板式换热器与容积式换热器相比
换热器基础知识.doc
基础知识一、板式换热器：一）、优点：传热效率高，对数温差大。
重量轻，占地面积小，清洗方便，容易改变换热面积或流程组合，适用于多种介质换热。
二）、缺点：工作压力v2Mpa,工作温度V200°C不适用于易堵塞介质。
承温：・160°C~225°C承压：35bar技术参数：板材：AISI316/SUS304等钎焊剂：纯度99.9%铜或银接口连接方式：螺纹、焊接、法兰等。
垫片材料EPDM、NBR胶片。
二、空气换热器：钢制绕片翅片管散热器三、容积式换热器注：碳钢在70%以上的浓硫酸中腐蚀轻微，60%以下稀硫酸中腐蚀严重。
铅对65%以下稀硫酸中耐腐蚀性强，在浓硫酸中腐蚀严重。
硝酸，强烈腐蚀铜，不腐蚀不锈钢，盐酸，腐蚀铜，也腐蚀不锈钢，氯离子，使不锈钢产生晶间腐蚀，变脆。
换热器选型主要因素:1、热负荷及流量大小2、流体的性质3、温度、压力及允许压降的范围4、对清洗、维修的要求5、设备结构、维修的要求6、价格、使用安全性和寿命7、其他：结构强度，材料来源，加工条件，密封性, 安全性等8、板版材质有不锈钢、钛及钛合金、银及鎳铜合金、310S等材B30合金、哈氏合金、蒙乃尔合金、换热器技术问答1.换热设备如何分类？答：按《石油化工总公司设备分类目录》可分为：（1）管壳式换热器(2)套管式换热器(3)水浸式换热器(4)喷淋式换热器(5)凹转（蛇管）式换热器(6)板式换热器(7)板翅式换热器(8)管翅式换热器(9)废热锅炉(10)其他2.换热器是如何传热的？答：在故普遍的间壁式换热器中，主要是传导和对流两种传热方式。
热流体先用对流给热的方式将热最传给管壁的一侧，再以传导的方式将热最从管壁一侧传过另一•侧，最后管壁另一侧乂以对流给热方式将热量传给了冷流体，从而完成了换热器的传热过程。
3.介质流速对换热效果有何影响？答：介质在换热器内的流速越人，其传热系数也越人。
因此提高介质在换热器内的流速可以大大提高换热效果，但增加流速带来的负面影响是增大了通过换热器的压力降，增加了泵的能量消耗，所以要有一定的适宜范围。
板式换热器选型及计算方法
板式换热器选型与计算方法板式换热器的选型与计算方法板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比拟复杂的过程，目前比拟流行的方法是对数平均温差法和NTU法。
在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。
目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。
以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准那么关联式为根底的设计计算方法。
以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的：总传热量(单位:kW).一次侧、二次侧的进出口温度一次侧、二次侧的允许压力降最高工作温度最大工作压力如果传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。
温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：〔热流体放出的热流量〕=〔冷流体吸收的热流量〕在进展热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
〔1〕无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s；Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。
〔2〕有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。
对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，那么应按以上方法分段进展加和计算。
容积式换热器和板式换热器
容积式换热器膨胀罐主要用在水系统上，在锅炉供暖系统上主要是用来吸收由于温度升高系统水膨胀引起的压力波动；在变频供水或其他供水设备上主要是用来调节因阀门开关，水泵启闭而引起的压力波动，消除水锤效应的一个装置。
膨胀罐的结构主要分为两个部分：外部罐体和内部气囊，两者用法兰盘连接。
在气囊与罐体之间预充一定压力的氮气，这样当膨胀罐装在系统上工作时，当系统由于工作压力异常，压力开关大于膨胀罐内部预充氮气压力时，系统水就会冲入膨胀罐内吸收压力波动，避免系统压力过高而损坏其他元器件，而系统因为泄漏等原因压力降低小于膨胀罐内氮气压力时，膨胀罐内那部分水会在氮气压力的作用下挤出补回系统，维持系统压力不会降低太多。
正是因为膨胀罐的这个特殊作用，它经常和变频供水系统一起使用，可见减少变频泵的启动次数，大大延长水泵的使用寿命。
容积式换热器的有关问题：为何用热水与冷水进行交换而不是直接加热冷水？这样能量利用率不是更高？主要考虑的热水的水质可能是不需要的，冷水的水质好，但没有太好的加热容器等等，比如不能用暖气里的水洗澡（水质差），加个换热器，将凉水变热水洗澡就没问题了。
水锤效应：在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。
当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁主要是对阀门会产生一个压力。
由于管壁光滑后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水力学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。
在水利管道建设中都要考虑这一因素。
相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤效应，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。
为什么不可以用暖气里的水洗澡？原因：暖气用水一般是工业用软化水，或除氧软化水，也有普通自来水的，基本无毒，但有些地区的暖气用户经常偷放热水，热力公司为了保证压力正常只好往供暖水里加些化学物质，一般有微毒。
暖气用水绝不能让人用于洗浴的。
为了保证锅炉、供热系统安全运行，供热部门要在系统水中添加防腐阻垢软化处理药剂，出去锅炉内的锈垢，防止锅炉和供热系统发生堵塞爆管，这类药剂含有碱性物质，具有较高的腐蚀性。
常见换热器结构及优缺点
常见换热器结构及优缺点6.7 换热器换热器是化⼯、⽯油、⾷品及其他许多⼯业部门的通⽤设备，在⽣产中占有重要地位。
化⼯⽣产中，换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应⽤甚为⼴泛。
由于⽣产规模、物料的性质、传热的要求等各不相同，故换热器的类型也是多种多样。
根据冷、热流体热量交换的原理和⽅式基本上可分为三⼤类：混合式、蓄热式、间壁式。
6.7.1 直接接触式（混合式）在这类换热器中，冷热两种流体通过直接混合进⾏热量交换。
在⼯艺上允许两种流体相互混合的情况下，这是⽐较⽅便和有效的，且其结构⽐较简单。
直接接触式换热器常⽤于⽓体的冷却或⽔蒸汽的冷凝。
6.7.2 蓄热式蓄热式换热器⼜称为蓄热器，它主要由热容量较⼤的蓄热室构成，室中可填耐⽕砖或⾦属带等作为填料。
当冷、热两种流体交替地通过同⼀蓄热室时，即可通过填料将得⾃热流体的热量，传递给冷流体，达到换热的⽬的。
这类换热器的结构简单，且可耐⾼温，常⽤于⽓体的余热及其冷量的利⽤。
其缺点是设备体积较⼤，⽽且两种流体交替时难免有⼀定程度的混合。
6.7.3 间壁式这⼀类换热器的特点是在冷热两种流体之间⽤⼀⾦属壁（或⽯墨等导热性好的⾮⾦属）隔开，以使两种流体在不相混合的情况下进⾏热量交换。
由于在三类换热器中，间壁式换热器应⽤最多，因此下⾯重点讨论间壁式换热器。
（1）夹套式换热器结构：夹套装在容器外部，在夹套和容器壁之间形成密闭空间，成为⼀种流体的通道。
优点：结构简单，加⼯⽅便。
缺点：传热⾯积A⼩，传热效率低。
⽤途：⼴泛⽤于反应器的加热和冷却。
为了提⾼传热效果，可在釜内加搅拌器或蛇管和外循环。
（2）沉浸式蛇管换热器结构：蛇管⼀般由⾦属管⼦弯绕⽽制成，适应容器所需要的形状，沉浸在容器内，冷热流体在管内外进⾏换热。
优点：结构简单，便于防腐，能承受⾼压。
缺点：传热⾯积不⼤，蛇管外对流传热系数⼩，为了强化传热，容器内加搅拌。
（3）喷淋式换热器结构：冷却⽔从最上⾯的管⼦的喷淋装置中淋下来，沿管表⾯流下来，被冷却的流体从最上⾯的管⼦流⼊，从最下⾯的管⼦流出，与外⾯的冷却⽔进⾏换热。
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板式换热器与管壳式换热器的比较【学员问题】板式换热器与管壳式换热器的比较？【解答】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，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。
2.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，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0.95左右，此外，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℃。
3.占地面积小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1/5~1/8.4.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，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加。
5.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm，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。
6.价格低采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%.7.制作方便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。
8.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。
9.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。
10.容量较小是管壳式换热器的10%~20%.11.单位长度的压力损失大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。
板式换热器和管式换热器的安全可靠性对比
上篇我们简述了板式换热器和管式换热器两者性能的对比，那么从安全可靠性角度出发，两者又有何区别呢？今天就简单的带大家来了解下:板式换热器1）板式换热器采用了不锈钢隔板将油、水隔开。
由于不锈钢不易结垢，不易受到酸、碱等有害物质的腐蚀，使用寿命长。
相对来说，板式换热器不会发生内漏现象。
而管式冷油器采用了铜管将油、水隔开。
铜管易于结垢，受酸、碱等有害物质的腐蚀，为冷油器泄漏提供不利条件。
铜管胀接在管板上，具有因水冲击、振动或胀接质量等问题的影响，造成冷油器铜管发生泄漏的可能。
2）板式换热器的板间通道很窄，一般为3－5mm，当换热介质中含有较大的固体颗粒或纤维物质时，就容易堵塞板间通道。
而管式冷油器铜管通径大，较小颗粒不易于造成堵塞。
针对该问题我厂在板式换热器冷却水入口前加装滤网，定期排污，得到有效控制。
艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。
ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。
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板式换热器的优点
板式换热器的优点1、传热系数高板式换热器具有较高的传热系数，一般约为管壳式换热器的3~5倍。
主要原因是流体在管壳式换热器的壳程中流动时存在着折流板—壳体，折流板—换热管，管束—壳体之间的旁路，通过这些旁路的流体，没有充分参与换热。
而板式换热器，不存在旁路，而且板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流，湍流效果明显（雷诺数约为150时即为湍流），故能获得较高的传热系数。
2、对数平均温差大板式换热器两种流体可实现纯逆流，一般为顺流或逆流方式。
但在管壳式换热器中，两种流体分别在壳程和管程内流动。
总体上是错流的流动方式。
降低了对数平均温差。
板式换热器能实现温度交叉，末端温差能达到1℃；管壳式换热器不能实现温度交叉（即二次侧出口温度不能高于一次侧的出口温度）末端温差只能达到5℃。
3、 NTU大NTU表示相对于流体热容流量，换热器传热能力的大小。
例如对于已定的传热系数K和热容量 GCp值，NTU的大小就意味着换热器尺寸的大小，即传热面积的大小。
管壳式换热器的NTU约为0.2~0.3（平均0.25）。
（BRS）板式换热器的NTU约为1.0~3.0（平均2.0）。
如在进行一次水14~9℃，二次水13~7℃，一次水流量60m3/h,二次水流量50m3/h换热时，NTU=(14-9)/1.5=3.33。
若采用对称型（BRS）板式换热器3.33/2.0 = 1.66≈2流程，A=95m2；而采用管壳式换热器，则3.33/0.25=13.32≈14流程，A=320m2。
.4、耐温承压能力强设计工作压力可达8MPa，设计工作温度达1000℃。
5、大型化单板面积达18m2，单台达10000m2。
6、小型化单板面积比A4还小。
7、占地面积小从3分析可知，由于板式换热器NTU 大，故在换热量相同时，所需的换热器的尺寸也小。
除此之外，板式换热器的结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式换热器的2~5倍，也不需管壳式换热器要预留抽出管束的检修场地，故板式换热器的占地面积是管壳式换热器的1/5~1/10。
板式换热器选型与计算方法
板式换热器选型与计算方法板式换热器的选型与计算方法板式换热器的计算方法板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。
在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。
目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。
以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。
以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的：总传热量(单位:kW).一次侧、二次侧的进出口温度一次侧、二次侧的允许压力降最高工作温度最大工作压力如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。
温度T1 = 热侧进口温度T2 = 热侧出口温度t1 = 冷侧进口温度t2= 冷侧出口温度热负荷热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为：（热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
（1）无相变化传热过程式中Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s；Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)；T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K；T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。
（2）有相变化传热过程两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为：一侧有相变化两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程式中r,r1,r2--------物流相变热，J/kg；D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。
对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。
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板式换热器与容积式换热器对比
容积式换热器：
优点：
1）容积式换热器兼具换热、贮热功能。
有较大的贮热量，可以提前加热，将热水贮存在换热器内，热媒的小时耗热量可随加热时间的加长而减小其峰值。
2）容积式换热器适用于热水用量大，且用水不均匀的建筑物，如酒店的生活用水。
3）被加热水通过罐体阻力损失小。
4）结构简单、管理方便，可承受水压，噪音低。
5）供水水压、水温稳定、安全、节水、用水舒适。
使用寿命长。
缺点：
1）外形体积较大、换热效率低，通过不断的循环加热才能达到要求的温度。
2）壳体与管子之间无温差补偿元件时会产生较大的温差应力，即温差较大是需要采用膨胀节或波纹管等补偿元件减小温差应力。
3）清洗不方便，所有部件均焊接组成，仅能通过换热管束导流筒进入设备内部进行检修、清洗。
4）对热源温度要求较高，满足产水量的情况下，热源流量和温度必须得到保证。
板式换热器：
优点：
1）传热效率高，传热系数大，对数温差大，单位换热面积置换热量远高于其他换热设备，而且容易改变换热面积或流程组合，适用于多重介质换热。
2）重量轻、占地面积小，结构紧凑，适用于各种工况与环境，可充分利用原有设备，克服空间局限的场合。
3）换热器板片间通道经过特殊的流道设计，在很低的雷诺数下就能产生强烈的湍流，内流体运动激烈，且表面光滑，形成积垢较少，工作周期长，并便于使用化学方法清洗。
4）具有较强的变工况适应能力，由于优化设计的板型，加热水在0.3m/s至1.2m/s的流速范围内均能达到传热意义上的紊流，因此在较宽的负荷变化范围内热工性能变化不大。
5）易于维护检修，设备停车后，一两个人就能轻松的对设备进行例行维护和检修，降低维护费用及运行成本。
6）单位传热面积的金属耗量最低，降低了制造与购买成本。
缺点：
1）工作压力≤2.5MPa，工作温度≤200℃，不适用于易堵塞介质。
2）换热器板片较薄，承压能力相对较低；特别是对于波纹板片间形成接触点，互为支撑型的换热器，如果使用年代长，压紧尺寸超出安装要求尺寸后，易使接触点压成凹坑，最后形成穿孔，使板片报废。
3）板片之间的间距较窄，液膜较薄，蒸发速度快。
若为高温蒸汽与液体物料作为冷热介质进行换热，在物料突然断流情况下，容易发生蒸干焦化现象，加速板片间的密封垫圈损坏；焦化物质会造成板片间冷物料通道堵死，影响设备的使用，给生产造成损失。
所以，员工对板式换热器设备结构和工作原理的理解是实际使用中的难点。
4）单位长度的压力损失大。
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。