板式换热器工作原理

空气预热器的工作原理及其作用

空气预热器是利用烟气余热提高进入炉膛的空气温度的设备。它的工作原理是：受热面的一侧通过烟气、另一侧通过空气，进行热交热，使空气得到加热，提高温度；使烟气排烟温度下降，提高烟气余热的利用程度。

空气预热器有如下作用：

1、改善并强化燃烧 当经过预热器后的热空气进入炉内后，加速了燃料的干燥、着火和燃烧过程，保证炉内稳定燃烧，起着改善、强化燃烧的作用。

2、强化传热 由于炉内燃烧得到改善和强化，加上进入炉内的热风温度提高，炉内平均温度水平也有提高，从而可强化炉内辐射传热。

3、减小炉内损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率。

由于炉内燃烧稳定，辐射热交换的强化，可以降低化学不完全燃烧损失；另一方面，空气预热器利用烟气余热，进一步降低了排烟损失，因此，提高了锅炉热效率。根据经验，当空气在预热器中温度升高1.5℃时，排烟温度可降低1℃。在锅炉烟道中安装空气预热器后，如果能把空气预热150~160℃．就可以降低排烟温度110~120℃，可将锅炉热效率提高7％~7.5％，可节约燃料11%~12%。

4、热空气可以作为燃料的干燥剂。对于层燃炉，有热空气，可以使用水分和灰分较高的燃料；对于电站锅炉，热空气是制粉系统的重要干燥剂和煤粉输送介质。

空气预热器是用于锅炉系统热交换性能提升的一种设备。空气预热器的主要作用是将锅炉排出的烟气中的热量收集起来，并传导给进入锅炉前的空气。空气预热器有三个大类，分别是板式空气预热器、回转式空气预热器和管式空气预热器。

1、板式空气预热器

板式空气预热器的主要传热部件是薄钢板，多个薄钢板一起焊接成长方形的盒子，而后数个盒子拼成一组，板式空气预热器就由2到4个钢板焊接盒子组成。板式空气预热器工作时，烟气会流经盒子的外侧，而空气流经盒子的内侧，通过钢板完成热传导。

板式空气预热器的结构松散而不紧凑，制造需要耗费大量的钢材，因此制造成本较高。板式空气预热器的盒子由焊接方式拼接，焊接工作量大且缝隙较多，容易出现泄漏。板式空气预热器目前已经很少被使用。

最全面的板式换热器知识（原理、结构、设计、选型、安装、维修）

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，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换

的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、

应用广泛、使用寿命长等特点。本课件由暖通南社独立完成整合编辑，欢迎转载，但请注明出处。

板式换热器基本结构及运行原理

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。钎焊换热器结构

板式换热器主要结构

⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片

⒉固定压紧板

⒊活动压紧板

⒋夹紧螺栓

⒌上导杆

⒍下导杆

⒎后立柱

由一组板片叠放成具有通道型式的板片包。两端分别配置带有接管的端底板。

整机由真空钎焊而成。相邻的通道分别流动两种介质。相邻通道之间的板片压制成波纹。型

式，以强化两种介质的热交换。在制冷用钎焊式板式换热器中，水流道总是比制冷剂流道多

一个。

图示为单边流，有些换热器做成对角流，即：Q1和Q3容纳一种介质，而Q2和Q4容纳另一种介质。

板式换热器所有备件都是螺杆和螺栓结构，便于现场拆卸和修复。

运行原理

板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器,构造包括垫片、压

紧板（活动端板、固定端板）和框架（上、下导杆，前支柱）组成，板片之间由密封垫片进

行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片

进行热量交换，以达到用户所需温度。每块板片四角都有开孔，组装成板束后形成流体的分配管和汇集管，冷/热介质热量交换后，从各自的汇集管回流后循环利用。

换热原理：间壁式传热。

单流程结构：只有2块板片不传热－头尾板。

双流程结构：每一个流程有3块板片不传热。

板片和流道

通常有二种波纹的板片(L小角度和H大角度)，这样就有三种不同的流道(L,M和H)，如

河南机电高等专科学校毕业设计说明书

1 第1章 概 论

通过广泛的应用与实践，人们加深了对板式换热器优越性的认识，随着应用领域的扩大和制造技术的进步，使板式换热器的发展加快，目前已成为很重要的换热设备。

1.1板式换热器发展简史

目前板式换热器已成为高效、紧凑的热交换设备，大量地应用于工业中。它的发展已有一百多年的历史。

德国在1878年发明了板式换热器，并获得专利，到1886年，由法国M.Malvazin首次设计出沟道板板式换热器，并在葡萄酒生产中用于灭菌。APV公司的R.Seligman在1923年成功地设计了可以成批生产的板式换热器，开始时是运用很多铸造青铜板片组合在一起，很像板框式压滤机。1930年以后，才有不锈钢或铜薄板压制的波纹板片板式换热器，板片四周用垫片密封，从此板式换热器的板片，由沟道板的形式跨入了现代用薄板压制的波纹板形式，为板式换热器的发展奠定了基础。

与此同时，流体力学与传热学的发展对板式换热器的发展做出了重要的贡献，也是板式换热器设计开发最重要的技术理论依据。如：19世纪末到20世纪初，雷诺用实验证实了层流和紊流的客观存在，提出了雷诺数——为流动阻力和损失奠定了基础。此外，在流体、传热方面有杰出贡献的学者还有瑞利、普朗特、库塔、儒可夫斯基、钱学森、周培源、吴仲华等。

近几十年来，板式换热器的技术发展，可以归纳为以下几个方面：

（1）研究高效的波纹板片。初期的板片是铣制的沟道板，至三四十年代，才用薄金属板压制成波纹板，相继出现水平平直波纹、阶梯形波纹、人字形波纹等形式繁多的波纹片。同一种形式的波纹，又对其波纹的断面尺寸——波纹的高度、节距、圆角等进行大量的研究，同时也发展了一些特殊用途的板片。

（2）研究适用于腐蚀介质的板片、垫片材料及涂（镀）层。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书

2 （3）研究提高使用压力和使用温度。

（4）发展大型板式换热器。

（5）研究板式换热器的传热和流体阻力。

钎焊板式换热器(家用小型过水热)：不用气不用电，热水时时刻刻来相伴。利用暖气的热量把自来水加热成 30℃—65℃ 的生活用水。本设备串连到暖气管道上，不影响供暖的情况下，暖气的高温热水与自来水(绝对不混合)在本设备内部进行热量交换，自来水吸收热量，水温迅速提高变成热水。换句话说是利用暖气高温热水的热量将自来水加热，即开即热，不用等待。产热水多，水温高,与暖气热水温度的温差在5°C左右，暖气热水快速循环，提供源源不断的热量，故可实现全天候连续供应干净的热水。用于洗澡、洗菜、做饭、洗衣等，热水应有尽有。让您家的自来水冬天不再凉！

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单片换热面积：0.015（m2）

产品承压等级：1.5Mpa级

设计压力：1.5Mpa

测试压力：2.5Mpa

设计温度：0℃-100℃

水侧最大流量：6m3/h

最大组装片数：100片

板片可选材料：304

最小接管尺寸：R1/2”

最大接管尺寸：R1”

钎焊板式换热器结构类型

A、单流程结构 最常规的流道结构，4个接管在同一面，不宜堵塞，适合用于热源水温度较高的情况。

B、双流程结构 特殊的流道结构，4个接管不在同一面，宜于安装，适用于热源水温度不高的情况。

钎焊板式换热器使用注意事项

在换热器的热源水进水口前必须加装过滤器，预防换热器的堵塞。

建议直立安装。安装时确保热源水与冷水进入换热器为对流式流动方向 。

长时间不使用时应排空换热器内部的积水，预防低温结冰或高温腐蚀现象的发生。如换热器出现换热效率下降的情况，应及时进行清洗与除垢处理。

安装钎焊板式换热器前应用隔热材料做好隔热处理工作以消除凝结水。在安装热交换器时不能用连接管路来支撑固定，必须将热交换器放置于台架上，用金属夹板或拉杆将其拉紧固定。