热媒总是在相邻的通道内逆向流动进行换热。由于钎焊板式换热器板片边缘采用焊接，因此介质不会从设备中流出。钎焊板式换热器各板片的接触点也是焊接点，以便承受介质的压力。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。
ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚/Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修 及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。 二、钎焊板式换热器的优势： 钎焊板式换热器与传统钎焊板式换热器相比，具有很高的传热效率，并且结构非常紧凑，可以轻松地安装在空间有限的位置，从而减少整个系统的部件，节约运行成本，为客户带来更大的利益。
换热器主要参数及性能特点 主要控制参数 板水加热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数K、设计压力、工作压力、热媒参数等。 性能特点 （1）换热量高，传热系数K值在3000~8000W/(m22K)范围，高于其它换热器型式。 （2）板式换热器具有很高的传热系数，就决定了它具有结构紧凑、体积小的特点，在每立方米体积内可以布置250平方米的传热面积，大大优于其它种类的换热器。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。
ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚 /Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。 （3）板式换热器还具有组装灵活，拆卸清洗方便的特点，可以用增减板片数量
Operating Instruction 板式换热器操作说明
上导杆 主要部件 固定板承载通道板和压紧板 支柱 拉紧螺栓 将通道板压在一起 接口 贯穿固定板的孔，允 许介质进入换热器。 螺栓防护装置
下导杆 保持通道板的底 端对齐。 孔周围的螺栓用于管 道与换热器连接，可 选用金属或橡胶垫片加以防腐保护。压紧板可移动钢板。在某些情况下，可 将管道连到压 紧板上。 板片 热量通过薄板片 从一种介质传到另 一种介质。 板的数量决定了总 的传热表面积。 防护罩 可按需提供。
功能 板式换热器由一组金属波纹板构成，其上带有开孔，开孔形成流体流动的通道，热量将在两种液体之间传递。 这组波纹管装配在一块固定板和一块压紧板之间，并通过拉紧螺栓压紧。这些板片上都装有密封垫，密封垫对板间通道起密封作用并使流体流入相邻通道。板片波纹引起流体紊流并支撑板片承受压差。
安装 要求 弯管 多通道设备：压紧板上的接口连接管道之前应将板片组压紧在恰当的位置(根据图纸检查), 这一点非常重要。为使拆卸板式换热器更加方便，应在压紧板上的接口处用法兰连接一个弯管，使弯管向上或弯向侧面，而另一个法兰则恰好位于换热器轮廓线的外面 空间 放入与取出板片所需的最小可用空间为1500mm。 截流阀 为了能够打开换热器，所有接口都应底座 安装在可充分支撑框架的水平底座上。
注意！ ·在连接管路之前，应确保系统中所有杂物 都已清洗干净。 ·连接管路系统时，请确保板式换热器并没 有因管路而导致受拉或受伤。 ·为避免水锤现象，请不要使用快关阀。 应该按照通行的压力容器规安装安全阀。 如果PHE表面的温度过高或过低，则应将PHE隔离。建议为PHE覆盖防护罩。 对于每台换热器，其铭牌上都标出了设计压力和设计温度。 使用时切勿超出这些设计值。
板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU 法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线 估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、 方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准 则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 * A3 F7 y& G7 S+ Q T2 = 热侧出口温度 3 s' _% s5 s. T" D0 q4 b t1 = 冷侧进口温度 & L8 ~: |; B: t2 M2 w$ z t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：0 B N/ I" A+ m0 z' H9 ~ （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量） 在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；# Q/ p3 p: I4 ~0 N' I) W mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s；+ Z: I9 b- h9 h" r3 P) {/ ^ Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；6 L8 t6 b3 o& m/ n T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡 算式为：& w3 v) j4 I4 R 一侧有相变化1 Y# e$ B6 c& z% C3 W- W* J 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中
工作温度：-180～880℃ 设计压力：真空～6.0MPa 组装面积：≤3000㎡ 最小温差：1℃ 板片厚度：0.7～1.0mm 波纹深度：3.15～5.5mm 板片材质：奥氏体不锈钢（304、316L、254SMO）等§ 适用范围大 结构组成 全焊式换热器的结构是由 换热芯体、半圆壳体、压紧板、 承压板、折流板、端板、法兰、 夹紧螺柱、支架等部件组成。
得高的传热效率，当冷却或加热大量物流时，这一作用尤为明显。可以减少动力系统的动能消耗，降低运行费用和工业制造的生产成本。 § 不易结垢 压制为波纹形状的板片四周焊接后，由于板片的独特结构，板间流道中流体湍动程度大，流体方向的不停改变，防止板片表面垢物的沉积，因此比一般的换热器不容易结垢。 § 结构紧凑、占地面积小 全焊式换热器结构紧凑，适用空间伸缩范围大，产品结构可以根据空间条件自由变换。紧凑的结构设计允许换热面积密度达到250m2/m3，可以大大减少基建投资费用。在给定的工况条件下，所需材料的重量较管壳式换热器减少50%以上，体积和横截面积也有相应的减少；
波纹深度一侧在3.15～5.5mm 范围内变化， 另一侧流在6.3-11mm 范围内变化道截面积也随 之变化。 在流体流道状态比较苛刻的情况下，热交 换面积也是均匀分布。 相邻的板形成的流道分别走热、冷介质。 § 流道形式 两种介质在流道内的流动方式一般为错流和简单折流，但两种流体在两侧都可实现复杂多流程布置。 错流简单折流简单折流 全焊式换热器的结构形式很多，不仅流程组合变化多样，而且外壳结构也可根据用户需要进行设计，通过折流板改变流体方向，从而达到最佳换热效果。
全焊接板式换热器的主要制造工艺 全焊接板式换热器的主要制造工艺 1.1全焊接板式换热器的芯体结构制造 全焊接板式换热器的板片材料通常为奥氏体不锈 钢:304,304L,306,316L,321等以及镍基合金、工业纯钛。材料只需具有基本的可焊性和冲压性能,都可以用来制作板片元件。板片厚度通常为0.4～1.0mm。 全焊接板式换热器的板片生产利用了板片成型自动化生产线。利用接刀、定位与找正技术,采用整板分次连续压制成型,其板片形式主要有水平平直波纹板片、窝形波纹板片、或平板板片等。通过改变换热板片的长度和叠加厚度来实现结构的变换。 单个板片两两正反通过翼边组焊成一束,板片四周交错焊接,这种独特的结构可以使传热板片通过翼边焊接形成另一流体的通道。因此多个板束通过焊接联系起来就形成了2个流体通道,即板间流道和管间流道(见图1,图2)[2]组成了全焊接板式换热器的芯体结构。 1.2全焊接板式换热器的连接板的设计
在全焊接板式换热器中由于管侧端板为δ=20mm的0Cr18Ni9的钢板,而换热器板片的板厚仅为0.4～1.0mm,因此管侧端板母材焊接加热温度达到熔化点时,传热板片已熔化掉了一大片,根本无法进行焊接。如果将传热板片的板厚加厚(如改为1.2mm以上),则不存在上述困难,但是为了获得良好的传热效果,决定不改变板厚,而是在管侧端板和板束之间加焊了1层δ=3～4mm的连接板解决了上述问题,具体实施方法:按板束翼端连接处实际形状制造1块δ=3～4mm的连接板,如图3所示。先将连接板与板束端部吻合部分用脉冲氩弧焊进行单面焊双面成形,并做煤油渗漏试验,以不渗漏为合格,然后用手弧焊直接将连接板搭焊于管侧端板之上,最后再将板侧端板焊接于管侧端板上。接下来就是将管侧端板和板侧端板分别与管侧壳体和板侧壳体相焊接形成全焊接板式换热器的外壳。 1.3全焊接板式换热器的焊接工艺 全焊接板式换热器是将全部板片通过焊接联系起来,取代了传统板式换热器中的橡胶密封垫片,防止了在高温下垫片变形失效而造成介质的泄漏。因此焊接工艺在全焊接板式换热器当中是重点也是难点。 焊接δ<1.0mm的不锈钢薄板时,按常规可选用气焊、氩弧焊以及微束等离子焊等方法。其中气焊成本低,但由它焊出的焊缝,因耐腐蚀性能差而很难满足石化生产的要求,仅适用于无腐蚀的场合。微束等离子焊质量优良,完全能满足工艺要求,但成本高,操作调整也比较复杂。氩弧焊不仅焊接质量良好,而且成本相对较低,是焊接超薄不锈钢板的理想焊接方法。因此选用了氩弧焊。
板式换热器选型计算书 目录 1、目录 1 2、选型公式 2 3、选型实例一（水－水） 3 4、选型实例二（汽－水） 4 5、选型实例三（油－水） 5 6、选型实例四（麦芽汁－水） 6 7、附表一（空调采暖，水－水）7 8、附表二（空调采暖，汽－水）8 9、附表三（卫生热水，水－水）9 10、附表四（卫生热水，汽－水）10 11、附表五（散热片采暖，水－水）11 12、附表六（散热片采暖，汽－水）12
板式换热器选型计算 1、选型公式 a 、热负荷计算公式：Q=cm Δt 其中：Q=热负荷（kcal/h ）、c —介质比热（Kcal/ Kg.℃）、m —介质质量流量（Kg/h ）、Δt —介质进出口温差（℃）（注：m 、Δt 、c 为同侧参数） ※水的比热为1.0 Kcal/ Kg.℃ b 、换热面积计算公式：A=Q/K.Δt m 其中：A —换热面积（m 2）、K —传热系数（Kcal/ m 2.℃） Δt m —对数平均温差 注：Ｋ值按经验取值（流速越大，Ｋ值越大。水侧板间流速一般在0.2～0.8m/s 时可按上表取值，汽侧板 间流速一般在15m/s 以内时可按上表取值） Δt max -Δ t min T1 Δt max Δt min Δt max 为（T1-T2’）和（T1’-T2）之较大值Δt min 为（T1-T2’）和（T1’-T2）之较小值 T2’ T1’ c 、板间流速计算公式： T2 其中V —板间流速（m/s ）、q----体积流量（注意单位转换，m 3 /h – m 3 /s ）、 A S —单通道截面积（具体见下表）、n —流道数 2、板式换热器整机技术参数表： 计压力1.0Mpa 、垫片材质EPDM 、总换热面积为9 m 2 板式换热器。 注：以上选型计算方法适用于本公司生产的板式换热器。 选型实例一（卫生热水用：水-水） Ln Δt m =