板式換熱器技術(shù)方案

板式換熱器工程技術(shù)概括

一、產(chǎn)品概述

板式換熱器設(shè)備是加熱、冷卻領(lǐng)域中最新型的設(shè)備之一，具有

結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、傳熱效率高、操作維修方便等優(yōu)點，并具

有處理小溫差的能力。板式換熱器作為一種高效節(jié)能產(chǎn)品，已廣泛

應(yīng)用于礦山、冶金、石汕、化工、機械、電力、醫(yī)藥、食品、輕

紡、造紙、船舶、海洋開發(fā)等各個工業(yè)領(lǐng)域、近年來在集中供熱和

熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)中的推廣尤為迅速。

我廠生產(chǎn)的BR、BRB、BZL系列板式換熱器，以質(zhì)優(yōu)價廉、暢

銷全國各地，深受各行業(yè)用戶的贊譽。此系列板式換熱器適用于各

種介質(zhì)和物料的冷卻、加熱、蒸發(fā)、冷凝、消毒和余熱回收等工藝

過程。

主要技術(shù)性能參數(shù)如下：

1、單板換熱面積：0.05m2-2.0m2

2、裝機面積：0.51112-700后，(在此范圍可實現(xiàn)任意規(guī)格)。

3、傳熱系數(shù)：2500-6000W/m2.℃(2150-5160KCal/m2.h.℃)

4、工作壓力：0.6-1.6Mpa

5、工作溫度：最高280℃

6、單臺最大處理量：1200m3/h

二、板式換熱器的特點：

1、傳熱系數(shù)較高

板片選用導熱系數(shù)較高的材料，如：不銹耐酸鋼、工業(yè)純鈦、

碳素鋼、換熱器專用銅材等。經(jīng)冷沖壓形成不同波紋形狀結(jié)構(gòu)，板

片波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流。所以板式換熱器具有較

高的傳熱系數(shù)。在相同的情況下，其傳熱系數(shù)比一般鋼制管殼式換

熱器高3-5倍。換熱面積緊為管殼式換熱面積的l/3-l/4o

2、結(jié)構(gòu)緊湊

由于傳熱板片緊密排列，板間距較小，而板片表面經(jīng)沖壓成形

的波紋又大大增加了有效換熱面積，故單位容積中容納的換熱面積

很大，占地面積明顯少于同樣換熱面積的管殼式換熱器，同時相對

金屬消耗小，重量輕，一般無需特殊的地基，而且現(xiàn)場裝拆時不用

占額外的空間。

3、可靠耐用

我廠生產(chǎn)板式換熱器密封墊利用雙密封結(jié)構(gòu)原理，增加了膠墊

與板片的內(nèi)磨擦力，使膠墊的滑移量大大減??；同時采用了較好的

蜂窩狀周邊剛性結(jié)構(gòu)，把膠墊緊緊鎖在里側(cè)，使得換熱器整體密封

性能大大提高。

4、清潔方便

由壓緊螺栓緊密組裝的板片，將壓緊螺栓卸掉后，即可松開板

片，或卸下板片進行機械清洗或手工清洗，這對需要經(jīng)常進行清洗

的換熱設(shè)備十分方便。

5、多種介質(zhì)換熱

如果板式換熱器有中間隔板，則一臺設(shè)備可進行三種或三種以

上（多個中間隔板）介質(zhì)的換熱。在乳品加工中常采用多介質(zhì)換熱的

板式換熱器。管殼式換熱器就無法實現(xiàn)在一臺設(shè)備中進行多種介質(zhì)

的換熱。

6、很容易改變換熱面積或流程組合

只要增加（或減少）幾張板片，即可達到需要增加（或減少）的換

熱面積。改變板片的排列，或更換兒張板片即可達到所要求的流程

組合，適應(yīng)新的換熱工況?？纱蟠蠼档凸こ痰目偼顿Y費用，更加顯

示出板式換熱器的經(jīng)濟實用。

三、板式換熱器結(jié)構(gòu)

板式換熱器的重要部件及其功能

序

號部件名稱功能及作用

支承換熱器重量，使整臺換熱器成為一

1前支柱

體。

與固定壓緊板配對使用，可在上導桿上滑

2活動壓緊板

動，以便拆裝檢查維修。

承受板片的重量，并保證安裝時使板片在

3上下導桿其間滑動，導桿通常比換熱板組長，以便

松開壓緊螺栓滑動各板檢查。

防止流體混合或泄漏，并使之在不同板片

4密封墊片

間分配。

5換熱板片提供介質(zhì)流道及換熱面積。

不與流體接觸，用夾緊螺栓緊固后壓緊墊

6固定壓緊板

片，保證密封。

壓緊螺栓及壓緊板片組，使換熱器整體化并保證密

7

螺母封。

四、常用板式換熱器型號表示方法

1、板式換熱器表示方法

2、板式換熱器框架形式

序號框架形式代號

1雙支撐框架式I

2帶中間隔板雙支撐框架式II

3帶中間隔板三支撐框架式III

4懸臂式IV

5頂桿式V

6帶中間隔板頂桿式VI

活動壓緊板落地式（普通

7VII

式）

3、板式換熱器墊片形式

三元乙丙石棉纖維

丁庸橡膠氟橡膠氯丁橡膠硅橡膠

橡膠板

NEFCQA

注：食品、醫(yī)藥用墊片材料的代號，在相應(yīng)墊片代號后面加

So

4、表示方法示例

BR0.3-1.6-15-N-I或BRO.3T.6-15-N波紋形式為人字形，單

板公稱換熱面積為0.3m2,設(shè)計壓力為1.6Mpa,換熱面積為15

m2,用丁月青墊片密封的雙支撐框架結(jié)構(gòu)的板式換熱器。

五、傳熱板片及密封墊片

目前我廠的板式換熱器所使用的傳熱板片及密封墊片材料如

下：

傳熱板片材料及板厚

材料牌

材料名稱適用場合板厚（mm）

號

耐酸耐熱不適用于酸、堿介質(zhì)腐蝕

0.6?0.8

銹鋼SUS304.SUS較嚴重場合。

321

SUS316、SU適用于氯離子含量＜25

S316LPPM

制堿、制鹽、海水、低

溫冷凍

工業(yè)純鈦TAL

適用于氯離子含量＞60

PPM

換熱器專用H68、HSn62

海水、低溫冷凍場合。

銅材-1

各種墊片材料

密封墊片名

耐蝕性能及適用場合使用溫度

稱

丁懵膠墊耐油、適用于一般工況場合-20-120℃

氯丁膠墊耐油、適用于一般工況場合-20-150℃

-20T50℃（普

三元乙丙膠耐酸、耐堿、耐鹽、氯化物及有機溶劑等嚴通）

墊重腐蝕的場合-20-180℃（高

溫）

食品膠墊適用于各種食品介質(zhì)場合-20-150℃

氟膠墊耐高溫、耐酸堿、油類、試劑等場合0-180℃

硅膠墊適用于高溫場合-65-230℃

六、流程與接管方位

板式換熱器的流程是一定數(shù)量的板片按一定方法組成的。如圖

所示，組裝時A板和B板交替顛倒排列，A、B板間形成網(wǎng)狀通道，

冷熱介質(zhì)由于密封墊片的作用分別流入各自的通道內(nèi)形成間隔流

動，從而使冷熱介質(zhì)通過傳熱板片進行熱交換。

圖2板式換熱器的流程組合形式很多，都是采用不同的換向

板片和不同的組裝方法來實現(xiàn)的，流程組合形式可分為單流程，多

流程和混合流程，如圖3所示，要根據(jù)工藝條件來選擇換熱器的流

程組合。

流程組合標記示例：熱介質(zhì)是2程，每個流程內(nèi)并聯(lián)8個流道

圖3板式換熱器的流程組合形式不同，其接管方位也多種多

樣。各種接管形式對應(yīng)的熱、冷介質(zhì)流程數(shù)如表一。

表一

接管形式熱介質(zhì)流程數(shù)冷介質(zhì)流程數(shù)

I11

II12

III13或1

IV21

V2或42或4

VI23或1

VII3或11

VIII32

IX33

各種接管形式的接管位置見圖4,圖中RJ：熱介質(zhì)進出口；RC:

熱介質(zhì)出口；LJ：冷介質(zhì)進口；LC：冷介質(zhì)出口。

七、安裝要求

1、按隨機設(shè)備總圖預埋地腳螺栓。

2、將設(shè)備對準地腳螺栓停放平穩(wěn)。

3、擰緊地腳螺栓，使設(shè)備水平（通過減震墊或墊鐵的方式）。

4、設(shè)有夾緊的設(shè)備按夾緊程序夾緊；清除法蘭端面及管口內(nèi)

的雜物，按法蘭端面配做密封墊片

5、當運用汽-液熱交換時，汽體的入口應(yīng)在上面。

6、按管、夾緊連接法蘭；其它按工程設(shè)計圖紙和使用條件配

備所需的輸入泵、液壓閥、限流閥、壓力表及自控閥門等。

八、設(shè)備操作及故障處理

（-）開機

1、設(shè)備運行前，應(yīng)檢查各夾緊螺栓有無松動，如有松動應(yīng)均

勻擰緊，擰緊時應(yīng)保證兩壓緊板平行

2、打開設(shè)備接管處的各介質(zhì)出口閥門；在流量、壓力均低于

正常操作的狀態(tài)下，緩緩打開冷側(cè)的進口閥；觀察設(shè)備之異常時調(diào)

整各進出口閥門，使流量、壓力均滿足工藝要求達到正常工作狀

idxO

3、換熱器運行時，為防止一側(cè)超壓，進換熱器冷熱介質(zhì)的進

口閥應(yīng)同時打開，或者是先緩緩的注入低壓側(cè)流體，然后再緩緩的

注入高壓液體。

4、用于食品行業(yè)的設(shè)備使用前應(yīng)將換熱器進行嚴格清洗消

毒。清洗時蒸汽消毒可用熱水進行，以便清除設(shè)備中油污和雜物。

5、在管路系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有放氣閥，開車后應(yīng)排出設(shè)備中的空

氣，防止空氣停留在設(shè)備中，降低傳熱效果。

6、冷熱介質(zhì)如含有大顆粒泥砂或其它雜物應(yīng)先進行過濾，禁

止用污水進行水壓試驗和運轉(zhuǎn)使用，以防影響壽命。

（二）停機

降低冷、熱流體的進口壓力；先關(guān)閉各進口閥；再關(guān)閉出口

閥。

（三）故障處理

設(shè)備經(jīng)長期運行一旦發(fā)生故障，原因有以下兒種情況：（1）壓降

逐漸增大：造成此原因為介質(zhì)不潔凈或顆粒雜物太多，使板片結(jié)垢

或流道堵塞。（2）介質(zhì)混合：現(xiàn)象一、二次側(cè)壓力同步增加或減少，

造成此原因為板片已被腐蝕穿孔。（3）泄漏：造成此原因多為密封墊

片老化或者密封墊片材質(zhì)選用不適，也可能是各夾緊螺桿的螺母松

脫。凡出現(xiàn)上述各種現(xiàn)象，設(shè)備應(yīng)停止運行，待設(shè)備降至室溫后再

行檢查；如屬情況⑴時，可松開螺母取下夾緊螺桿并將活動板體移

至支柱端，取下板片用清水或肥皂水沖洗，如有固著物可用毛刷或

纖維刷除去，嚴禁用金屬刷子（設(shè)備無故障、長期運行的設(shè)備可按此

方法進行清洗）、如屬情況（2）時，可透光檢查板片或重新單側(cè)交替

打壓查找裂紋板片予以更換；如情況（3）時，先檢查夾緊螺桿的螺母

是否松動及夾緊尺寸是否與設(shè)備安裝圖相符，如螺母松動一般夾緊

尺寸偏大，可重新擰緊螺母是否松動及夾緊尺寸與圖紙相符；若仍

然泄漏則需打開設(shè)備檢查密封墊片，若密封墊片從墊片槽中脫出，

要重新粘貼，損壞的進行更換，多數(shù)密封墊片一起損壞時，要注意

重新選擇合適材料的密封墊片。

（四）保養(yǎng)

①冬季停止運行的換熱器應(yīng)及時放掉設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)或采取其它

的防凍措施，避免凍壞設(shè)備。

②設(shè)備若長期不使用時一，應(yīng)將擰緊螺栓放松到規(guī)定尺寸，以確

保墊片及換熱器板片的使用壽命，使用時再按要求夾緊。

③設(shè)備經(jīng)常運行時，在信號孔發(fā)現(xiàn)介質(zhì)流出，應(yīng)進行分析，如

是螺栓松動或由于長期熱交換而伸長，按要求重新夾緊，但不得過

緊以免壓壞板片，如是密封墊片老化應(yīng)予更換。

九、密封墊片的更換

1、取下板片拆下密封墊片用汽油將墊片槽內(nèi)的殘膠浸泡1小時

后，擦凈殘膠；

2、除去新密封墊片上的臟物；

3、用毛刷將粘結(jié)劑（401或其它）均勻地涂于板片的墊片槽內(nèi)

（不宜過多），按所需的A板或B板的數(shù)量帖上密封墊片，水平疊放

平整并在上面壓適當?shù)闹匚?，盡量放置于干燥處，經(jīng)2-6小時即可

干固重新裝配。

十、設(shè)備的水壓試驗

1、當設(shè)備經(jīng)過重新裝配后，在使用之前進行液壓試驗，過程

如下：

2、檢查設(shè)備的夾緊尺寸是否符合圖紙要求；

3、充水或其它流體并排出空氣；

4、裝盲板；

5、接通試壓泵或其它手動試壓裝置；

6、按設(shè)計壓力的1.25倍單側(cè)交替打壓保壓30min無泄漏為合

格。但特別注意的是：打壓時壓力應(yīng)緩慢均勻地上升到要求的指

標。

十一、板式換熱器的夾緊程序（見右圖）

按設(shè)計的流程圖進行組裝，并按規(guī)定順序進行夾緊。夾緊時應(yīng)

先擰緊1、2、3、4號螺母。特別注意的是：在擰緊過程中兩板體

（活動板和固定板）之間任意位置的水平夾緊狀態(tài)下的距離偏差不大

于5mm;當夾緊至夾緊尺寸時，應(yīng)認真檢查兩板體上、下、左、右的

距離偏差不大于1mm。當設(shè)備充滿液體（或氣體）并帶有壓力時，不

允許夾緊。

夾緊順序圖

十二、常見故障分析與排除見表2。

表二

故障現(xiàn)象找出故障原因分析排除方法

1.接合部位有縫隙（腐

接合部位滲漏：松蝕）。

1.換接合件

開接合部位，從外2接.合部位密封墊錯

滲漏：板2.固定好密

部檢查，如查不出位。

片與框架封環(huán)

故障，請拆開換熱3.管受力使接合部位

之間或框3.托起管子

器，尋找故障至接扭曲。

架外部4換.密封墊

合部位1.2.3.4或4端.片密封墊損壞或

5.換端片

至端片孔腐蝕。

5.端片有洞（腐蝕）。

標出兩板片間滲漏1.片組夾緊過頭，造

滲漏：板區(qū)，拆開換熱器確成密封槽損壞。

片滲漏定滲漏部位（通過2.密封墊錯位。

斑漬）密封墊無損3.片組夾緊過頭，支

壞而逐漸松動，見撐梁凹陷，板片扭

“原因分析”『3曲。

條，密封墊無錯位4.沒完全夾緊。

情況下，見“原因5.板片放置顛倒。

分析”3-7條可能6.墊槽孔即雙層密封

會引起滲漏，如通區(qū)腐蝕。

知我廠，請標出具7.密封墊有裂紋或磨

體位置。損、老化、腐蝕。

1.換單片

與多片

2.重新粘

合密封墊

3.換板片

4.重新夾

緊

5.板片換

向

6.換密封

墊

內(nèi)漏：指換熱設(shè)備換單片或多

內(nèi)漏：介內(nèi)的兩種介質(zhì)由于片

質(zhì)之間某種原因造成高壓清洗單片或

側(cè)介質(zhì)向低壓側(cè)滲多片

漏。監(jiān)視滲漏的方并更換密封

法是要經(jīng)常對低壓墊

側(cè)的介質(zhì)進行化

驗，從其成分的變

化來判斷。停機檢

查方法：

1.拆開框架，擦清

板片，觀察檢查漏

片（可用透光、著

色、目側(cè)等辦法）

2.如查不出，可擦

干凈后重組，單側(cè)

打壓，折開框架，

凡不應(yīng)有水的板側(cè)

有水則可制定這對

板片有裂紋。

換熱效率1.內(nèi)部阻塞。1.拆開換順

低：2.流槽阻塞。清洗內(nèi)部

3.板片錯誤放置即顛倒2.拆開接合

即低流速板片排列發(fā)生變化。部位、清洗

壓降高1.壓降問題：4.介質(zhì)粘性較強循環(huán)（出口

設(shè)法確定流動）較慢。3.重新排列

跡象如5.蒸氣凝結(jié)時，壓降高板片

下：受存在的非凝聚氣體影4.重新選型

1.壓降問響?；蛘{(diào)整工況

題（注意條件

低流速，5.排除非凝

壓降高引聚氣體

起）測量進、出口溫度和流

2?換熱效速，每次測量間隔10

率問題：分鐘、測量6次，按順

即正常流序變換每一測量的測量

速效率點。1,2拆開換

1.板片結(jié)垢。熱器并進行

2.板片錯誤放置造成旁清洗板片換

流。向，變換板

3.實際數(shù)據(jù)與標定數(shù)據(jù)片排列

不同。3,4改變流

2.換熱效率問題：4.流速與標定值有出速或要求

入。5,6排除氣

5.凝聚時故障可能由下體更換凝汽

列原因引起：排放閥或氣

①非凝結(jié)氣體。泵更換蒸汽

②蒸氣干度太低?？刂崎y

③冷凝汽排放閥或氣泵7.修改系統(tǒng)

過小。

④蒸汽控制閥故障。

6.換熱器內(nèi)有氣體。

7.系統(tǒng)設(shè)計的問題。

1概述

最近兒十年來板式換熱器發(fā)展很快，主要表現(xiàn)在以下兒個方面。

⑴板式換熱器的種類越來越多，技術(shù)性能越來越好，應(yīng)用范圍越來

越

①板式換熱器的種類

從板式換熱器的連接方式上看：從可拆式板式換熱器發(fā)展到釬焊式

板式換熱器。從半焊接式、全焊接式發(fā)展到板殼式換熱器。

從板片的形式上看：從對稱型發(fā)展到非對稱型。

從板片的流道上看?：從對稱流道發(fā)展到寬窄流道、寬寬流道。

從板片波紋的深淺看：從波深為3?5mm的一般板發(fā)展到波深為

2~2.5mm的淺密波紋板

②板式換熱器的技術(shù)性能越來越好

圖1-1表示板式換熱器的設(shè)計溫度、設(shè)計壓力范圍。

?工作溫度從可拆式的260℃發(fā)展到板殼式的1000℃。

?工作壓力從可拆式型的2.5MPa發(fā)展到板殼式的8.0MPao

22

?傳熱系數(shù)從2000W/m-k發(fā)展個.12000W/m-ko

最大當量直徑28mm

?最大可拆式單板換熱面積4.75m2

?最大焊接式單板換熱面積18m2

?最小釬焊式單板換熱面積0.006m2

?最大可拆式單臺換熱面積2500m2

,最大全焊式單臺換熱面積10000m2

最大接尺500mm

③板式換熱器的應(yīng)用范圍越來越廣（見表1-1）。

表1-1各種類型板式換熱器的應(yīng)用范圍

⑵板式換熱器向大型化、小型化、專業(yè)化、多元化、裝置化發(fā)展。

①大型化

大型板式換熱器主要用于中央冷卻系統(tǒng)（以下簡稱CCS）,該系統(tǒng)集

中冷卻各種工廠使用的冷卻水，并作為發(fā)電廠軸承冷卻水的冷卻

器。板式換熱器的容量與工廠的規(guī)模，工藝過程等有關(guān)，必要的冷

卻水量從數(shù)千至數(shù)萬m3/h,大型板式換熱器可達數(shù)十萬m3/h,CCS

中希望采用盡可能少的臺數(shù)進行處理，故要求采用大型板式換熱

器，近幾十年，中東地區(qū)建設(shè)了許多具有世界級規(guī)模的LNG工廠，

使用過去的冷卻塔的冷卻方式不能確保補給水，故希望變更為使用

板式換熱器的CCS方式。過去發(fā)電廠使用S&T軸承冷卻水方式，

但通過性能評價說明，板式換熱器在成本、傳熱性能、小型化及維

護性等方面均具有明顯的優(yōu)越性，因此需要將它們更換為板式換熱

器的方式。如巴塞羅那論壇區(qū)能源系統(tǒng)采用的是垃圾利用（將巴塞

羅那市區(qū)收集的垃圾進行厭氧分析，產(chǎn)生人造燃氣），廢熱發(fā)電（垃

圾產(chǎn)生的燃氣加熱蒸汽鍋爐，驅(qū)動氣輪發(fā)電機，向論壇區(qū)及城市電

網(wǎng)供電），發(fā)電余熱制冷（高壓蒸汽發(fā)電后衰減為低壓蒸汽，被送至

遠大空調(diào)制造的吸收式制冷機加熱溟化鋰溶液，進行制冷），海水冷

卻。設(shè)備設(shè)計容量：吸收式制冷機4x4500kW；蒸汽一水板式換熱

器4x5000kW；蓄冷罐5053m3；海水板式換熱器4x12000kW（每

臺海水板式換熱器流量961m3/h,壓力降58kPa)板片材料為鈦。

海水冷卻板式換熱器(見照片1-1)。

上述用途的共同特征是以海水作為冷卻水的水源，在板式換熱器中

使用海水的問題之一是防垢。今后，隨著CCS和電廠中的冷卻器采

用板式換熱器不斷增長的要求，就必須研究海生生物附著在板片上

后對傳熱性能的影響程度，并要了解板片的耐腐蝕性能。

a、耐海水性

使用海水時的防污問題?，F(xiàn)在，作為防止海生生物附著的方法有往

海水中連續(xù)注入通過電分解方法得到次亞鹽酸鈉(NaClO)的方法。實

際運行說明，在使用海水的板式換熱器中連續(xù)注入次亞鹽酸鈉

(0.9ppm)后進行測定，運行3個月后，其總傳熱系數(shù)沒有發(fā)生變化。

在夏季海藻和貝類容易繁殖的時期，連續(xù)注入次亞鹽酸鈉也能確保

傳熱性能不變。其它的方法還有，從環(huán)境保全上看，采用臭氧和熱

水的防污也是有效的，但尚未進行實驗驗證和確立相應(yīng)的技術(shù)方

法。

b、耐腐蝕性

使用海水時，板片的材質(zhì)一般為鈦板。鈦對海水具有優(yōu)良的耐腐蝕

性，從相關(guān)的耐腐蝕性資料可知，對于海水來說，即使至120C,

鈦板也不會腐蝕。此外，為了抑制海生生物的附著而注入的次亞鹽

酸鈉還會產(chǎn)生一種堅固的非動態(tài)的膜，從而提高了鈦板的耐腐蝕

性。使用丁月青類橡膠作為密封墊片，即使海水溫度達到80℃,也不

會對它產(chǎn)生任何腐蝕。在耐熱性方面，當海水溫度低于60℃時一，不

會產(chǎn)生熱的劣化現(xiàn)象，能長期確保良好的密封性能。

c、大型板式換熱器的特性

?每臺板式換熱器的處理流量與板的角孔口徑有關(guān)，大型板式換熱器

角孔的口徑為0500,每臺處理的流量為5000m3/h,與以往的所謂

大型板式換熱器比較，所需臺數(shù)可以減少一半。其結(jié)果，換熱器用

過濾器、安裝工程和管道的初投資，板的清洗和密封墊片的更換等

維護費用均能明顯地降低，并且還能節(jié)省占地空間，以下通過一實

例說明，現(xiàn)今大型板式換熱器與以往大型板式換熱器的比較（見表

1-2）,從臺數(shù)上看，大型機僅需2臺，而以往大型機要4臺；從初

投資上看，2臺大型機的投資約比以往大型

機大10%,但它的過濾器投資約為以表1-2與以往大型機的比較

往型的2/3,安裝工程約為一半，其總費用約能減少30%。從設(shè)置空

間上看約能減少40%o即使設(shè)置1臺備用機，總費用也能減少

15%,空間也能節(jié)省30%o在分解清洗方面，由于板片數(shù)少，人工

費亦降低約30%o

?對海水的處理措施。當海水中的海藻、貝類附著在板的內(nèi)部或堵塞

在角孔的附近時，會降低海水的流量，從而不能確保冷卻性能，故

當海水從角孔到板的內(nèi)部時，不應(yīng)有突起的障礙物，使流路呈直線

型，這是防止海生生物堵塞角孔的方法之一。為了驗證以上效果，

對通過海水的大型板式換熱器進行測定，測試結(jié)果證明，當角孔附

近附著很少量的藻類時，對流路的性能沒有影響。但為了保證板內(nèi)

流道的通暢，絕不允許通過直徑大于板間距的異物，故必須在進入

換熱器前安裝過濾器。

d高性能化

與以往板式換熱器比較，均勻流路無偏流是保持高性能的主要途

徑。措施之一是在板內(nèi)部的主傳熱面上設(shè)置偏流抑制板，使液體入

口處的流路為最短，從而使主傳熱面為均勻流（見圖1-2）。其次，設(shè)

計板片時，應(yīng)使板中央部的流量增多，即要防止端部的流量增多。

如前所述，由于防止偏流板能減少角孔的壓力降，因此，其傳熱性

能比以往大型板約增加15?20%o

③超小型化

在選擇與使用條件相應(yīng)的板式換熱器的尺寸時，必須考慮初投資和

設(shè)置空間等問題。板式換熱器的市場之一是用在耗能量少的食品、

醫(yī)藥流體的殺菌，少量流體的加熱/冷卻等用戶。為此，必須開發(fā)出

超小型的板式換熱器，以適應(yīng)產(chǎn)品多樣化，生產(chǎn)規(guī)模參差不齊的要

求，并滿足耗能量少的熱能行業(yè)的要求。目前市場上超小型板式換

熱器具有小型化、低成本、高性能、重量輕、生產(chǎn)快等優(yōu)點。

a、換熱器的尺寸，最大的板片也僅相當于A4用紙的尺寸，重量每

臺約20kg,可安裝在墻上。

b、標準板片數(shù)為12、24、36、48四類；板的材質(zhì)為SUS316和鈦

兩類；密封墊片為三元乙丙橡膠和硅橡膠兩類。

④專用化

a、用于食品流體的熱殺菌、加熱/冷卻工藝過程中的板式換熱器必

須具備以下三個條件：提高生產(chǎn)率；確保衛(wèi)生性；保障食品品質(zhì)穩(wěn)

定性等。

b、食品專用板式換熱器是為了滿足上述三個條件而開發(fā)出的已商品

化的板式換熱器，以它作為咖啡、調(diào)味液、醬油等殺菌器使用時受

到了普遍的好評。

c、在設(shè)計食品專用板式換熱器時，應(yīng)使板片內(nèi)的流速分布均勻，為

此，在板面上，即使是局部也不應(yīng)該形成液垢，并能進行長時間的

連續(xù)運行，目的是達到均勻的升溫/冷卻過程，提高制品的品質(zhì)和保

證質(zhì)量的穩(wěn)定。若采用CIP還能清洗板式換熱器的所有板面。

d、采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)的密封墊片，以適應(yīng)新性能的要求，維護時間是

原有裝置的1/2-1/3o

⑤多元化

a全焊式板式換熱器

眾所周知，板式換熱器具有許多優(yōu)越性，但由于存在如下問題，限

制了它的應(yīng)用范圍和發(fā)展，密封性較差，易泄露，需經(jīng)常更換墊

片，較麻煩，耐壓能力較低，一般約為IMPa；耐溫能力受墊片材料

的限制；流道小，不適宜于氣一氣換熱或蒸汽冷凝；易堵塞，不宜

用于含懸浮物質(zhì)的流體等。隨著板式換熱器制造技術(shù)，板材質(zhì)和焊

接板的出現(xiàn)，克服了上述缺點，擴大了應(yīng)用范圍。

在所有工業(yè)行業(yè)內(nèi)實施節(jié)能的進程中，降低燃料費用是各企業(yè)急需

解決的問題。廢氣、廢水熱回收是節(jié)能，降低燃料費的重要舉措之

一，為了適應(yīng)這種形勢，開發(fā)出了全焊接板式換熱器機組。

?形狀：組合了標準化的極薄平板的全焊接結(jié)構(gòu)的錯流型的氣一氣

（空氣）換熱器有兩種類型，即高溫型、低溫型。

?特征：機組組合而成，便于擴張，從小風量至大風量

（60~300000Nm3/h）,使用范圍廣；平板薄，效率高（溫度效率達80%

以上）；可以用于高溫（1000C）,高壓（30kPa）的氣體；全焊接氣密

結(jié)構(gòu)，不會混入排氣、臭氣；結(jié)構(gòu)便于維護、清掃；根據(jù)使用溫度

和氣體的種類選擇合適的材質(zhì)。

?結(jié)構(gòu)：為了承受高溫條件下的熱應(yīng)力，將薄板加工成六角形狀的單

體后組裝成機組，目的是分散熱應(yīng)力，構(gòu)成耐高溫的結(jié)構(gòu)（見圖1-

3）

?材質(zhì)：S-TEN,S適合于溫度低于350℃的機組；鋁合金板適合于排

氣溫度低于500℃的機組；SPCC適合于溫度低于200℃的機組；

SUS系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)溫度、排氣的性質(zhì)選擇其他非鐵金屬，如錫、銅。

?板厚：0.3?2.0mm（標準0.8mm,低溫用0.4mm）。

?耐壓：在600℃時為10kPa；在900℃時為5kPa。

?氣密性：T型為通過風量的0.001以下，用于脫臭；N型為通過風

量的0.1%以下，一般用途；S型通過風量的1.0%以下。

?壓力降：高溫側(cè)、低溫側(cè)壓力降是不同的。高溫側(cè)（排氣）在僅依

靠風機的機外剩余壓力和煙囪的引力條件下，允許值為50Pa以下。

?最高使用溫度：與受熱側(cè)的回收溫度和操作壓力有關(guān)，但可達到

1000℃

?排氣中的粉塵濃度：當排氣通路為單流程時，由于傳熱面為平板，

故很難堵塞，粉塵濃度約為0.1~0.5g/Nm3o

?流向（流程方向）：原則上可自由設(shè)計，事前可與用戶協(xié)商，進行最

優(yōu)設(shè)計。

?互換性：當機組需要更換某些部件時，機組的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于更換。

?布置：可縱向、橫向或水平設(shè)置。

?保溫：外型便于保溫，一般采用板式保溫，便于維護。最近，已經(jīng)

開發(fā)出利用排氣預熱鍋爐給水的低壓損機組裝置。目前\全焊式板

式換熱器用于鋼鐵、石油、鍋爐等行業(yè)，并已取得了很大的成績。

b板式錯流型換熱器

?板式錯流型換熱器是一種結(jié)構(gòu)簡單，具有彈性密封、傳熱面不焊接

和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點。

?原理結(jié)構(gòu)：在鋼結(jié)構(gòu)的固定框架中，將每1片傳熱板成90度逐一重

合而成。排氣從垂直方向通過傳熱板，空氣從水平方向通過。（見圖

1-4）

?特點：傳熱板通過彈性密封組合而成，能自由地吸收熱膨脹，故能

滿足溫度變化形成的應(yīng)力變化的要求，兒乎不發(fā)生泄漏問題；由于

傳熱面不焊接，可根據(jù)對象溫度的變化，選擇許多合適的材料，其

適用范圍，從氧露點以下的低溫至1000℃左右的高溫（見圖1-5）；

為了防止排氣中粉塵產(chǎn)生的磨損和堵塞問題，采取了許多相應(yīng)措

施?？山M合數(shù)個至數(shù)十個，故處理量非常大，可作為大容量的空氣

預熱器。用途：該裝置分為高溫型的氣/氣換熱H型和低溫型的氣/

氣，氣/液換熱L型（見表1-3）。在以往有粉塵和腐蝕性的不能回收

廢熱的工業(yè)范圍內(nèi)，這種產(chǎn)品都可采用。此外，在食品、造紙、石

油化學、電力、煉鋼等所有工業(yè)范圍內(nèi)熱回收系統(tǒng)中也可采用這種

裝置。其它的用途還包括鍋爐、焚燒爐、加熱爐、干燥器等，通用

性強。

表1-3H型、L型比較表

c用于冷凝器的板片

用于冷凝器的板片的連接氣體的角孔大，波紋節(jié)距也大，目的是提

高冷凝傳熱效果，減少流體阻力。蒸汽壓縮式制冷循環(huán)是由壓縮、

放熱、節(jié)流和吸熱四個主要熱力過程組成的。冷凝器的任務(wù)是將壓

縮機排出的高溫高壓氣態(tài)制冷劑予以冷卻使之液化，也就是說，當

過熱蒸氣流經(jīng)冷凝器的放熱面時，將其熱量傳遞給周圍介質(zhì)，而其

自身則被冷卻為飽和氣體，并進一步被冷卻為高壓液體，以便制冷

劑在循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)使用。由于高溫高壓制冷劑的密度較小（如飽

和氟利昂12蒸氣在溫度為40℃時:密度為54.76kg/m3）。故，用于

冷凝器的板片應(yīng)是專用板片，其角孔和節(jié)距加大，才能提高傳熱效

率和減少熱阻。

d用于蒸發(fā)器的板片

在造紙廠黑液濃縮裝置中使用的蒸發(fā)器即是其中的一種，為升降膜

蒸發(fā)器，板片的構(gòu)造和普通的波紋板片不同，每四片為一組，靠不

同形狀的墊片引導介質(zhì)的流向。

e板管式板片

板片組合在一起后，流道呈蜂窩狀，其中，一個流道較大，另一個

流道較小，其比例大約為2:1o

f雙層板片

這種板片是由兩層板壓合在一起，兩板之間有自然的縫隙，并在邊

緣開有一個向外的小口，當其中一層因腐蝕穿孔時，流體便進入兩

板之間的縫隙中，并從板邊的小口流出。

⑥裝置化

板式換熱器向板式換熱裝置發(fā)展說明板式換熱器已成為工業(yè)生產(chǎn)，

余熱利用，建筑舒適化的重要的必不可少的設(shè)備；也說明板式換熱

器的技術(shù)和應(yīng)用達到了更高的水準。目前已生產(chǎn)的裝置有板式換熱

機組，熱泵機組，制冷機組，蒸發(fā)裝置，空冷裝置和催化重整裝置

等。今后，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，還會出現(xiàn)更多的裝置。

⑦成型技術(shù)的先進性

板片的波紋成型為一次壓制成型。

大型板殼式換熱器所用板片，由于受現(xiàn)有壓機噸位、尺寸及模具制

造成本的限制，無法實現(xiàn)一次成型。國外同類產(chǎn)品板片制造采用水

爆成型，但這種成型方法技術(shù)難度大，成品率低（一般為

73?84%）,板片制造工藝繁瑣，成本高。我國大型板殼式換熱器板

片采用油壓機模型成型作為波紋板片成型的方法，開發(fā)出整板分次

連續(xù)壓制成型的技術(shù)，板片合格率為99%o

二、太平洋換熱生產(chǎn)的板式換熱器

1、換熱生產(chǎn)的換熱器匯總表。從表中可知，太平洋換熱生產(chǎn)的板式

換熱器有3類，其中可拆式換熱器有20種規(guī)格。

2、太平洋換熱器的用途

太平洋換熱器作為“加熱器”、“予熱器”、"過熱器''、"蒸發(fā)器”、“蒸

發(fā)液濃縮器”、“再沸器”、“冷凝器”、"冷卻器等被廣泛應(yīng)用于各個

領(lǐng)域。

加熱器用于把流體加熱到所需溫度，被加熱流體在加熱過程中不發(fā)

生相變。如供熱用換熱器等。

預熱器用于預先加熱流體，以使整套工藝裝置效率得到改善。如板

殼式空氣預熱器、鍋爐給水預熱器等。

過熱器用于將飽和蒸汽加熱到過熱蒸汽。

蒸發(fā)器、蒸發(fā)濃縮器用于加熱液體使之蒸發(fā)汽化。如釬焊式板式蒸

發(fā)器、全焊式黑液蒸發(fā)濃縮器等。

再沸器用于使裝置中冷凝了的液體再受熱蒸發(fā)。

冷凝器用于冷卻凝結(jié)性飽和蒸汽，使之放出潛熱而凝結(jié)液化。如釬

焊式板式冷凝器。

冷卻器用于冷卻流體到必要的溫度，如煉鋼、化工、造紙、食品工

業(yè)中的板式冷卻器等。

表1-4太平洋生產(chǎn)的板式換熱器匯總表

三、在許多應(yīng)用領(lǐng)域板式換熱器逐漸取代了管殼式換熱器。

換熱器是合理利用與節(jié)約能源、開發(fā)新能源的關(guān)鍵設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，

在現(xiàn)代石油化工企業(yè)中，換熱器投資占30%?40%。在制冷機中，

蒸發(fā)器和冷凝器的重量占機組重量的30%?40%,動力消耗占總動

力消耗的20%?30%?？梢姄Q熱器對企業(yè)投資、金屬耗量以及動力

消耗有著重要的影響。由于在生產(chǎn)中存在的熱交換千變?nèi)f化，因此

所需的換熱器必然各式各樣，但從承受高溫、高壓、超低溫及耐腐

蝕能力上看，管殼式換熱器的數(shù)量和使用場所在20世紀80、90年

代仍居主要地位。隨著全焊、釬焊、板殼式等新型結(jié)構(gòu)板式換熱器

的發(fā)展，以及新技術(shù)、新工藝、新材料在板式換熱器中的應(yīng)用，板

式換熱器在進一步發(fā)展自身的傳系數(shù)高、對數(shù)平均溫差大、占地面

積小、重量輕、價格低、末端溫差小和污垢系數(shù)低等優(yōu)越性之外，

還將它的承壓能力從2.5MPa提高到8.0MPa,耐溫能力從150℃提

高到了1000℃,為其在許多應(yīng)用領(lǐng)域取代管殼式換熱器創(chuàng)造了條

件。

1板式換熱器的特點。

⑴傳熱系數(shù)高（見表1-5）

表1-5常用間壁式換熱器的傳熱系數(shù)的大致范圍*1

注：*1摘自于邱樹林、錢濱江《換熱器原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計》。

*2數(shù)據(jù)來源于太平洋換熱設(shè)備制造公司。

從表1-5可知，板式換熱器具有較高的傳熱系數(shù)，一般約為管殼式

換熱器的3?5倍。主要原因是流體在管殼式換熱器的殼程中流動時

存在著折流板一殼體，折流板一換熱管，管束一殼體之間的旁路，

通過這些旁路的流體，沒有充分參與換熱。而板式換熱器，不存在

旁路，而且板片的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流，湍流效

果明顯(雷諾數(shù)約為150時即為湍流)，故能獲得較高的傳熱系數(shù)。

⑵對數(shù)平均溫差大

板式換熱器兩種流體可實現(xiàn)純逆流，一般為順流或逆流方式。但在

管殼式換熱器中，兩種流體分別在殼程和管程內(nèi)流動。總體上是錯

流的流動方式。降低了對數(shù)平均溫差。板式換熱器能實現(xiàn)溫度交

叉，末端溫差能達到1℃;管殼式換熱器不能實現(xiàn)溫度交叉(即二

次側(cè)出口溫度不能高于一次側(cè)的出口溫度)末端溫差只能達到

5℃o

(3)NTU大

NTU表示相對于流體熱容流量，換熱器傳熱能力的大小。例如對于

已定的傳熱系數(shù)K和熱容量GCp值，NTU的大小就意味著換熱器

尺寸的大小，即傳熱面積的大小。管殼式換熱器的NTU約為

0.2-0.3(平均0.25)。(BRS)板式換熱器的NTU約為1.0?3.0(平

均2.0)。如在進行一次水14?9℃,二次水13?7℃,一次水流量

60m3/h,二次水流量50m3/h換熱時，NTU=(14-9)/l.5=3.33o若采用

對稱型(BRS)板式換熱器3.33/2.0=1.66-2流程，A=95m2；而采

用管殼式換熱器，則3.33/0.25=13.32-14流程，A=320m2。.

⑷耐溫承壓能力強

設(shè)計工作壓力可達8MPa，設(shè)計工作溫度達1000℃o

⑸大型化單板面積達18m2,單臺達10000m2。

（6）小型化單板面積比A4還小。

⑺占地面積小

從⑶分析可知，由于板式換熱器NTU大，故在換熱量相同時，所需

的換熱器的尺寸也小。除此之外，板式換熱器的結(jié)構(gòu)緊湊，單位體

積內(nèi)的換熱面積為管殼式換熱器的2?5倍，也不需管殼式換熱器要

預留抽出管束的檢修場地，故板式換熱器的占地面積是管殼式換熱

器的1/5-1/10o（見圖1-6）

（8）重量輕

板式換熱器的板片厚度僅為0.6?0.8mm,管殼式換熱器的傳熱管厚度

為2.0?2.5mm;管殼式換熱器的殼體比板式換熱器的框架重量重得

多；故在換熱量相同時，板式換熱器所需的換熱面積比管殼式換熱

器小，其重量約為管殼式的1/5。

⑼污垢系數(shù)低（見表1-6）

從表1-7可知，板式換熱器的表1-6污垢系數(shù)單位：（m2」C/W）

垢系數(shù)約為管殼式換熱器的1/10。其原因是板間流體的劇烈湍動，

雜質(zhì)不易沉積；板間流道死區(qū)少；不銹鋼換熱面光滑，附著物少；

清洗容易等。

⑩能實現(xiàn)多種介質(zhì)換熱

若要進行兩種以上介質(zhì)換熱時，

則可在板式換熱器中設(shè)置中間隔板。

圖1-7表示中間隔板的結(jié)構(gòu)，視換熱介質(zhì)的數(shù)目，中間隔板可設(shè)置

一個，也可設(shè)置多個。管殼式換熱器無法實現(xiàn)多種介質(zhì)換熱。

(11)清洗方便

把板式換熱器的壓緊螺柱卸掉后，即可松開板束，卸下板片，進行

機械清洗。

?通過改變換熱面積或多流程組合適應(yīng)新?lián)Q熱工況的要求。

(13)工作壓力達8MPa

可拆式板式換熱器是靠墊片密封的，密封周邊長，而且角孔的兩道

密封處的支撐情況較差，墊片得不到足夠的壓緊力，所以最高工作

壓力僅為2.5MPao釬焊式、全焊板式換熱器改變了可拆式板式換熱

器的密封形式，板殼式換熱器改變了兩種流體的進(出)口形式，

提高了板式換熱器的工作壓力。目前釬焊式、全焊板式換熱器承受

的工作壓力達3.5?4MPa,板殼式可達8MPao在可拆式換熱器中，

通過在常規(guī)波紋板片上加筋形成波紋管狀通道，除能強化傳熱之

外，還增加了板式換熱器的承壓能力。

(14)工作溫度達1000℃

可拆式板式換熱器的工作溫度決定于密封墊片能承受的溫度，用橡

膠類彈性墊片時:最高工作溫度低于200℃。釬焊式、全焊式和板

殼式密封不采用墊片形式，其工作溫度與工藝有關(guān)，目前為-

200~1000℃

(15)當量直徑大

寬一寬通道，寬一窄通道等大通道板式換熱器的當量直徑de達

28mm,(蘇州太平洋換熱生產(chǎn)的KBB,KNB型板式換熱器屬這種

型式)，有一側(cè)或兩側(cè)可適用于含纖維、顆粒或高粘度介質(zhì)的換熱。

(16)適用流體的范圍更廣泛

可拆式板式換熱器受密封材料的限制，不適合某些流體。釬焊式、

全焊式和板殼式不使用密封墊片，故可在高真空條件下使用，適用

流體的范圍也擴大了。

2、在許多應(yīng)用領(lǐng)域，板式換熱器逐漸取代了管殼式換熱器。

⑴在許多工藝過程中，兩種流體的末端溫差僅為1℃或更小，如區(qū)

域供冷系統(tǒng)，冰蓄冷的乙二醇換熱系統(tǒng)，海水冷卻系統(tǒng)和污水利用

熱泵系統(tǒng)等。以往采用的管殼式換熱器體積大，重量大，占地面積

大，經(jīng)濟效益差。最近蘇州太平洋換熱生產(chǎn)的BRH型板式換熱器的

板片是波紋淺(波深約為2?2.5mm)的淺密波紋板，傳熱系數(shù)約為

7000w/(m2-K),硬板的NTU可達5?8。在上述兒種工藝過程中，采

用高NTU板式換熱器不僅可以取代管殼式換熱器，而且由于這種板

式換熱器的NTU高，故所需換熱面積小，占地少，經(jīng)濟效益亦非常

明顯。

⑵熱泵機組的蒸發(fā)器和冷凝器。熱泵機組是廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)和

熱回收系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，這些應(yīng)用場所對熱泵提出了如下要求：重

量輕，體積小(組裝化)，耐壓性能好、耐低溫性能好和具有高的密

封性能等。以往采用的管殼式換熱器很難滿足上述要求。蘇州太平

洋換熱生產(chǎn)的QH釬焊式板式換熱器不僅可節(jié)省熱泵的空間，還能

降低制冷劑的成本和制冷劑的滲漏，故在熱泵機組中大量地采用它

作為蒸發(fā)器和冷凝器。除此之外還采用它們作為省能器和油冷卻

器。在吸收式制冷機中也用它作為溶液的換熱器。

⑶在造紙、食品、酒精等蒸發(fā)濃縮工藝過程中，由于工藝的一側(cè)含

有纖維、顆粒、或高粘度的介質(zhì)，故要求大通道的流通斷面。過去

只能采用管殼式換熱器，但堵塞之后頻繁清洗和很難清洗的缺點，

促使相關(guān)行業(yè)開發(fā)新型的換熱器。蘇州太平洋換熱生產(chǎn)的全焊式板

式換熱器和可拆式KNB型、KBB型板式換熱器的板間當量直徑約

為28mm，適合于含纖維、顆粒的流體。目前已廣泛應(yīng)用于上述工藝

過程中，其中黑液濃縮裝置已成為定型化產(chǎn)品。

⑷煉油工業(yè)的催化重整裝置，燃氣熱電冷三聯(lián)供的熱回收裝置中采

用的板殼式換熱器、全焊板式空氣預熱器和全焊板式省能器等，已

基本上取代了管殼式換熱器。

⑸在硫酸工業(yè)、制堿工業(yè)、煉油工業(yè)的冷卻過程中，板式冷卻器已

取代了管殼式換熱器第三節(jié)板式換熱器用材料

材料是產(chǎn)品之本。要生產(chǎn)高性能、高質(zhì)量的