全焊接板式换热器发展综述

全焊接板式换热器发展综述一、本文概述随着工业技术的不断发展和进步，换热器作为工业设备中的重要组成部分，其性能优化与技术创新一直是行业研究的热点。全焊接板式换热器作为一种先进的换热设备，凭借其独特的结构设计和优异的性能表现，在工业领域的应用日益广泛。本文旨在全面综述全焊接板式换热器的发展历程、技术特点、应用领域以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究与实践提供有益的参考。本文将回顾全焊接板式换热器的诞生背景和发展历程，分析其在不同历史阶段的技术进步与变革。将重点介绍全焊接板式换热器的技术特点，包括其结构优势、换热效率、耐腐蚀性、使用寿命等方面的优势，以及与传统换热器相比的突出性能。文章还将探讨全焊接板式换热器在石油化工、电力、制药、食品等工业领域的应用情况，分析其在不同行业中的实际应用效果。本文将展望全焊接板式换热器的未来发展趋势，探讨其在新材料、新工艺、智能化技术等方面的创新应用，以及可能面临的挑战与机遇。通过本文的综述，旨在推动全焊接板式换热器的技术进步与应用发展，为工业领域的可持续发展贡献力量。二、全焊接板式换热器的技术原理与特点全焊接板式换热器，作为一种高效、紧凑的热交换设备，其技术原理与特点在近年来得到了广泛的研究和应用。其技术原理主要基于板式换热器的基础上，通过全焊接工艺将各个换热板片永久性地连接在一起，形成一个连续的热交换通道。这种结构使得流体在板片之间形成薄而均匀的流动层，从而实现了高效、快速的热交换过程。高效性：由于板片之间的流道设计优化，以及全焊接工艺保证了流道的密封性和稳定性，使得热交换过程更加高效。与传统的管壳式换热器相比，全焊接板式换热器具有更高的传热系数和更小的热阻。紧凑性：全焊接板式换热器结构紧凑，占地面积小，特别适用于空间受限的场合。由于其高效的传热性能，使得在相同传热需求下，所需的换热器体积更小。可靠性：全焊接工艺使得各个板片之间的连接更加牢固，不易出现泄漏问题。由于材料的选择和工艺的优化，使得全焊接板式换热器具有较高的耐腐蚀性和抗疲劳性能，保证了设备的长期稳定运行。灵活性：全焊接板式换热器可以根据不同的需求进行定制，如改变板片数量、调整流道尺寸等，以满足不同的传热需求。由于其结构紧凑、重量轻，使得安装和维护更加方便。环保性：全焊接板式换热器在设计和制造过程中，注重环保和节能。例如，采用环保材料、优化流道设计以减少流体阻力等，都有助于降低能耗和减少环境污染。全焊接板式换热器以其高效、紧凑、可靠、灵活和环保等特点，在各个领域得到了广泛的应用和推广。随着技术的不断进步和市场的不断发展，全焊接板式换热器在未来将有更大的发展空间和应用前景。三、全焊接板式换热器的应用领域及市场需求全焊接板式换热器作为一种高效、紧凑且可靠的换热设备，在众多领域中均得到了广泛的应用，并且随着工业技术的不断进步和环保要求的提高，其市场需求也在稳步增长。在化工行业中，全焊接板式换热器以其出色的耐腐蚀性和换热效率，被广泛应用于各种化学反应的热量交换过程。随着化工行业的转型升级，对换热器的性能要求也在提高，全焊接板式换热器的市场需求因此得到了持续增长。在石油和天然气行业中，由于全焊接板式换热器能够适应高温、高压的工作环境，因此被广泛应用于油气田的开采、加工和输送过程中。随着全球能源需求的增长和石油天然气行业的持续扩张，全焊接板式换热器的市场需求也将进一步增大。在电力、制药、食品和冶金等行业中，全焊接板式换热器也发挥着重要的作用。电力行业中，它用于发电站的冷却系统和热能回收；制药行业中，它确保了生产过程中的卫生和产品质量；食品行业中，它用于加热、冷却和杀菌等工艺过程；冶金行业中，它则用于金属的熔炼和精炼过程。全焊接板式换热器的应用领域广泛，市场需求强劲。随着科技的进步和环保要求的提高，预计未来全焊接板式换热器的市场需求将继续保持增长态势。这也对全焊接板式换热器的技术研发和产品质量提出了更高的要求，推动了行业的持续创新和发展。四、全焊接板式换热器的设计与制造技术全焊接板式换热器作为高效、紧凑且耐用的热交换设备，其设计与制造技术一直是行业关注的焦点。近年来，随着材料科学、焊接工艺和计算机辅助设计（CAD）技术的快速发展，全焊接板式换热器的设计与制造水平得到了显著提升。在设计方面，全焊接板式换热器的设计越来越注重结构优化和性能提升。通过采用先进的流体力学分析和热力学模拟技术，设计师们能够更准确地预测换热器的热传递性能、流体阻力以及结构强度，从而优化换热器的结构设计和参数配置。随着计算机辅助设计（CAD）技术的普及，设计师们能够利用三维建模和仿真分析等技术手段，更加直观地展示换热器的设计效果，提高设计效率和质量。在制造技术方面，全焊接板式换热器的制造过程涉及材料选择、焊接工艺、质量检测等多个环节。在材料选择方面，优质的材料是保证换热器性能和使用寿命的基础。目前，常用的材料包括不锈钢、镍基合金等，这些材料具有良好的耐腐蚀性和高温性能，能够适应各种恶劣的工作环境。在焊接工艺方面，先进的焊接技术和设备是实现全焊接板式换热器高质量制造的关键。采用自动化焊接设备和工艺，能够保证焊接质量和效率，减少焊接缺陷和焊接变形等问题。在质量检测方面，全焊接板式换热器需要经过严格的质量检测和性能测试，以确保其符合设计要求和使用标准。全焊接板式换热器的设计与制造技术正在不断发展和完善。通过采用先进的设计理念和制造技术，全焊接板式换热器在性能、效率和质量方面不断提升，为各行业的热交换需求提供了更加可靠和高效的解决方案。未来，随着科技的进步和市场的变化，全焊接板式换热器的设计与制造技术将继续不断创新和发展，为各行业的热交换需求提供更加全面和优质的服务。五、全焊接板式换热器的性能评估与优化全焊接板式换热器作为一种高效、紧凑且可靠的换热设备，在各类工业应用中发挥着重要作用。随着使用环境的多样化和运行工况的复杂性增加，对其性能评估与优化提出了更高的要求。本节将重点讨论全焊接板式换热器的性能评估方法、存在的问题以及优化策略。性能评估是全焊接板式换热器优化设计的基础。通常，性能评估涉及热效率、压力损失、结构强度、耐腐蚀性等多个方面。热效率是衡量换热器性能的重要指标，它直接反映了换热器在单位时间内传递的热量。压力损失则关系到系统的能耗和运行成本。结构强度则决定了换热器在高压、高温等恶劣环境下的稳定性。耐腐蚀性则关乎换热器的使用寿命和安全性。在实际应用中，全焊接板式换热器可能面临诸多问题，如热阻大、传热效率低、易泄漏等。这些问题往往与材料选择、制造工艺、运行参数等因素有关。优化策略需要综合考虑这些因素，提出切实可行的解决方案。针对热阻大和传热效率低的问题，可以通过优化材料选择、改进流道设计、增加传热面积等方式来提高传热效率。例如，采用导热性能更好的材料、设计更加合理的流道结构、增加传热板片数量等。还可以考虑采用先进的传热强化技术，如表面涂层、纳米流体等，以进一步提高传热效率。针对易泄漏的问题，可以从提高焊接质量、加强密封性能等方面入手。具体而言，可以采用先进的焊接工艺和质量控制手段，确保焊接接头的密封性和可靠性。同时，还可以优化密封结构设计，提高密封材料的耐腐蚀性和耐磨性。除了上述针对具体问题的优化策略外，还可以通过建立数学模型和仿真分析来全面评估和优化全焊接板式换热器的性能。通过模拟不同工况下的运行状况，可以预测换热器的性能表现，并据此进行针对性的优化设计。全焊接板式换热器的性能评估与优化是一个复杂而关键的过程。通过综合考虑各种因素，采取合理的优化策略，可以显著提高换热器的性能表现，为工业应用提供更加高效、可靠和经济的换热解决方案。六、全焊接板式换热器的市场现状与竞争态势随着全球工业化的快速发展和环保要求的日益提高，全焊接板式换热器作为一种高效、节能、环保的换热设备，其市场需求持续增长，市场前景广阔。目前，全球全焊接板式换热器市场呈现出以下几个特点：市场规模不断扩大：随着全球能源结构的调整和工业结构的升级，全焊接板式换热器在石油化工、电力、冶金、制药、食品等行业的应用越来越广泛，市场规模不断扩大。特别是在新兴市场，如亚洲、非洲等地区，随着经济的发展和工业化进程的加速，全焊接板式换热器的需求呈现出快速增长的趋势。市场竞争激烈：全球全焊接板式换热器市场竞争激烈，市场上存在大量的国内外知名品牌和生产企业。这些企业通过技术创新、产品质量提升、服务水平提高等手段，不断提高自身的市场竞争力。同时，一些新兴企业也通过差异化竞争、低成本运营等方式，逐渐在市场中崭露头角。技术创新成为竞争关键：随着全焊接板式换热器市场的不断发展，技术创新成为企业竞争的关键。一些领先的企业通过不断研发新技术、新工艺、新材料，提高产品的性能、降低能耗、提高使用寿命，从而赢得了市场的青睐。同时，这些企业也通过技术创新不断提升自身的核心竞争力，巩固了市场地位。环保和节能成为市场趋势：随着全球环保意识的提高和节能减排政策的实施，环保和节能成为全焊接板式换热器市场的发展趋势。一些企业积极响应环保政策，通过研发环保型产品、提高能源利用效率、推广清洁生产等方式，推动行业的绿色发展。同时，这些企业也通过提供环保和节能解决方案，赢得了客户的认可和信任。全焊接板式换热器市场呈现出市场规模不断扩大、市场竞争激烈、技术创新成为竞争关键、环保和节能成为市场趋势等特点。未来，随着全球工业化和环保要求的不断提高，全焊接板式换热器的市场前景将更加广阔。企业也需要不断提高自身的技术创新能力、产品质量和服务水平，以适应市场的变化和满足客户的需求。七、全焊接板式换热器的发展趋势与挑战随着工业技术的不断进步和应用领域的拓展，全焊接板式换热器作为一种高效、紧凑且适应性强的换热设备，正展现出广阔的发展前景。与此也面临着一些技术挑战和市场压力。发展趋势方面，全焊接板式换热器的未来将更加注重环保、节能和智能化。随着全球对环保意识的提升，换热器作为工业领域的重要能耗设备，其节能性能将受到更多关注。通过优化设计和制造工艺，提高换热效率、降低能耗，将是全焊接板式换热器发展的重要方向。同时，随着工业互联网和智能化技术的快速发展，全焊接板式换热器有望实现更加智能的监控、控制和优化，提升运行效率和可靠性。挑战方面，全焊接板式换热器在生产制造、应用维护和材料选择等方面仍面临一些技术难题。全焊接工艺对设备精度和操作人员技能的要求较高，如何保证焊接质量和效率，是制约其规模化生产的关键因素。全焊接板式换热器的应用场景多样，如何适应不同介质、温度和压力条件下的稳定运行，也是一大挑战。材料选择对于换热器的性能和寿命至关重要，如何在保证换热效率的兼顾材料的耐腐蚀性和经济性，也是全焊接板式换热器发展中需要解决的问题。全焊接板式换热器在环保、节能和智能化方面有着广阔的发展前景，但同时也面临着生产制造、应用维护和材料选择等方面的挑战。未来，随着技术的不断创新和市场的不断拓展，全焊接板式换热器有望在解决这些挑战的为工业领域带来更加高效、环保和智能的换热解决方案。八、结论与展望随着科技的不断进步和工业的快速发展，全焊接板式换热器作为一种高效、紧凑且适应性强的热交换设备，在化工、能源、食品等多个领域得到了广泛应用。本文对其发展历程、技术特点、应用领域以及未来趋势进行了综述，旨在为相关领域的研究者、工程师和决策者提供有价值的参考。从结论上看，全焊接板式换热器凭借其独特的结构优势、高效的传热性能以及优良的耐腐蚀性，已经成为现代工业中不可或缺的重要设备。在技术进步方面，材料的创新、焊接工艺的完善以及设计理念的更新，都为全焊接板式换热器的性能提升和应用拓展提供了有力支撑。同时，其在节能减排、资源循环利用等方面的突出表现，也符合了当前社会对于绿色、可持续发展的迫切需求。展望未来，随着新材料、新工艺的不断涌现以及智能化、网络化技术的深入应用，全焊接板式换热器的性能将进一步提升，应用领域也将更加广泛。特别是在新能源、环保、生物医药等新兴产业中，全焊接板式换热器有望发挥更大的作用。随着全球能源结构的调整和环境保护要求的提高，全焊接板式换热器在节能减排、提高能源利用效率方面的潜力将得到进一步挖掘。全焊接板式换热器作为一种高效、环保的热交换设备，在未来的工业发展中将扮演越来越重要的角色。我们期待通过不断的科技创新和应用探索，推动全焊接板式换热器的性能不断提升，为工业的进步和社会的可持续发展做出更大的贡献。参考资料：螺旋板式换热器是一种新型换热器，传热效率好，运行稳定性高，可多台共同工作。螺旋板式换热器是一种高效换热器设备,适用汽－汽、汽－液、液－液，对液传热。它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。按结构形式可分为不可拆式（Ⅰ型）螺旋板式及可拆式（Ⅱ型、Ⅲ型）螺旋板式换热器。现行标准为JB/T4751-2003《螺旋板式换热器》。本设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性。II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其两个通道可拆开清洗，适用范围较广。螺旋板式换热器的公称压力PN规定为6，1，5Mpa（即原25kg/cm）（系指单通道的最大工作压力）试验压力为工作压力的25倍。螺旋板式换热器与介质接触部分的材质，碳素钢为Q235A、Q235B、不锈钢酸港为SUSSUS3161。其它材质可根据用户要求选定。允许工作温度：碳素钢的t=0-+350℃。不锈钢酸钢的t=-40-500℃。升温降压范围按压力容器的有关规定，选用本设备时，应通过恰当的工艺计算，使设备通道内的流体达到湍流状态。（一般液体流速1m/Sec气体流速10m/Sec）.设备可卧放或立放，但用于蒸气冷凝时只能立放；用于烧碱行业必须进行整体热处理，以消除应力。选用设备时，应通过适当的工艺计算，使设备通道内的液体达到湍流状态（一般液体速度≥5m/s；气体≥10m/s）。螺旋板式换热器与一般列管式换热器相比是不容易堵塞的，尤其是泥沙、小贝壳等悬浮颗粒杂质不易在螺旋通道内沉积，主要体现在：因为它是单通道杂质在通道内的沉积一形成周转的流还就会提高至把它冲掉；一般认为螺旋板式换热器的传热效率为列管式换热器的1-3倍。等截面单通道不存在流动死区，定距柱及螺旋通道对流动的扰动降低了流体的临界雷诺数，水水换热时螺旋板式换热器的传热系数最大可达3000W/（㎡.K）。不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性，保证两种工作介质不混合。在壳体上的接管采用切向结构。比较低的压力损失，处理大容量蒸汽或气体；有自清刷能力，因其介质呈螺旋型流动，污垢不易沉积；清洗容易，可用蒸汽或碱液冲洗，简单易行，适合安装清洗装置；介质走单通道，允许流速比其他换热器高。单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用，但组合时必须符合下列规定：并联组合、串联组合、设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。设备安装，应请熟悉该系统工艺的工程技术人员指导，按照本说明书和产品质量证明书及其系统工艺特点，确定安装工艺方案。在安装中，应考虑尽量利用管道的走向吸收热膨胀，并且安装要水平、对正，不能产生附加应力，以免对设备造成不利影响。管道联接应使两流程完全逆流状态，以提高传热效果。安装之前应清洗管道系统，不得有泥砂、杂物等存留其中；检查换热器在运输中是否损坏，是否有大杂物落入管口中。循环必须软化或加药处理。（按低压锅炉水质标准GB1576-96），由于水处理不当造成结垢，可用化学清洗除垢。在生产过程中，由于螺旋管板式换热器的管板受水分冲刷、气蚀和微量化学介质的腐蚀，管板焊缝处经常出现渗漏，导致水和化工材料出现混合，生产工艺温度难以控制，致使生成其它产品，严重影响产品质量，降低产品等级。冷凝器管板焊缝渗漏后，企业通常利用传统补焊的方法进行修复，管板内部易产生内应力，且难以消除，致使其它换热器出现渗漏，企业通过打压，检验设备修复情况，反复补焊、实验，2～4人需要几天时间才能修复完成，使用几个月后管板焊缝再次出现腐蚀，给企业带来人力、物力、财力的浪费，生产成本的增加。通过福世蓝高分子复合材料的耐腐蚀性和抗冲刷性，通过提前对新换热器的保护，这样不仅有效治理了新换热器存在的焊缝和砂眼问题，更避免了使用后化学物质腐蚀换热器金属表面和焊接点，在以后的定期维修时，也可以涂抹福世蓝高分子复合材料来保护裸露的金属；即使使用后出现了渗漏现象，也可以通过福世蓝技术及时修复，避免了长时间的堆焊维修影响生产。正是由于此种精细化的管理，才使得换热器渗漏问题出现的概率大大降低，不仅降低了换热器的设备采购成本，更保证了产品质量、生产时间，提高了产品竞争力。螺旋板式换热器是由两个封闭且独立的螺旋通道构成,通道内出现了串漏则对于串漏点的确定比较困难。为了准确的查出漏点,采用了钻孔的方法。钻孔时,钻孔位置应定在换热器一端的同一个螺旋通道上,且为十字交叉形排列,在钻孔时还应尽量保证不让铁屑掉进换热器内,以使其通道畅通。从未钻孔的一个通道上,用压力水泵向换热器内灌水,并形成一定的压力,这时换热器串漏的位置就会窜出水来,流到另一通道(钻过孔的通道),并从离漏点最近的那层钻孔往下滴水,(这时换热器钻过孔的一端应是朝下放置),通过滴出水的位置,就能确定在第几层有内泄漏,这时再将换热器相同层未钻孔的一侧封头割开一段作为观察孔,从观察孔处就能准确确定具体串漏点。挖孔：在确定了内漏点的位置后,从换热器最外层对应着漏点的地方,开始割孔,顺序是由外向里,一直割到有内漏点的那一层为止。割出的孔应为椭圆形,且尺寸的大小是外层大,向里逐渐小,一般每层板上孔的大小相差40mm,如漏点位置较深,在外层割出的孔应较大。清渣：在割完孔后,应对留在每层板上的氧化渣认真进行清理,这是在对焊回补板时,回补板与每层螺旋板能否贴紧焊牢的关键,可用錾子和修整模具用的小手砂轮清理氧化渣,注意应尽量将清理的渣子清出,不让其掉进换热器内。配回补板：为保证修理的质量,从换热器上每层割下来的板料,不再使用,重新配回补板,另配的回补板要用与换热器螺旋板相同的材料和板厚,其周边应比换热器上每层割出的孔分别大15mm?20mm,且也为椭圆形,并做成和换热器每层螺旋板弧度相一致的弧形。1)焊内漏点时要仔细检查漏点是裂缝还是砂眼,有必要时可用手砂轮对漏处进行清理,磨出沟槽,以保证焊接质量。2)焊补时采用J422焊条,焊条直径是2mm,电流控制在100-120A之间,先焊漏点再焊每层回补板,顺序从里向外逐层焊接。3)椭圆形回补板是紧贴在换热器的内弧面来进行焊接的,其目的是“方便操作,保证焊接质量”。4)为使椭圆形回补板顺利装进换热器内,可在回补板上焊上一截圆钢,点焊好椭圆形回补板后,再将其去掉。5)每层回补板之间还焊有短圆钢撑,(主要是为了增加椭圆形回补板相互的刚度)。每层回补板上焊短圆钢撑的数量由回补板的大小而定,一般在靠外稍大的几层回补板上焊23个,靠内层的回补板上焊1~2个。6)最外层钢板因有δ12mm厚,所以可将原割下的钢板直接装在原位置对齐焊接即可。7)在焊接中应做到,焊完每层椭圆形回补板后,应仔细检查焊接位置,如有砂眼要进行补焊,确保其每层的焊接质量。在内漏点和回补板焊接完后,用压力水泵向末钻过孔的通道灌水,并形成5?0MPa的压力,并保持一定时间,应不出现泄压现象。封堵钻过的孔:用于钻孔直径相同的短圆钢段,封堵、焊接钻过的孔的位置和观察孔,而后对该通道进行水压试压,压力为0MPa,应不出现泄漏。试压过程须注意事项:1)在对换热器割孔前,应用蒸汽将残留在换热器内的化学物质吹净,以免气割时产生燃烧,发生安全事故。2)在对换热器修理前,应对其是否腐蚀严重进行确认,决定其还有无修理的必要。电化学保护法分为阴极保护和阳极保护。阴极保护是利用外加直流电源，使金属表面上的阳极变为阴极而受到保护。这种方法消耗电量大，费用高，采用极少。阳极保护法是把被保护的设备接以外加电源的阳极，使金属表面生成钝化膜，从而达到保护。碳钢螺旋板式换热器的造价低，但耐腐蚀性差。通过采用牺牲阳极保护技术可以提高螺旋板式换热器的使用寿命，但这一技术的保护作用仅限于管子入口处的有限长度内,管内深处难以实现阴极保护，所以牺牲阳极保护法在螺旋板式换热器上的应用受到了很大限制。采用耐蚀材料(如双目不锈钢、哈氏合金、钛、钛合金、铜等)，这些材料耐腐蚀性强，可以提高螺旋板式换热器的使用寿命，但这些高耐腐蚀性的材料价格昂贵，制造成本高，一次性投入的成本大，企业一般难以接受，推广困难。在金属表面，通过一定的涂覆方法，覆盖一层耐腐蚀的涂料保护层，以避免金属表面与腐蚀介质的直接接触。这种技术方法最为经济有效，最初用于防止气体介质腐蚀，所用涂料大部分为有机高分子混合物溶液。人们逐渐向防油及防溶剂涂料、高温涂料、重防腐涂料及特殊环境用涂料方向发展。在腐蚀性介质中，加入少量的某些物质，而这些物质能使金属的腐蚀大大降低，甚至停止，这类物质称为缓蚀剂。缓蚀剂的加入应以不影响生产工艺和产品质量为原则。金属侵蚀的现象与机理较复杂,涉及的范围又十分广泛。按反应机理,金属侵蚀可分化学侵蚀和电化学侵蚀。而金属表面与电解质溶液因发生电化学作用而产生的电化学侵蚀是最普遍、最常见的侵蚀。电化学侵蚀通常又以应力侵蚀破裂、点蚀(小孔侵蚀)、缝隙侵蚀等局部侵蚀的形式泛起。优点：螺旋板式换热器结构紧凑，单位体积提供的传热面很大，如直径￠1500mm高1200mm的螺旋板换热器的传热面可达130m2。流体在螺旋板内允许流速较高，并且流体沿螺旋方向流动，滞流层薄，故传热系数大，传热效率高。此外还因流速大，脏物不易滞留。缺点：螺旋板式换热器要求焊接质量高，检修比较困难。重量大，刚性差，螺旋板式换热器运输和安装时应特别注意。生产实践证明，螺旋板式换热器与一般列管式换热器相比是不容易堵塞的，尤其是泥沙、小贝壳等悬浮颗粒杂质不易在螺旋通道内沉积，分析其原因；一是因为它是单通道杂质在通道内的沉积一形成周转的流还就会提高至把它冲掉，二是因为螺旋通道内没有死角，杂质容易被冲出。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、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。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。可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。板式换热器的优化设计计算，就是在已知温差比NTUE的条件下，合理地确定其型号、流程和传热面积，使NTUp等于NTUE。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，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，总体上是错流流动，对数平均温差修正系数小，而板式换热器多是并流或逆流流动方式，其修正系数也通常在95左右，冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃fff.板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2~5倍，也不像管壳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约为管壳式换热器的1/5~1/8。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，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。板式换热器的板片厚度仅为4~8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为0~5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。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。板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/板式换热器采用密封垫密封，工作压力一般不宜超过5MPa，介质温度应在低于250℃以下，否则有可能泄露。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。一般情况下，我们主要根据结构来区分板式换热器，也就是根据外形来区分，可分为四大类：①可拆卸板式换热器（又叫带密封垫片的板式换热器）、②焊接板式换热器、③螺旋板式换热器、④板卷式换热器（又叫蜂窝式换热器）。焊接板式换热器又分为：半焊接板式换热器、全焊接板式换热器、板壳式换热器、钎焊板式换热器。1根据单位空间内的换热面积的多少，板式换热器属于紧凑式换热器，主要是与管壳式换热器进行比较，传统的管壳式换热器占地较大。2根据工艺用途，又有不同的叫法：板式加热器、板式冷却器、板式冷凝器、板式预热器；4根据两种介质的流动方向，分为顺流（并流）板式换热器、逆流板式换热器、交叉流（横流）板式换热器，后两者用的比较多；5按照流道的间隙大小，分为常规间隙板式换热器和宽间隙板式换热器；6按照波纹，板式换热器有更详细的分别，不再累述，请参考：板式换热器板片波纹形式。板片型式或波纹式应根据换热场合的实际需要而定。对流量大允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，反之选用阻力大的板型。根据流体压力和温度的情况，确定选择可拆卸式，还是钎焊式。确定板型时不宜选择单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，传热系数过低，对较大的换热器更应注意这个问题。流程指板式换热器内一种介质同一流动方向的一组并联流道，而流道指板式换热器内，相邻两板片组成的介质流动通道。一般情况下，将若干个流道按并联或串联的方式连接起来，以形成冷、热介质通道的不同组合。流程组合形式应根据换热和流体阻力计算，在满足工艺条件要求下确定。尽量使冷、热水流道内的对流换热系数相等或接近，从而得到最佳的传热效果。因为在传热表面两侧对流换热系数相等或接近时传热系数获得较大值。虽然板式换热器各板间流速不等，但在换热和流体阻力计算时，仍以平均流速进行计算。由于“U”形单流程的接管都固定在压紧板上，拆装方便。在板式换热器的设计选型时，一般对压降有一定的要求，所以应对其进行校核。如果校核压降超过允许压降，需重新进行设计选型计算，直到满足工艺要求为止。关于传热系数和压降的计算，由各个厂家产品的性能曲线计算得到。性能曲线（准则关联式）一般来自于产品的性能测试。对于缺少性能测试的板型，也可通过参考尺寸法，根据板型的特性几何尺寸获得板型的准则关联式，国际上的一些通用软件均采用这种方法。关于板式换热器的选型软件，一般各自厂家根据自己的板型都有自己的选型软件。国际上通用的软件有HTRI，HTFS等。通用的计算软件公开的很少，国内一些网站如换热支持网站提供了板式换热器的在线计算软件，可供参考使用。主要表现为渗漏（量不大，水滴不连续）和泄漏（量较大，水滴连续）。外漏出现的主要部位为板片与板片之间的密封处、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片与压紧板内侧。主要特征为压力较高一侧的介质串入压力较低一侧的介质中，系统中会出现压力和温度的异常。如果介质具有腐蚀性，还可能导致板式换热器密封垫片的腐蚀。串液通常发生在导流区域或者二道密封区域处。介质进、出口压降超过设计要求，甚至高出设计值许多倍，严重影响系统对流量和温度的要求。在供暖系统中，若热侧压降过大，则一次侧流量将严重不足，即热源不够，导致二次侧出温度不能满足要求。高效节能：其换热系数在3000～4500kcal/m2·°C·h，比管壳式换热器的热效率高3~5倍。结构紧凑：板式换热器板片紧密排列，与其他换热器类型相比，板式换热器的占地面积和占用空间较少，面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。容易清洗拆装方便：板式换热器靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗，同时由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢。使用寿命长：板式换热器采用不锈钢或钛合金板片压制，可耐各种腐蚀介质，胶垫可随意更换，并可方便在、拆装检修。适应性强：板式换热器板片为独立元件，可按要求随意增减流程，形式多样；可适用于各种不同的、工艺的要求。不串液，板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄露，介质总是向外排出。板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等部门，可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。太阳能利用：参与太阳能集热板中传热介质乙二醇等防冻液热量交换过程，以达到利用太阳能目的。化学工业：制造氧化钛、酒精发酵、合成氨、树脂合成、制造橡胶、冷却磷酸、冷却甲醛水、碱炭工业、电解制碱。钢铁工业：冷却淬火油，冷却电镀用液、冷却减速器润滑油、冷却轧制机、拉丝机冷却液。冶金行业：铝酸盐母液的加热和冷却，冷却铝酸钠，炼铝轧机润滑油冷却。机械制造业：各种淬火液冷却，冷却压力机、工业母机润滑油，加热发动机用油。制盐，乳品，酱油，醋的杀菌、冷却，动植物油加热、冷却，啤酒生产中啤酒、麦芽汁的加热冷却，制糖，明胶浓缩，杀菌、冷却，制造谷氨酸钠。纺织工业：各种废液热回收，沸腾磷化纤维的冷却，冷却粘胶液，醋酸和酸醋酐的冷却，冷却碱水溶液，粘胶丝的加热和冷却。造纸工业：冷却黑水，漂白用盐、碱液的加热、冷却，玻璃纸废液的热回收，加热蒸煮酸，冷却氢氧化钠水溶液，回收漂白张纸的废液，排气的凝缩，预热浓缩纸浆似的废液。油脂工业：加热、冷却合成洗涤剂，加热鲸油，冷却植物油，冷却氢氧化钠，冷却甘油、乳化油。船舶：柴油机，中央冷却器，卸套水冷却器，活塞冷却器，润滑油冷却器，预热器，海水淡化系统（包括多级及单级）。产生原因：①夹紧尺寸不到位、各处尺寸不均匀（各处尺寸偏差不应大于3mm）或夹紧螺栓松动。②部分密封垫脱离密封槽，密封垫主密封面有脏物，密封垫损坏或板式换热器密封垫片老化。③板片发生变形，组装错位引起跑垫。④在板片密封槽部位或二道密封区域有裂纹。实例：北京、青海和新疆等地的多个热力站均采用饱和蒸汽作为一次侧热源供暖，由于蒸汽温度较高，在设备运行初期系统不稳定的情况下，橡胶密封垫在高温下失效，引起蒸汽外漏。处理方法：①在无压状态，按制造厂提供的夹紧尺寸重新夹紧设备，尺寸应均匀一致，压紧尺寸的偏差应不大于±0．2N(mm)(N。为板片总数），两压紧板间的平行度应保持在2mm以内。②在外漏部位上做好标记，然后换热器解体逐一排查解决，重新装配或更换垫片和板片。③将开换热器解体，对板片变形部位进行修理或者更换板片。在没有板片备件时可将变形部位板片暂时拆除后重新组装使用。④重新组装拆开的板片时，应清洁板面，防止污物粘附着于垫片密封面。产生原因：①由于板材选择不当导致板片腐蚀产生裂纹或穿孔。②操作条件不符合设计要求。③板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。④板片泄漏槽处有轻微渗漏，造成介质中有害物质（如C1）浓缩腐蚀板片，形成串液。实例：某铝业有限公司硫酸系统中1台板片材料为254SMo的BR03板式换热器，在运行5个月后出现冷却水侧碳钢接管腐蚀泄漏，酸液泄漏到了冷却水侧。检查发现板片酸液进口处和导流区域有严重的腐蚀及开裂现象。现场分析发现，系统运行温度、流量和浓度等工艺参数均超出设计条件，使用温度远超出材料的适用范围。采用饱和蒸汽作为一次侧热源的板式换热器在运行过程中容易发生板片腐蚀，导致产品串液。这是由于蒸汽温度较高，设备运行中很容易造成橡胶密封垫在高温下失效，引起蒸汽外漏并在二道密封区域急速冷凝。随着外漏的不断进行，冷凝残液越聚越多，局部形成cl质量浓度较高区域，达到破坏板片表面钝化层的腐蚀条件。同时，由于此区域板片冷冲压形成的内部应力较大，在表面钝化层被破坏的情况下，内部应力作用导致应力腐蚀的发生。处理方法：①更换有裂纹或穿孔板片，在现场用透光法查找板片裂纹。②调整运行参数，使其达到设计条件。③换热器维修组装时夹紧尺寸应符合要求，并不是越小越好。④板式换热器板片材料合理匹配。产生原因：①运行系统管路未进行正常吹洗，特别是新安装系统管路中许多脏物（如焊渣等）进入板式换热器的内部，由于板式换热器流道截面积较窄，换热器内的沉淀物和悬浮物聚集在角孔处和导流区内，导致该处的流道面积大为减小，造成压力主要损失在此部位。②板式换热器首次选型时面积偏小，造成板间流速过高而压降偏大。③板式换热器运行一段时间后，因板片表面结垢引起压降过大。实例：2000年我厂为新疆用户提供了BR10型板式换热器，用于水一水换热的集中供热系统，一次供水设计温度为130℃。在换热器设计选型时，传热导数偏高，接近5500w/(rn·K），而实际应在3500w/(rn·K）。同时，设计单位在水泵选型时流量余量又偏大，造成换热器二次侧介质板间流速超过1m/s，实际运行压降在2～3MPa，使得二次网水力平衡严重失调。①清除换热器流道中的脏物或板片结垢，对于新运行的系统，根据实际情况每周清洗一次。清洗板片表面水垢（主要指CaCO3）时，选用含3氨基磺酸溶液或含3乌洛托品、2苯胺、1硫氰酸钾的8硝酸溶液作为清洗液，清洗温度4O～6O℃。不拆卸设备化学浸泡清洗时，要打开换热器冷介质进、出口，或安装设备时在介质进、出口接管上安装DN25清洗口，将配好的清洗液注入设备中，浸泡后用清水清洗干净残留酸液，使pH≥7。拆开清洗时，将板片在清洗液中浸泡30min，然后用软刷轻刷结垢，最后用清水清洗干净。清洗过程中应避免损伤板片与橡胶垫。若采用不拆卸机械反冲洗方法，应事先在介质进、出口管路上接一管口，将设备与机械清洗车连接，把清洗液按介质流动的反方向注入设备，循环清洗时间10～15min，介质流速控制在05～15m/s。最后再用清水循环几遍，使清水中Cl质量浓度控制在25mg/I以下。②二次循环水最好采用经过软化处理后的软水，一般要求水中悬浮物质量浓度不大于5mg/L、杂质直径不大于3mm、pH≥7。当水温不大于95℃时，Ca、Mg浓度应不大于2mmol/L；当水温大于95℃时，Ca、Mg浓度应不大于0．3mmol/L、溶解氧质量浓度应不大于0．1mg/L。产生原因：①一次侧介质流量不足，导致热侧温差大，压降小。②冷侧温度低，并且冷、热末端温度低。③并联运行的多台板式换热器流量分配不均。④换热器内部结垢严重。处理方法：①增加热源的流量或加大热源介质管路直径。②平衡并联运行的多台板式换热器的流量。③拆开板式换热器清洗板片表面结垢。板水加热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数K、设计压力、工作压力、热媒参数等。⒉选用换热器时，应尽量使换热系数小的一侧得到大的流速，并且尽量使两流体换热面两侧的换热系数相等或相近，提高传热系数。经换热器加热的流体温度应比换热器出口压力下的饱和温度低10℃，且应低于二次水所用水泵的工作温度。⒋选用板式换热器时，温差较小侧流体的接口处流速不宜过大，应能满足压力降的要求。⒌对于流量大允许压力降小的情况应选用阻力小的板型，反之，选用阻力大的板型。⒎不宜选用单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，降低传热系数。⒌连接换热器的管道应进行清洗，防止砂石焊渣等杂物进入换热器，造成堵塞。⒍换热器应以最大工作压力的5倍做水压试验，蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加3MPa；热水部分应不低于4MPa。GB50242-2016《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》3．在隔离阀和交换器间装上球阀（不小于1英寸=54厘米），进水和回水口都应安装。4．接上输送泵和连接导管，使清洗剂从换热器的底部泵入，从顶部流出。5．开始向换热器里泵入所需要的清洗剂（比例可根据具体情况调整）。6．反复循环清洗到推荐的清洗时间。随着循环的进展和沉积物的溶解，反应时产生的气体也会增多，应随时通过放气阀将多余的空气排出。随着空气的排出，换热器内的空间会增大，可加入适当的水，不要一开始就注入大量的水，可能会造成水的溢出。7．循环中要定时检查清洗剂的有效性，可以使用PH试纸测定。如果溶液保持在PH值2‐3时，那么清洗剂仍然有效。如果清洗剂的PH值达到5‐6时，需要再添加适量清洗剂。最终溶液的PH值在2‐3时保持30分钟没有明显变化，证明达到了清洗效果。注意：清洗剂可以回收后重复使用，排放会造成浪费。8．达到清洗时间后，回收清洗溶液。并用清水反复冲洗交换器，直到冲洗干净至中性，用PH试纸测定PH值6~7。9．完成清洗后既可开机运行。也可以打压试验，看是否有泄漏现象。如果有泄漏，可以采用高分子复合材料进行修复保护，并且可以大大延长设备的使用寿命。⒑设备稳定后，记下当前的介质过流量、工作压力、换热效率等数据。⒒比较清洗前和清洗后数值的变化，就可以计算出该企业每个小时所节省的电费、煤费等生产费用及提高的工作效率，这正是企业采用技术应用的价值补偿。⒔如企业需要设备进行钝化预膜处理，可按以下流程进行操作：将钝化预膜剂按推荐稀释比泵入设备中（同时在循环槽内悬挂试片）；按推荐时间循环、浸泡；检测预膜效果（红点法或蓝点法）；排放；水冲洗干净至中性（用PH试纸测定PH值6~7）。⒕钝化预膜结束后，最好采用风机等通风设备将系统吹干，可确保并提升钝化预膜效果。板面式换热器是通过板面进行换热的换热器。板面式换热器按传统板面的结构型式可分为以下五种：螺旋板式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器和伞板式换热器。板面式换热器的传热性能要比管式换热器优越，由于其结构上的特点，使流体能在较低的速度下就达到湍流状态，从而加强了传热。板面式换热器采用板材制作，在大规模组织生产时，可降低设备成本，但其耐压性能比管式换热器差。如图1所示，螺旋板式换热器是由两张平行钢板卷制成的具有两个螺旋通道的螺旋体构成，并在其上安有端盖（或封板）和接管。螺旋通道的间距靠焊在钢板上的定距柱来保证。螺旋板式换热器的结构紧凑，单位体积内的传热面积约为管壳式换热器的2~3倍，传热效率比管壳式换热器高50%~100%左右；制造简单；材料利用率高；流体单通道螺旋流动，有自冲刷作用，不易结垢；可呈全逆流流动，传热温差小。适用于液-液、气-液流体换热，对于高粘度流体的加热或冷却、含有固体颗粒的悬浮液的换热，尤为适合。板式换热器是由一组长方形的薄金属传热板片和密封垫片以及压紧装置所组成，其结构类似板框压滤机。板片表面通常压制成为波纹形或槽形，以增加板的刚度，增大流体的湍流程度，提高传热效率。两相邻板片的边缘用垫片夹紧，以防止流体泄漏，起到密封作用，同时也使板与板之间形成一定间隙，构成板片间流体的通道。冷热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行传热，其流动方式如图2所示板式换热器由于板片间流通的当量直径小，板形波纹使截面变化复杂，流体的扰动作用激化，在低流速下即可达到湍流，具有较高的传热效率。同时板式换热器还具有结构紧凑、使用灵活、清洗和维修方便、能精确控制换热温度等优点，应用范围广。其缺点是密封周边太长，不易密封，渗漏的可能性大；承压能力低；使用温度受密封垫片材料耐温性能的限制不宜过高；流道狭窄，易堵塞，处理量小；流动阻力大。板式换热器可用于处理从水到高粘度的液体的加热、冷却、冷凝、蒸发等过程，适用于经常需要清洗，工作环境要求十分紧凑的场合。这种换热器的基本结构是在两块平行金属板（隔板）之间放置一种波纹状的金属导热翅片，翅片称“二次表面”，在其两侧边缘以封条密封而组成单元体，对各单元体进行不同的组合和适当的排列，并用钎焊焊牢，组成的板束，把若干板束按需要组装在一起，便构成逆流、错流、错逆流板翅式换热器，如图3所示冷、热流体分别流过间隔排列的冷流层和换热层而实现热量交换。一般翅片传热面占总传热面积的75%~85%，翅片与隔板间通过钎焊连接，大部分热量由翅片经隔板传出，小部分热量直接通过隔板传出。不同几何形状的翅片使流体在流道中形成强烈的湍流，使热阻边界层不断破坏，从而有效地降低热阻，提高传热效率。由于翅片焊于隔板之间，起到骨架和支撑作用，使薄板单元件结构有较高的强度和承压能力。板翅式换热器是一种世界上传热效率较高的换热设备，其传热系数比管壳式换热器大3~10倍。板翅式换热器结构紧凑、轻巧，单位体积内的传热面积一般都能达到2500~4370㎡/m³，几乎是管壳式换热器的十几倍到几十倍，而相同条件下换热器的重量只有管壳式换热器的10%~65%；适应性广，可用作气--气、气--液和液--液的热交换，亦可用做冷凝和蒸发，同时适用于多种不同的流体在同一设备中操作，特别适用于低温或超低温的场合。其主要缺点是结构复杂，造价高；流道小，易堵塞，不易清洗，难以检修等。板壳式换热器主要由板束和壳体两部分组成，是介于管壳式和板式换热器之间的一种换热器，如图4所示。板束相当于管壳式换热器的管束，每一板束元件相当于一根管子，由板束元件构成的流道称为板壳式换热器的板程，相当于管壳式换热器的管程；板束与壳体之间的流通空间则构成板壳式换热器的壳程。板束元件的形状可以是多种多样。板壳式换热器具有管壳式和板式换热器两者的优点。结构紧凑，单位体积包含的换热面积较管壳式换热器增加70%；传热效率高，压力降小；与板式换热器相比，由于没有密封垫片，较好解决了耐温、抗压与高效率之间的矛盾；容易清洗，但焊接技术要求高。板壳式换热器常用于加热、冷却、蒸发、冷凝等过程。伞板式换热器是中国独创的新型高效率换热器，由板式换热器演变而来。伞板式换热器是由伞形传热板片、