板式换热器结构与基本原理技术培训课件2016.3

•新疆五江兴华实业有限公司•朱柏杨•2016.3板式换热器结构与基本原理技术培训课件概述板式换热器的发展历史1878年德国发明了板式换热器；1886年法国人设计出沟道板板式换热器；1923年英国APV公司设计出批量生产的板式换热器；1930年以后出现了不锈钢或铜薄板压制的波纹板片的板式换热器。我国自六十年代初期开始引进并应用，近30年来得到了较快的发展；据权威机构的市场调研，可拆式板式换热器中国市场每年的需求量达到150亿；国内目前从事板式换热器生产制造的企业已达一千余家。概述•板式换热器悬挂式结构由波纹板片、密封垫、固定压紧板、中间板、活动压紧板、支架、上下定位导杆、压紧螺栓等主要零件组成。板上有四个角孔，供传热的两种液体通过，传热板片安装在一个侧面有固定板和活动板的框架内，用夹紧螺栓夹紧。相邻板片具有反方向的波纹沟槽，沟槽的交叉点相互支撑形成接触点，介质流动时形成湍流，从而获得很高的传热效率。密封垫片粘在板片上密封流道。概述板式换热器的结构红色表示热流体，蓝色表示冷流体概述红色表示热流体，蓝色表示冷流体板式换热器的结构概述板式换热器的结构平行流对角流橡胶垫片材质丁晴胶（NBR）,三元乙丙胶（EPDM）,高温丁晴橡胶（HNBR）,氟橡胶等概述板式换热器的结构概述板式换热器的冷、热流体工作示意图红色表示热流体，蓝色表示冷流体走向。概述板式换热器流程单流程双流程红色表示热流体，蓝色表示冷流体走向。概述BR系列板式换热器结构示意图1、固定压紧板2、上导杆3、支柱4、垫片5、板片6、活动压紧板7、下导杆8、夹紧螺母9、导向垫圈10、夹紧螺栓板式换热器的现场安装图片板式换热器的现场安装图片概述板式换热器的结构序号部件名称功能及作用1前支柱支承换热器重量，使整台换热器成为一体。2活动压紧板与固定压紧板配对使用，可在上导杆上滑动，以便拆装检查维修。3上下导杆承受板片的重量，并保证安装时使板片在其间滑动，导杆通常比换热板组长，以便松开压紧螺栓滑动各板检查。4密封垫片防止流体混合或泄漏，并使之在不同板片间分配。5换热板片提供介质流道及换热面积。6固定压紧板不与流体接触，用夹紧螺栓紧固后压紧垫片，保证密封。7压紧螺栓及螺母压紧板片组，使换热器整体化并保证密封。板式换热器的重要部件及其功能板式换热器性能特点：1、传热系数高：由于板片组中流动的介质在较低雷诺数（Re）时，就能形成湍流，而且光滑的板片上不易生成污垢，因此有非常高的传热系数，在一般的水与水热交换器中，板式换热器的传热系数达到5000W/m2.K以上，比管壳式换热器要高出2-4倍。2、热回收率高：由于传热系数高，传热温差可以选用得很低，因此非常适合于低位能热量的回收。一般来说板式换热器的回收率可以高达90%左右。3、灵活性大：由于板片可以组合成各种流程，因此板式换热器都能进行优化设计，并可灵活地适应热荷载的变化，只需增加或减少极片数，不须更换框架，即能适应新的变化了的工艺条件。4、滞留低：由于其流道较小，滞留量很小，因此板式换热器具有良好的控制温度的能力，而且大大减轻了设备的重量。尤其在对热敏性物料的处理，板式换热器更胜一筹。5、结构紧凑：板式换热器所占的空间是目前各种换热器中的一种。在同样的换热器条件下，板式换热器占地面积只是管壳式换热器的1/3-1/4，而且拆卸时不需占用额外的外修空间。板式换热器性能特点：6、可靠耐用：国产厂家生产板式换热器密封垫利用双密封结构原理，增加了胶垫与板片的内磨擦力，使胶垫的滑移量大大减小；同时采用了较好的蜂窝状周边刚性结构，把胶垫紧紧锁在里侧，使得换热器整体密封性能大大提高。7、清洁方便：由压紧螺栓紧密组装的板片，将压紧螺栓卸掉后，即可松开板片，或卸下板片进行机械清洗或手工清洗，这对需要经常进行清洗的换热设备十分方便。8、多种介质换热：如果板式换热器有中间隔板，则一台设备可进行三种或三种以上(多个中间隔板)介质的换热。在乳品加工中常采用多介质换热的板式换热器。管壳式换热器就无法实现在一台设备中进行多种介质的换热。9、很容易改变换热面积或流程组合：只要增加(或减少)几张板片，即可达到需要增加(或减少)的换热面积。改变板片的排列，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。可大大降低工程的总投资费用，更加显示出板式换热器的经济实用。18板式换热器结构、名称换热板片：换热板片表面压制成为波纹型或槽型，以增加板的刚度，增大流体的湍流程度，提高传热效率。其材质多为不锈钢、铜、铝、铝合金、钛、镍等。板角处的角孔起着连接通道的作用。工作介质分别在板片间形成的窄小而曲折的通道中交错流过，进行换热。由于板片相互倒置安装，波纹交叉所形成的数千个触点错列均布，使流体绕这些触点回绕流动，产生强烈扰动，形成极高的换热系数，使换热器具有极高的换热效率和承压能力。图3图419板式换热器结构、名称换热板片：图420板式换热器结构、名称各种规格型号的换热板片：图421板式换热器结构、名称几种BR型规格型号的换热板片：板式换热器的垫片图片概述板式换热器是一种通用换热设备，以其独特的优点被广泛应用于机械、电力、矿山、冶金、石油、化工、医药、船舶、经纺、造纸、食品、核工业、海洋开发及热电连产集中供热等工业部门。可满足各类介质的冷却、加热、冷凝、浓缩、消毒和余热回收等工艺的需求。24板式换热器的结构、名称了解一下液体三种流态层流湍流0.2~0.8m/s弥散涡流图5板式换热器的结构、名称换热板片RPQXS换热板片波纹形式：（分对交流、单边流）图6板式换热器的结构、名称换热板片人字形换热板片分A板和B板，板片安装组合排列中，必须是AB板交叉排列，不允许出现“AA”“BB”.A板B板图7图8板式换热器的结构、名称换热板片换热板片角孔编号：面对板片胶垫一面右上方角孔为1，按逆时针排列，不冲孔编号为0.（如图9）图9板式换热器的结构、名称型号表示方法举例：BR0.3-1.6-15-N-I或BR0.3-1.6-15-N表示：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。板式换热器弹性密封垫的使用寿命影响因素•换热器的工作方式（连续的还是不连续的）•间断工作对垫片寿命影响非常大（2）换热的介质和使用的清洁剂的腐蚀性•垫片都是橡胶制品，对某些介质其耐腐蚀性能比较差。（3）最高工作温度•某种垫片都有其最高工作温度，工况运行时不能超过其最高温度。（4）最高工作压力•同样，换热器在出厂前都会根据用户提供的设计压力进行1.25倍压力检测，在工作运行环境中工作压力不能超过设计压力。（5）由于过大的压力和不均衡的压力而使弹性密封垫的应力较大（6）自然老化材料名称材料牌号适用场合板厚(mm)耐酸耐热不锈钢SUS304.SUS321适用于酸、碱介质腐蚀较严重场合。0.6～0.8SUS316、SUS316L适用于氯离子含量＜25PPM工业纯钛TAL制碱、制盐、海水、低温冷冻适用于氯离子含量＞60PPM换热器专用铜材H68、HSn62-1海水、低温冷冻场合。板式换热器的传热板片及密封垫片：目前厂家生产的板式换热器所使用的传热板片及密封垫片材料如下表：传热板片材料及板厚密封垫片名称耐蚀性能及适用场合使用温度丁腈胶垫耐油、适用于一般工况场合-20-120℃氯丁胶垫耐油、适用于一般工况场合-20-150℃三元乙丙胶垫耐酸、耐碱、耐盐、氯化物及有机溶剂等严重腐蚀的场合-20-150℃(普通)-20-180℃(高温)食品胶垫适用于各种食品介质场合-20-150℃氟胶垫耐高温、耐酸碱、油类、试剂等场合0-180℃硅胶垫适用于高温场合-65-230℃板式换热器的各种垫片材料板式换热器的密封胶垫密封胶垫：板的周边放置垫片，不仅起到密封作用，也使板与板之间形成一定间隙，从而构成流体通道。垫片能承受的温度实质上就是板换的工作温度，板换的工作压力也受垫片制约。垫片的上下主密封面应平整光滑，不能有任何气泡、凹坑、飞边及其他影响密封的缺陷。阴凉、干燥、避光环境存放，环境温度不超40℃，不与酸、碱、油类及有机溶剂接触，避免重压。丁腈橡胶三元乙丙橡胶氟橡胶氯丁橡胶硅橡胶NEFCQ板式换热器的搬运和安装1、搬运吊装要注意设备重心。吊装力要作用在两块压紧板上，不得挂在接管、上下导杆、前支柱及板片上。2、换热器周围应留有足够满足检修的空间。3、设备平放与地基平台上，先对准固定压紧板侧连接板上的螺孔，按下轴进行找平，紧固地脚螺栓。4、设备就位后，安装管路时，应在管路上配全阀门、压力表、温度计，在出口处装排气阀，在进出口部分最低处应考虑放空。5、如果泵的出口最大压力可能高过换热器最高使用压力，要在换热器进口安装减压阀和安全阀。板式换热器的搬运和安装6、当活动压紧板侧有进出口接管时，管线应有一定的柔性，以便在操作过程中，补偿板片因为泄漏或其他原因变动活动压紧板的位置。7、所有外接管线，应配制吊架，支持架及适应膨胀变形等措施，以防止换热器上的接管受约束，造成较大应力。8、当使用介质不干净，有较大颗粒或长纤维时，进口处应装有过滤器。板式换热器的安装要求1、按随机设备总图预埋地脚螺栓。2、将设备对准地脚螺栓停放平稳。3、拧紧地脚螺栓，使设备水平(通过减震垫或垫铁的方式)。4、设有夹紧的设备按夹紧程序夹紧；清除法兰端面及管口内的杂物，按法兰端面配做密封垫片5、当运用汽-液热交换时，汽体的入口应在上面。6、按管、夹紧连接法兰；其它按工程设计图纸和使用条件配备所需的输入泵、液压阀、限流阀、压力表及自控阀门等。板式换热器的开机注意事项：1、设备运行前，应检查各夹紧螺栓有无松动，如有松动应均匀拧紧，拧紧时应保证两压紧板平行2、打开设备接管处的各介质出口阀门；在流量、压力均低于正常操作的状态下，缓缓打开冷侧的进口阀；观察设备之异常时调整各进出口阀门，使流量、压力均满足工艺要求达到正常工作状态。3、换热器运行时，为防止一侧超压，进换热器冷热介质的进口阀应同时打开，或者是先缓缓的注入低压侧流体，然后再缓缓的注入高压液体。4、用于食品行业的设备使用前应将换热器进行严格清洗消毒。清洗时蒸汽消毒可用热水进行，以便清除设备中油污和杂物。5、在管路系统中应设有放气阀，开车后应排出设备中的空气，防止空气停留在设备中，降低传热效果。6、冷热介质如含有大颗粒泥砂或其它杂物应先进行过滤，禁止用污水进行水压试验和运转使用，以防影响寿命。板式换热器的开车7、开车前仔细检查板式换热器进出口管线及开关是否符合要求，两板间压紧尺寸是否符合规定值。8、开启板式换热器出口，再开启该设备进口，缓慢升压、升温，为了稳定操作，尽可能两侧流体同步调节。9、根据进出口压力温度指示，将阀门开启到预定工艺参数，保持稳定操作。板式换热器的运行1、操作过程中，压力应稳定，避免忽高忽低。2、在运行过程中，发现渗漏，应在卸压状态下进行补加压紧2~3毫米后再运行。3、当使用超过150℃或有腐蚀性、易燃介质的，建议在板片束两侧加薄铁皮保护罩，以防伤人及热量损失。1、设备就位后，使用拉杆，将两压紧板上紧时，使L值达到标牌上给定的Lmax.注：L=（板间距+板厚度）×板片数制造厂家在出厂说明书上提供有各种规格板片的间距和厚度2、上紧螺栓顺序用扳手按图顺序将拉杆对称上紧，活动与固定压紧板应保持平行，上到预定位置时，L值各处保持相等，新设备使用时，L值应控制在Lmax或稍小于Lmax即可，随着使用时间增加，胶垫老化逐步调紧L值。严禁使L值小于Lmin，以防板片触点损坏。板式换热器的开车注意事项板式换热器的开车注意事项顺序：按右图1到10的顺序，把活动板紧到需要的L值。紧板过程中保持活动与固定板的平行。过程中各处L值的偏差不能大于5毫米，板紧固到位后各处L值的差不能大于1毫米。L板式换热器的停机和故障处理：降低冷、热流体的进口压力；先关闭各进口阀；再关闭出口阀。设备经长期运行一旦发生故障，原因有以下几种情况：(1)压降逐渐增大：造成此原因为介质不洁净或颗粒杂物太多，使板片结垢或流道堵塞。(