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板式換熱器性能描述

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板式換熱器性能描述

發布日期:2015-08-12 08:15 來源:http://www.vsarsc.live 點擊:

    板式換熱器是由傳熱板片、密封膠墊、框架和夾緊螺栓等主要零部件組成。是用薄金屬制成具有一定形狀波紋的換熱板片,然后疊裝而成達到一種換熱器,工作流體在兩塊板片所形成的窄而曲折的通道中流過,冷熱流體依次通過各個流道,中間隔一層板片,通過此板片進行換熱。傳熱板片四個角開有角孔,鑲貼有密封膠墊的傳熱板片安裝在固定夾緊板和活動夾緊板之間的框架上,用夾緊螺柱夾緊。傳熱板片波紋為人字形,相鄰板片具有反方向的人字形溝槽,溝槽的交叉點相互支撐形成接觸點,介質流動時形成湍流,從而獲得很高的傳熱效率。

    板式換熱器是以波紋為傳熱面的新型、高效換熱器,它具有如下特點:

    1.板式換熱器傳熱系數高,一般可達到3000-7000W/m2(介質同為水-水)。傳熱板片波紋結構科學合理,有利于強化傳熱,可以使介質在較低流速下形成激烈的湍流,結垢可能性降低,傳熱效率高。

    2.使用壽命長:傳熱板片壓制成型時,采用合模新工藝,保證了板片均勻壓制,波紋尺寸精確,使得傳熱板片各部分耐腐蝕能力及機械強度均勻,從而延長了板式換熱器的使用壽命。

    3.拆裝清洗方便,甚至可以不必完全拆開僅把壓緊螺栓松開就可抽出板片清洗,更換墊片,更換板片。

    4.傳熱板片流道四周采用加強結構,波紋尺寸合理,使得各接觸點分布均勻,提高了耐壓能力;波紋采用流線型,避免流動死區,流道當量直徑大,阻力損失小。

    一、板式換熱器技術特點

    BR、BRB系列板式換熱器是我公司研制的新一代產品。在設計和制造時采用了計算機優化設計和計算機輔助制造技術,并對常見的工況進行了計算機模擬,從而保證了設計與工況的一致性。

    板片組包括一定數量的傳熱板片,根據傳熱面積的需要確定。板片上的密封墊片保證流道相互密封。密封墊片還決定換熱器中流體流動的方向。

    框架是用緊固螺栓將板片固定。

    進出口介質的接口通常在換熱器的固定壓緊板上。在多通道情況下,連接口必須在固定壓緊板上。相鄰的板形成流道分別走熱和冷介質。

    通常,單通道換熱器用于兩種介質100%逆流。所有接口均位于固定壓緊板上,便于安裝和維修。若兩種介質的流道數相同,可達100%的逆流。

    安裝迅速,維修方便。

    二、板式換熱器的主要技術改進特點:

    (一)換熱器的傳熱板片:

    采用不銹鋼板材或鈦板,在1萬噸板式換熱器專用油壓機上一次壓制成形,避免了重復沖壓,板片沖壓時采用雙面涂油覆膜技術,保證板片成型精度高,板片減薄量控制在0.1mm, 模具為組合式合模即整個模具由若干塊小模具拼裝而成即保證板片沖壓成型應力均勻同時當其中某塊模具出現磨損時可迅速更換,保證模具的精度,板片設計采用超細網格的數值模擬技術結合精密的實驗測量方法,設計出流動和傳熱性能優越的換熱板片;板片在低流速下能夠產生高湍流及高換熱系數;板片在一定的換熱系數下具有更小的阻力系數;“人”字形波紋板片在板片之間形成多達數千個接觸點,壓制的板片具有極高的精度,它使得板片之間的接觸點承壓均勻,從而能承受高達25bar以上的壓力。

    1.板間距即波紋高度或墊片槽深度比普通型高25%,延長了液體在板間的換熱時間,從而使傳熱更充分,增大了冷熱介質溫差,提高了熱效率,最小換熱溫差僅為1℃。

    2.傳熱系數高,高效節能,是因為液體進入板式換熱器板間后,湍流非常發達,湍流的形成與板片間的支撐觸點有很密切的關系,眾多的支撐觸點使換熱器的換熱能力得到提高,承壓能力得到加強。

    3.板片剛度好。因此墊片的厚度和寬度(即體積)要大許多,在同樣的工作壓力下,墊片在單位體積上的壓力要小許多,因此永久變形小,使用壽命長。

    4.不等截面板式換熱器的優點:

    A不等截面板式換熱器是將板片壓制成兩側流體通道橫截面積不等的波紋,然后把兩片(A板和B板)流體通道橫截面積大的波紋的一面相對組成寬流道,

    把兩片板片(B板和A板)流體通道橫截面積小的波紋的一面相對組成窄流道。寬窄流道橫截面積之比約為2:1。大多數供熱場合冷介質流量比熱介質流量大,讓大流量的冷介質走寬流道,讓小流量熱介質走窄流道,在單流程的情況下,可使冷熱介質在板間的流速接近或相等,這樣可提高板式換熱器的換熱能力,即提高換熱系數。同時保證寬流道介質不堵塞及較小的壓降。

    B不等截面板式換熱器的接管都在一側,可使設備更有利于安裝、調試和維護。

    C在冷熱介質處理量不等的情況下,選用不等截面板式換熱器可以減少一定的設備選用面積,可減少部分設備投資,一般減少20%。

    D不等截面板式換熱器板間介質采用對角逆流的形式,更有利于冷熱介質的熱交換。       

    5.板片進口分流區采用網格狀設計

  板片的進口分流區設計有流線引導槽,它具有拉近不同流道上的流動阻力之差別的作用,使得流體在板片換熱區域均勻分布,從而避免了不均勻流量分配和流動死角所帶來的換熱效率下降,點蝕和結垢等弊端。對于寬度較大的板片,還增加了順等勢線均壓槽,從而形成了流線引導槽和順等勢線均壓槽交叉形成的阻力很小,具有近乎完美的均流作用的網格狀進口分流區。同時分流區還起到快速形成紊流強烈換熱的作用,使分流區提前參與換熱,有效的提高了換熱長度,減少換熱面積。(普通板片分流設計的弊病:在同角流時冷介質若從左側進出板片,在短路效果作用下冷介質在板片左側易形成紊流高效換熱區,右側則易形成流動死區;而熱介質從右側進出板片,在短路效果作用下熱介質在板片右側易形成紊流高效換熱區,左側則易形成流動死區;使換熱效果惡化)。

    6.板片懸掛定位鎖定系統

    板片采用燕尾槽形狀的懸掛定位系統。該系統有三個功能:

    懸掛:將板片懸掛在上導桿上,使其能沿上導桿前后自由滑動;

    定位:使板片上下左右定位準確;

    鎖定:最新設計的燕尾槽折邊使得板片在夾緊時能自動相互鎖住,從而保證所有的板片在任何安裝條件下都能精確地對齊,避免了人為因素所造成的偏差。采用板片四角凹凸槽定位技術,使板片在裝配時互相咬邊鎖定,永不錯位。

    7.采用熱混流技術。

    傳熱板片分為銳角和鈍角人字型板。銳角板壓降小,紊流換熱程度差;鈍角板壓降大,紊流換熱程度強烈。選型設計流道時既有銳角銳角流道、鈍角鈍角流道、也有鈍角銳角新型組合流道以適應不同壓降和換熱的要求。被加熱水被分流到不同型的流道內(鈍角鈍角流道被加熱水出口溫度高于正常溫度,銳角銳角流道低于正常溫度,銳角鈍角流道接近正常溫度)通過熱混流實現最好的傳熱性能和流通性能。

    (二)密封墊片:

    選用中美合資武漢派克公司或西安聯誼公司生產的高品質膠墊片。一律采用國際上聲譽顯著的廠家所提供的原料制造而成,有很長的使用壽命。其獨特設計的“凸”形截面能大大增強密封性。

    采用機械卡扣的免粘貼式掛墊。

    密封墊片鑲嵌在密封槽內,由周邊的掛鉤固定,提高了密封墊片工作的可靠性,板片墊片槽的設計科學合理,使成形板片剛度均勻一致,避免了剛度不均勻現象的發生,有效地延長了墊片的使用壽命獨特的密封墊片結構設計。

    與傳統膠粘墊片相比有以下優點:

    a承壓性能好。墊片四周的若干小扣與板片嵌入式連接,增加了墊片的定位性,在承壓狀態下墊片不滑動,承壓能力比膠粘式連接高0.4Mpa。

    b能有效避免粘劑中因含有大量氯離子而造成對不銹鋼板片的腐蝕,保護板片,可防止粘貼式板換板片密封凹槽因腐蝕造成的泄露。         

    c維修方便,并能迅速簡單地替換,墊片可重復利用3—5次。

    A外卡扣設計    

    B內卡扣設計

    板片的密封槽兩側都有連續分布的側邊,而且通常一側是直邊,另一側是不規則波紋狀的側邊。連續的側邊能對密封墊起到強有力支撐,而波紋狀的板片側邊與波紋狀的密封墊側邊正好相互咬合,使密封墊在板片上固定得更加牢固,不

易因壓力波動等原因而滑出密封槽。

  最新開發的專利技術,不僅使得免粘結密封墊的安裝十分簡便,而且密封墊外側的山脊狀凸起物正好與另一板片背部的凹槽相吻合,使得整個板片組在夾緊時相互卡住,避免錯位。

    2.采用特殊粘較加高溫固化粘接工藝

    在同行業中率先采用高溫固化粘接工藝,密封粘膠根據水質特點選用美國3M公司生產的特殊產品,并采用配套先進涂膠設備噴涂粘膠,從而保證板式換熱器密封墊片的粘接穩定性和密封墊片的使用壽命,板片和密封墊片粘接后,在一定的預緊力條件下放入160℃的高溫烘箱中恒溫烘干8小時,板片和密封墊片之間發生高溫聚合反應,從而使板片與密封墊片的粘接更加牢固,所以組裝后的板式換熱器的板片在160℃以下的運行工況經過多次拆裝而密封墊片不會脫落。

    3.角孔采用雙道密封。

    在夾緊螺栓的作用下板片四周凹槽的墊片不易脫槽錯位,而角孔內側的墊片相對來說定位性薄弱,因此在進出口兩種介質被雙道密封墊分開,防止任何處理之間的介質混合。另處,在墊片結構設計中,充分考慮了墊片在多次拆裝后的永久變形問題,新設備出廠時規定的夾緊盡寸下,板片之間并未剛性接觸,而是預留了0.1mm 的間隙,多次拆裝后尚有進一步夾緊的余地,以保證墊片的密封性能。這種結構設計提高了換熱器長期可靠的運行性能。

    4.密封墊在冷熱流體間設置兩道密封,中間設有泄漏檢查孔。

    無論是冷流體還是熱流體的內密封發生損壞,所泄漏的流體都會經泄漏區從特別設計的密封墊泄漏孔流到外界,而不會相互摻混。檢查孔處墊片為一半厚度,長度為2cm。


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