板式换热器 工作原理 1 PPT 课件 2 PPT 课件 概述 ? 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、结构紧密相连轻巧、占地面积小、应用广泛、 常规使用的寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热 系数比管式换热器高 3-5 倍，占地面积为管式换热器的 三分之一，热回收率可高达 90% 以上。 ? 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。 3 PPT 课件 板式换热器的结构 序 号 部件 名称 部件功能 1 固定板 其不直接与流体接触，用夹紧螺栓副紧固后压 紧板片及垫片保证密封 2 支架 支撑换热器的重量，使整个换热器组成一体 3 上横梁 承受换热器的重量并保证安装尺寸，使板片在 其间滑动，横梁通常比板片组夹紧后长，以保 证松开夹紧螺栓后组装、检查和清洗板片 4 下横梁 保持板片底端对齐 5 活动板 与固定板配对使用在横梁上自由滑动，以便于 换热器的拆装 6 角孔 介质进入换热板片间的分配管与汇集管 7 夹紧螺 栓副 压紧板片组使换热器整体保证密封，同时能 承受压力载荷 8 板片 热量传递的元件，提供介质流道和换热表面 9 垫片 防止介质混流或泄露，并使之在不同板片间分 配 10 中间隔 板 在固定板和活动板中间的不同位置上设置中间 隔板，可以使一台设备同时处理多种介质，执 行多段操作 4 PPT 课件 板式换热器的组成 板式换热器主要是由传热板片、密封垫片、固定板、活动板、夹紧螺栓、支 架、横梁等组成。 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，大多采取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和介质导流的作用。 材质一般为三元乙丙橡胶，根据不同介质可采用不一样橡胶。 三、固定板和活动板 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、支架 支架起着支撑整个框架的作用。 六、横梁 主要是支承换热板片，使其拆卸、清洗、组装等方便。 5 PPT 课件 板式换热器工作原理：两种不同的介质（冷 / 热）通过相应的角孔实现热 量传递，流于 A 、 B 两种不同通道实现冷介质加热或热介质降温的过程。 换热器的流程是由许多板片按一定工艺及需方技术工作要求组装而成的。 组装时 A 板和 B 板交替排列，板片间形成网状通道四个角孔形成分配管和汇合 管，密封垫（垫片目前市场上有的分为三种：粘垫“用胶水粘在板片上”这 种比较普遍，维修和更换胶垫比较困能、挂垫“有小挂扣可以直接挂在板片 上”这种维修更换较为方便简单、按扣式“有小的按豆可以直接按扣在板片 上”在维修和更换上与挂扣的相似）把冷热介质密封在换热器里，同时又合 理的将冷热介质分开而不致混合。 在通道里面冷热流体间隔流动，可以逆流也可以顺流，在流动过程中冷热 流体通过板壁进行热交换。板式换热器的流程组合形式很多，都是采用不一样 的换向板片和不同组装来实现的，流程组合形式可分为单流程，多流程和汽 液交换流程，混合流程形式。 板式换热器的原理 6 PPT 课件 （板式换热器与列管式换热器的比较） 1. 传热系数高； 由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三 维流动，所以传热系数高，一般认为是列管式的 3-5 倍。 2. 占地面积小。 板式换热器结构紧密相连，单位体积内的换热面积为列管式的 2-5 倍，也不像列管式那 样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积小。 3. 容易改变换热面积或流程组合； 只要增加或减少几张板，即可达到增加或减少换热面积的目的；改变板片排列或更 换几张板片，即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况。 4. 重量轻； 板式换热器的板片厚度仅为 0.4-0.8mm ，而列管式换热器的换热管的厚度为 2.0- 2.5mm ，列管式的比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有列管式重量的 1/5 左 右。 板式换热器的特点 7 PPT 课件 （板式换热器与列管式换热器的比较） 5. 容易清洗； 框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这 对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。 6. 热损失小； 板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可忽略不计，也不 需要保温措施。 7. 工作所承受的压力不宜过大，有几率发生泄露； 板式换热器采用密封垫密封，工作所承受的压力一般不宜超过 2.5MPa ，介质温度应在低于 250 ℃以下，否则有可能泄露。 8. 易堵塞； 由于板片间通道很窄，一般只有 2-5mm ，当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时， 容易堵塞板间通道。 板式换热器的特点 8 PPT 课件 板片的定位方式 ? 板式换热器采用独特的燕尾槽结构的多点定 位方式。如图，这种定位方式选用机械定位 的“一面二销”的根本原则，从而开放一个 工件的自由度，这种定位方式防止产生过定 位现象。 ? 板式换热器采用波纹板为定位平面，一侧采 用全面限制自由度的方法，另一侧采用非全 面限制自由度的方式，在纵向方向上可以伸 长。板片在受热及夹紧受力时，可以延纵向 方向向下延伸，能够大幅度的降低板式换热器的 泄漏机会，板片无变形，并使板式热热器在 框架上定位更精确，同时拆装更方便快捷。 ? 以往淘汰的板式换热器上下定位孔采用全封 闭自由度的圆孔式定位方式，如上右图示， 这种定位会造成过定位现象，板片在受热膨 胀及夹紧受力时不能伸缩，发生板片翘曲造 成泄漏，同时板片的拆装十分艰难，板片的 定位精度低，影响了外观品质。 9 PPT 课件 板片的定位方式 ? 板式换热器检修周期一般为二到三年 一次，为避免板片在拆装时上下定位 槽发生变形，采用了加强设计，同进 进行翻边加工，维修即不会使定位槽 发生变形，多次拆装后定位仍然精确， 定位点更耐磨，同时也起到了防止定 位槽对修东西的人的损伤。 ? 为了达到人性化设计的要求，使装配 板式换热器时更方便快捷，我们在板式 换热器的每一张板片的四个角孔采用 辅助定位裙边，这些裙边为锥形结构， 在第一张板片能够正确装机后，其后 板片能够最终靠四个角定位裙边，自动 对入正确的装配位置，达到自动对位 之目的，使装配板式换热器时更为便 捷，实现“傻瓜式”装配。 10 PPT 课件 密封 结构 和 垫 片 ? 板式换热器垫片结构采用的独特的 三角形屋顶设计 ( 见图 ), 其密封型式 为线密封，线接触密封作为密封领 域公认的最佳的可靠型式被用于板 式换热器的垫片结构上。这种结构 能够保证板片在夹紧受力时垫片中 间受力最大，在较小的夹紧力作用 下实现较大的密封作用力，从而保 证了良好的密封性能并使垫片在较 小的作用力下工作，多次拆装后垫 片永久变形小，同时对垫片槽的弯 曲应力也很小，不会产生永久变形， 达到装配精确，如右图所示。 11 PPT 课件 密封 结构 和 垫 片 ? 垫片槽采用封闭式设计，使垫片 在夹紧时不会接触到大气，垫片 与外界空气及内部介质接触较少， 减缓了垫片的老化和腐蚀，延长 了垫片的常规使用的寿命，以此来实现了 板式换热器长期安全可靠运行。 以往已淘汰的 产品 采用平板式面 密封，接触面很大，在施加较大 夹紧力的情况下才能实现密封， 垫片永久变形大，板片垫片槽变 形也较大，同时垫片槽为开放式 设计，垫片与介质及空气接触较 多（如图），垫片更容易老化， 很难保证设备长期稳定运行。 12 PPT 课件 双泄露观察孔 线性密封 辅助定位系统 （裙边） 主定位系统 13 PPT 课件 垫片与板片的连接方式 免粘接方式 免粘接方式一般适用于中小板型，突出特点是检修方便，减轻腐蚀。 固化粘接方式 固化粘接方式适用于大板型粘接密封形式的胶垫，其可以在一定程度上完成密封胶垫与板 片高强度结合，减少了密封胶垫更换频次，一般适用于介质相对清洁的场合。 其中固化粘接是将胶均匀地涂在已经清洁过的垫片槽内，把干净的新垫片粘 贴在板片上，注意垫片与垫片槽的位置。粘接后在用手抚平，保证垫片

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