《间壁式换热器》PPT课件.ppt

第二章：糖化设备,第七节：间壁式换热器,第七节：间壁式换热器,教学内容： 间壁式换热器、板式换热器和麦汁充氧设备。 知识目标： 1 了解板式换热器的作用和麦汁充氧设备； 2 掌握板式换热器的结构和板式换热器的板片数计算。,1 间壁式换热器,1间壁式换热器的特点 间壁式换热器的特点是冷、热两流体被一层固体壁面（管或板）隔开，不相混合，通过间壁进行热交换。,1 间壁式换热器,2 常用的间壁式换热器 啤酒生产中常用的间壁式换热器有蛇管式、夹套式、列管式、板式和翅片式。,蛇管式换热器,蛇管式换热器,缠绕管式换热器,U型管式换热器,套管式,套管式,列管式,夹套式换热器,翅片式,板式换热器,板式换热器,板式换热器,2 板式换热器,板式换热器是一种高效热交换器，可作加热器、冷却器、杀菌器使用。 在啤酒生产中，主要用于麦芽汁和啤酒的冷却。,2 板式换热器,一、作用： 麦汁经过煮沸打人回旋沉淀槽，分离酒花糟及热凝固物后，应迅速进行以下处理： (1)迅速冷却，使麦汁温度达到酵母接种的要求。 (2)麦汁冷却后进行通风操作，酵母只有在吸收了充足的氧气后，才能合成其繁殖所必需的甾醇和不饱和脂肪酸等物质。 (3)析出和分离麦汁中的热、冷凝固物，以保证发酵的正常进行和期望的啤酒质量。,2 板式换热器,麦汁冷却是一个物理变化过程，从理论上讲并不复杂。但由于热、冷凝固物的析出和分离、合理的麦汁充氧以及严格的卫生要求，实际生产中的冷却工艺是相当复杂的。由于酵母只能在低温下发酵，所以热麦汁必须冷却到工艺要求的发酵温度，才能进行接种。利用板式换热器可以使麦汁迅速冷却到酵母的接种温度，长时间的缓慢冷却会增加啤酒中有害微生物繁殖的机会。因此，快速冷却非常重要。麦汁冷却开始后，在60以前的这一时间内，热凝固物仍然会继续析出。,2 板式换热器,二、板式热交换器的种类： 按结构方式分： BR 型板式换热器系列，整机装配有普通式结构（不经常拆洗工况采用）和悬挂式结构（拆洗较频繁的工况采用）两种。 2 按流程分：根据工艺流程组合形式可分为单流程和多流程； 3按方向分：根据冷却和流体介质进入方向可分为单边流和对角流；,2 板式换热器,2 板式换热器,单流程 多流程,2 板式换热器 单边流 对角流,2 板式换热器,板式热交换器与其它热交换器的区别： 板式换热器是液液、液汽进行热交换的理想设备。在相同压力损失情况下，板式换热器传热系数比管式换热器高35倍，占地面积为管式换热器的1/3，热回收率高达90%以上。,2 板式换热器,三、板式换热器的结构和主要部件 1 结构 板式换热器主要由固定端板、活动端板、中间片、后支架、上下导杆、换热板片以及滚轮压紧装置构成。,2 板式换热器,三、板式换热器的结构和主要部件 2 主要部件 换热板片是板式换热器的主要部件，它是由许多以水压机冲压成凹凸波纹的薄片型板（材料为不锈钢板片），每个板片悬挂在定位导杆上。,任务2 板式换热器,三、板式换热器的结构和主要部件 板片四周及角孔周围压有密封垫圈槽，粘贴密封垫片。 垫片的作用： 密封作用，防止流体的泄漏； 在两板片之间形成间隙，即流体通道，调节垫圈厚度即可改变两片间隙流体的通道大小。,2 板式换热器,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。,任务2 板式换热器,板式换热器的结构 1固定压紧板2连接口3垫片4板片5活动压紧板6下导杆7上导杆8夹紧螺栓9支柱,板式换热器板片,2 板式换热器,板片的材质： 板片在板式换热器中起传热媒体的作用,在板的两侧,两种流体逆向流动, 根据流体的腐蚀性不同,应当选择相应的耐腐蚀性好的板片材料，在热量交换中常有一些腐蚀性、氧化性很强的物料，因此，要求制造换热器的材料具有抗强腐蚀性能。,2 板式换热器,常用的板片材料：不锈钢304,316,316L,钛等； 其他板片材料：钛/鈀合金,哈氏合金C276,254SMO,各种镍合金。 适合用途：1.不锈钢304，适用于非腐蚀性的场合。 2.不锈钢316及316L，适合于微腐蚀工况及蒸汽换热的场合 3. 钛板适合于海水、某些电镀液及其他氯离子浓度较高的场合 板片厚度：0.4-0.6mm是标准板厚,啤酒厂使用较多是0.5mm 、不锈钢316及316L。,2 板式换热器,四、 板式换热器工作原理 板式换热器由于板片波纹表面的特殊作用，使流体沿着狭窄弯曲的通道流动其速度的大小方向不断的改变，致使流体在不大的流速下，激起了强烈喘动，因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程，有效地提高了传热能力。,2 板式换热器,五、板式换热器的特点 1 优点 （1） 传热效率高； （2） 结构紧凑、占地面积小、金属消耗量小； （3） 设备的适应性和灵活性大； （4） 操作、维修、拆装、清洗、检修方便，卫生条件好； （5） 应用范围广。,2 板式换热器,五、板式换热器的特点 2 缺点 （1） 密封周边长； （2） 垫圈不耐高温； （3） 允许操作压强比较低； （4） 处理量不大。 一旦发现板片结垢必须拆开清洗。,2 板式换热器,六、板式换热器的流程组合 板式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。,2 板式换热器,六、板式换热器的流程组合 板式换热器的流程组合形式很多，都是采用不同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，要根据工艺条件来选择换热器的流程组合。,2 板式换热器,六、板式换热器的流程组合 板式换热器中的换热板可以做成并联、串联和混联等流路。 组合流程可以通过在设备板片中的适当位置，安装若干带有盲孔的换热板片，以改变流程流动的方向。,2 板式换热器,各种接管形式的接管位置见图,1、冷介质进口2、热介质出口3 、冷介质出口 4、热介质进口,2 板式换热器,板式换热器的规格型号表示法 BR0.3-1.6-15-N-I或BR0.3-1.6-15-N 其含义：板片为波纹、形式为人字形，单板公称换热面积为0.3，设计压力为1.6Mpa，换热面积为15，用丁腈垫片密封的双支撑框架结构的板式换热器。,2 板式换热器,七、板式换热器的计算 1 传热计算 传热面积A A = Q / K t均 2 传热板片数n n = A / f f 单片的传热面积 总板片数 = n + 2 3 压力损失P,3 麦汁充氧,一、充氧的目的 1 供给酵母生长繁殖所必需的含氧量（8 10 mg/L）； 2 通风有利于冷凝固物的去除。,3 麦汁充氧,二、充氧的设备 1 陶瓷烛棒或烧结金属烛棒； 2 文丘里管； 3 带双物喷头的通风设备； 4 带静止混合器的通风设备； 5 离心混合器。 文丘里管是麦汁充氧的常用设备。,麦汁充氧(通风)工艺流程,麦汁冷却充氧工艺 l一热麦汁 2一板式换热器 3一冰水 4一麦汁充氧器 5一送至发酵 6一止回阀 7一空气过滤器 8一压力表 9一空气流量计 10一减压阀 11-压缩空气,文丘里管,文丘里管 使用文丘里管进行麦汁通风是啤酒厂常用的方法。文丘里管结构，其有一管径紧缩段，用来提高流速，空气通过喷嘴吸人。麦汁在管径增宽段形成涡流，使麦汁与分散、细密的空气泡充分接触并混合均匀。使用文丘里管可以使麦汁达到工艺要求的溶解氧含量。麦汁与空气的混合比一般为1：(0.30.7)。,文丘里管,文丘里管的工作原理 1一分层流体 2一管径紧缩段，借此提高流速 3