板式换热器选型设计原则及方法
板式换热器设计标准
板式换热器设计标准1. 引言板式换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、石油、冶金、食品等行业。
板式换热器的设计标准对于确保设备的安全运行和高效传热至关重要。
本文将介绍板式换热器的设计标准及其要求。
2. 设计标准2.1 板式换热器的分类根据传热方式和结构特点，板式换热器可分为传统板式换热器、起泡器板式换热器、波纹板式换热器等几种类型。
不同类型的板式换热器具有不同的设计标准和要求。
2.2 设计原则板式换热器的设计应遵循以下原则：•确定换热器的传热面积和传热系数；•选择合适的流体流速；•确定板式换热器的结构参数，如板间距、板高度等；•确保换热器的压力临界条件；•确定板式换热器的材料和密封方式。
2.3 流体参数在板式换热器设计中，需明确各流体的流速、温度、压力等参数。
流体参数的选择应基于设备的工作条件、传热要求和流体特性。
2.4 热平衡板式换热器的设计应满足热平衡要求，即传热面积上的热量输入等于输出。
为了确保热平衡，设计中需考虑传热系数、流速、管道布局等因素。
3. 设计要求3.1 板式换热器的传热效率板式换热器的传热效率是评估设备性能的重要指标。
设计时，需保证传热效率达到要求，并有效避免传热表面的堆积和腐蚀。
3.2 设备的安全运行板式换热器的设计应保证设备在正常工况下的安全运行。
设计中需考虑压力、温度、流速等因素，以确保设备的安全稳定运行。
3.3 板式换热器的清洁和维护为了保证板式换热器的正常运行，设计时应考虑清洁和维护的便捷性。
合理的板间距设计和换热板结构可以减少杂质的积聚，便于清理和维护。
3.4 设备的节能性在板式换热器设计中，节能是一个重要目标。
合理选择流体参数、优化换热结构和提高传热系数等措施可以提高设备的节能性能。
4. 结论板式换热器的设计标准包括设备分类、设计原则、流体参数、热平衡等要求。
合理的设计标准可以提高设备的传热效率、安全稳定运行、清洁维护和节能性能。
在实际应用中，设计者应根据具体情况，综合考虑各种因素，确保设计符合相关的规范和标准，以达到预期的效果。
板式换热器选型(1)
板式换热器选型1. 引言板式换热器是一种常用的热交换设备，广泛应用于化工、石油、电力、制药等行业。
在选型板式换热器时，需要考虑多个因素，如流体性质、流量、压力损失、换热面积和材料选择等。
本文将介绍板式换热器选型的主要考虑因素和一般步骤。
2. 流体性质在板式换热器选型过程中，首先需要了解流体的性质，包括温度、压力、粘度、导热系数等。
这些参数将决定换热器的尺寸和换热效果。
通常，流体的物性参数可以通过实验或文献查阅来获取。
3. 流量和温度差在确定了流体性质后，下一步是确定流体的流量和所需的温度差。
流量通常由生产工艺和换热要求决定。
温度差则取决于流体的入口温度和出口温度之间的差值。
这些参数将对换热器的效率和尺寸有重要影响。
4. 压力损失在板式换热器中，流体在流动过程中会产生压力损失。
这是因为换热器内部的板片和流道会阻碍流体的流动。
为了保持合理的流体压力，需要确定所能容忍的最大压力损失。
在选型时，需要比较不同换热器的压力损失值，选择最合适的。
5. 换热面积换热面积是板式换热器的重要参数，决定了换热器的换热效果。
面积越大，换热效果越好，但也会增加成本和尺寸。
在选型过程中，需要考虑流体流量、温度差和换热要求，确定适当的换热面积。
6. 材料选择在板式换热器选型中，材料选择是一个关键因素。
不同的流体对材料的要求不同，如耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性等。
同时，还需要考虑材料的成本和可供性。
选择适合的材料可以提高换热器的使用寿命和性能。
7. 选型步骤综合考虑以上因素，板式换热器的选型步骤如下： - 确定流体的性质和流量 - 计算所需的温度差和压力损失 - 根据流体性质和换热要求选择合适的材料 - 根据面积要求选择合适的换热器尺寸 - 比较不同型号的换热器，选择最佳选型8. 结论通过对板式换热器选型的介绍，我们了解到了选型时需要考虑的主要因素和一般步骤。
在实际应用中，还需要结合具体的工艺要求和经济条件进行综合考虑，以选择最合适的板式换热器型号。
板式换热器选型计算的方法及公式
板式换热器选型计算的方法及公式1.确定传热要求：首先，需要确定所需传热量。
传热量可以根据质量流量、入口温度和出口温度计算得出。
传热量=质量流量×热容×(出口温度-入口温度)其中，热容是指流体单位质量温度升高1°C所需的热量。
2.计算传热面积：传热面积是板式换热器选型时需要考虑的重要参数。
传热面积的大小直接决定了换热器的尺寸和材质。
传热面积=传热量/(传热系数×温差)其中，传热系数是指流体在单位时间内通过单位面积的换热器所传热量与温差之比。
3.确定传热系数：传热系数是指在单位时间内通过换热器的单位面积所传热量与温差之比。
传热系数的大小取决于流体的性质、流速以及流体与表面之间的热传导方式。
传热系数=温差/(1/内壁传热系数+1/外壁传热系数+污物膜传热系数+△Rf)其中，△Rf为板片的几何阻力。
4.确定换热器的型号：通过以上计算，得到传热面积和传热系数。
根据这些参数，可以选择合适的换热器型号，比如板式换热器的型号、规格等。
5.确定换热器板数：根据传热面积和换热器的尺寸，可以确定所需的板数。
板数的选择需要考虑流体的流速以及板间距等因素。
6.计算换热器的热负荷：热负荷是指在单位时间内通过换热器的热量。
热负荷=传热量/单位面积通过热负荷的计算，可以确定是否符合换热器的设计要求。
以上是板式换热器选型计算的基本方法及公式。
在实际应用中，还需要考虑到一些特殊因素，例如流体的腐蚀性、压力损失、流速限制等。
因此，在实际选型计算中，需要根据具体要求进行修正和调整，以确保选用的换热器满足应用需求。
板换选型设计原则及方法
选型设计原则及方法1、板式换热器选型设计原则为某一工艺过程选型设计板式换热器时，要考虑其设计压力、设计温度、介质特性和经济性等因素。
（1）单板面积的选择单板面积过小、则板片数目多，占地面积大，阻力降减少；反之，单板面积过大，则板片数目少，占地面积小，阻力降增大，但是难以保证适当的板间流速。
因此，一般单板面积可按角孔流速为6m/s左右考虑。
（2）板间流速的选取流体在板间的流速，影响换热性能和压力降。
流速高，换热系数高，阻力降也增大；反之，则相反。
一般取板间流速为0.2-0.8m/s，且尽量使两种流体板间速度一致。
流速小于0.2m/s时，流体达不到揣流状态，且会形成较大的死角区；流速过高会导致阻力降剧增，气体板间流速一般不大于10m/s。
（3）流程的确定两侧流体的流量大致一致时，应尽量按等程布置；当两侧流体的流量相差较大时，则流量小的一侧按多流程布置或采用不等截面通道的板式换热器。
另外，当某一介质的温升或温降幅度较大时，也可采用多流程。
有相变发生的一侧一般均为单流程，且接口方式为上进下出。
在多程换热器中，一般对同一流体在各流程中应采用的流道数。
换热器压降修正系数，单流程时取1.2~1.4，2~3流程取1.8~2.0，4~5流道取2.6~2.8。
（4）流向的选取单相换热时，逆流具有最大的平均温差，一般在板式换热器的设计中要尽可能把流体布置为逆流。
两侧流体为等流程时，为逆流；当两侧流体为不等流程时，顺流与逆流交替出现，平均温差要小于纯逆流时。
2、板式换热器的选型计算方法：（1）换热器选型计算公式：Q=K·F·△tm式中：Q——热流量（W）△tm——对数平均温差（℃）F——传热面积（m2）板式换热器在实际运行中，由于污垢、水流不均等情况影响，需在上式中引入修正系数ß（一般取0.7~0.9），因此，实际使用时，上式为：Q=ß·K·F·△t（2）估算法可按下面估算：当板间流速为0.3~0.7m/s时水（汽）——水K=3000~7000；水（汽）——油K=400~1000油——油K=175~400补充一点，供各位讨论：（1）单板面积的选择一般板式换热器选择首先是按流速确定角孔直径，角孔处流速一般控制在6m/s，当板片角孔确定后，板片的系列就能确定了。
板换选型设计原则及方法
板换选型设计原则及方法在进行板换选型设计时，需要考虑多方面的因素，如板换材料、尺寸选择、热交换性能等。
以下是板换选型设计的原则和方法：一、热传导性能原则：选择具有较好的热传导性能的材料作为板换材料，如铜、铝、不锈钢等。
这些材料具有良好的导热性能，能够有效地传导热量，提高板换的热交换效率。
二、尺寸选择原则：根据具体的热负荷和换热面积需求，选择合适的板换尺寸。
尺寸过小则无法满足换热要求，尺寸过大则会增加成本和占用空间。
在选择尺寸时还需要考虑板换的安装和维护便利性。
三、流体参数原则：根据待处理流体的流量、温度、压力等参数，确定板换的设计流速和流道尺寸。
流速过小会导致换热效果不理想，流速过大则会增加流体的压降。
四、污染物处理原则：若待处理流体中含有较多的污染物，应选择能够方便清洗和维护的板换结构。
可以选择带有可拆卸导流板的板换，以便清洗和更换。
五、板换布置原则：在进行板换的布置时，需要保证流体在板换中的均匀流动，避免产生死角和局部冷凝，影响热交换效果。
可以采用多种布置方式，如并联、串联或交叉等。
六、节能原则：在选择板换时，应考虑其节能性能。
选择具有高效传热能力的板换，能够最大限度地提高能源利用率，降低能源消耗。
七、经济性原则：在进行板换选型设计时，除了考虑热交换性能和能耗情况，还需要考虑板换的成本。
选择性价比较高的板换，提高经济效益。
1.明确需求：明确待处理流体的参数，如流量、温度、压力等，以及所需达到的热交换效果。
2.材料选择：根据待处理流体的性质和工艺要求，选择合适的板换材料。
3.尺寸计算：根据需求确定板换的换热面积、板数和尺寸。
可以使用换热计算软件或手动计算公式进行计算。
4.流体参数计算：根据流体的参数和需求，计算出板换的设计流速和流道尺寸。
5.污染物处理：根据污染物的情况，选择适合的板换结构和清洗方式。
6.布置设计：根据流体流动特点和换热要求，进行板换的布置设计，确保流体能够均匀流动。
7.性能评估：对设计方案进行性能评估，包括换热效率、压降、清洗维护等方面。
板式换热器选型计算
板式换热器选型计算1.确定换热量首先需要确定板式换热器的换热量，也就是两种介质之间需要传递的热量。
根据实际工程需求和介质的热物性参数，计算出换热量的大小。
换热量的计算公式如下：Q = m * cp * ΔT其中，Q为换热量，m为流体的质量流量，cp为流体的平均比热容，ΔT为介质的温度差。
2.确定换热面积换热面积是决定换热器性能的重要参数之一、根据换热量和换热系数的关系，可以求得所需的换热面积。
换热面积的计算公式如下：A=Q/U其中，A为换热面积，U为换热系数。
3.确定换热器尺寸根据换热器的设计要求和性能参数，可以确定换热器的尺寸。
主要包括板片的长度和宽度，以及换热器的厚度。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的尺寸。
4.确定板片数量根据换热面积和单片换热面积，可以确定所需的板片数量。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的板片数量，通常采用偶数个板片。
5.确定流体通道确定流体通道是板式换热器选型计算的重要步骤。
根据介质的性质和换热条件，选择适合的流体通道方式，例如并流式、逆流式或交叉流式。
6.确定板片间距板片间距是决定流体通道宽度的参数，对换热器的性能具有很大的影响。
根据实际工程需求和制造工艺的限制，确定合适的板片间距。
7.确定流体速度流体速度是板式换热器选型计算中的关键参数之一、根据换热器设计要求和流体性质，确定合适的流体速度，通常根据实际工程经验进行估算。
8.确定板片材料根据介质的性质和工艺要求，选择合适的板片材料。
常见的板片材料有不锈钢、钛合金、镍合金等，需要根据介质的腐蚀性和温度要求进行选择。
以上是板式换热器选型计算的主要内容和方法。
在实际工程中，需要根据具体的需求和工艺要求，进行详细的计算和分析，以确定最适合的板式换热器规格和参数。
同时，还需要考虑工艺的可行性和经济性，选择合适的设备。
板式换热器设计选型计算方法和步骤
板式换热器设计选型计算方法和步骤板式换热器是一种常用的热交换设备，用于将热量从一个流体传递到另一个流体，常用于工业生产和暖通空调系统等领域。
在进行板式换热器设计的时候，需要进行选型计算，确保选用适合的设备。
以下是板式换热器设计选型计算的方法和步骤。
1.确定换热要求：在进行选型计算之前，首先需要明确换热器的换热要求。
需要确定的参数包括热量传递量、流体的流量及温度等。
根据实际应用需求，可以计算出所需要的传热面积。
2.确定流体性质：在进行选型计算之前，需要明确流体的物理性质，如密度、比热容、导热系数等。
这些参数将用于计算换热器的传热系数以及流体流量。
3.确定换热器类型：根据实际需求和换热要求，确定适合的换热器类型。
常见的板式换热器类型包括波纹板式换热器、平板式换热器和多馏分板式换热器等。
4.计算换热面积：根据给定的热量传递量和流体的物理性质，可以计算出所需的传热面积。
传热面积的计算公式为：A=Q/(U·ΔTm)，其中Q 为热量传递量，U为整体传热系数，ΔTm为全平均温差。
5.确定流体侧压降：计算流体在板式换热器内的压降，确保流体正常流动。
可以使用经验公式或流体力学计算方法来进行压降的计算。
6.选择合适的传热板：根据流体的流动性质和换热要求，选择合适的传热板。
传热板的选择应考虑其传热效果、耐腐蚀性、结构强度等因素。
7.确定板片数量：根据计算得到的传热面积和板片的面积，可以计算出所需的板片数量。
板片数量的选择应根据实际运行要求来确定，以确保换热器具有足够的传热面积。
8.确定板片间距和通道宽度：根据流体的流量和换热要求，确定板片间的间距和通道的宽度。
这些参数将影响流体的流速、压降以及换热效果。
9.进行换热器的设计绘图：根据以上计算结果，进行换热器的设计绘图。
绘图应包括换热器的尺寸、管道连接方式、流体进出口位置等详细信息。
10.进行换热器的性能验证：进行换热器的性能验证和参数调整，确保设计的换热器符合实际使用要求。
板式换热器选型设计的基本原则
板式换热器选型设计的基本原则目录1.板式换热器选型三大原则 (1)2.板式换热器选用主要考虑参数 (2)3.板型选择 (2)4.流程和流道的选择 (3)5.板间流速的选取 (3)6.流向的选取 (3)7.压降校核 (4)8.其它注意事项 (4)1.板式换热器选型三大原则板式换热器选型需要遵循3个原则：板型、流程和流道和压降校核。
这三个方面也是板式换热器选型最重要的部分。
第一大原则：看板型1.板型或波纹式应根据换热场合的实际需要确定。
2.对于流量大、允许压降小的情况，应选用阻力小的板型，否则，应选用阻力大的板式。
3.根据流体压力和温度，确定是选择可拆卸式换热器还是钎焊式换热器。
4.在确定板型时，不宜选择单板面积过小的板，以避免板数过多、板间流量小、传热系数低。
对于较大的换热器，这个问题更应引起重视。
第二大原则：看流程和流道流程是指板式换热器中一种介质在同一流动方向上的一组并联的流道。
流道是指板式换热器中由相邻两块板组成的介质流道。
一般是将几个流道并联或串联，形成冷热介质通道的不同组合。
应根据传热和流体阻力计算确定流程组合形式，并满足工艺条件要求。
尽量使冷、热水通道中的对流换热系数相等或接近，以获得最佳的换热效果。
第三大原则：看压降校核在板式换热器的设计选型中，一般对压降有一定的要求，因此应进行校核。
如果校验压降超过允许压降，则需要重新计算设计和选型，直至满足工艺要求。
2.板式换热器选用主要考虑参数1.冷侧介质、热侧介质热交换介质和介质的物理参数与板式换热器板和垫片材料的选择以及板波纹形状有很大关系热交换介质的物理参数包括粘度、密度、比热、导热系数等2,冷侧进出口温度，热侧进出口温度3,冷侧介质和热侧介质所需压力损失用于选择有压降损失要求的板式换热器，设计和选择时应检查压力损失，如果压降超过允许范围，应重新选择、计算和审查热交换器，直到满足工艺要求4.流量或热交换面积5.工作条件和应用领域6.产品应用区域如果板式换热器用于供暖行业，还可以提供换热区域和应用区域。
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板式换热器选型设计原则及方法单板面积的选择一般板式换热器选择首先是按流速确定角孔直径，角孔处流速一般控制在6m/s，当板片角孔确定后，板片的系列就能确定了。
角孔直接一定的情况下，不同的制造商有不同板型，有的就一～种，有些较多。
我知道的有一公司，在100mm角孔直接下，有多达7种板片。
面积大小有3个规格，流道宽度有2个。
至于单片面积的大下，我的经验是在满足工艺要求的情况下，应从价格上考虑。
从单片面积的造价比，越大越便宜，但是整机价格得考虑框架的价格，所以而个应综合考虑。
单片面积小，框架价格低，但是板片单价高。
并且单片面积太下，处除了占地大，一般也难达到单流程的板片布置。
（2）板间流速的选取基本同意楼主的观点，一般0.2m/s是下限，但是上限0.8m/s好象稍低了。
不过这得看制造商的板片波纹。
（3）流程的确定补充楼主观点：板式换热器流程在工业上一般都布置成单流程，这样在检修时可不用拆处接管。
在卫生和食品上，多流程的应用较多。
因为换热器一般都比较小。
（4）流向的选取一般的板式换热器都是取纯逆流布置的。
可拆式板式换热器在换热站的应用情况加热载体为 1.1MPa、230℃的蒸汽；供暖载体为热水,供水温度为92℃,回水温度为70℃,供水压力为0.5MPa、回水压力为0.14MPa。
因原管壳式换热器设备陈旧,维修量大,并且蒸汽的消耗量有逐年递增的趋势。
于是在2006年大修期间,将原管壳式换热器改造成板式换热器。
1、板式换热器板式换热器(plateheatexchangers,简称PHE)是一种新型高效换热器。
其发明始于1872年,最初主要用于食品工业,后来逐渐扩大至造纸、医药、冶金、矿山、机械制造、电力、船舶、采暖及石油化工等其它工业领域。
目前世界较知名的板式换热器生产厂家有瑞典的Alfa-laval(阿法拉伐)、SWEP(舒瑞普)、德国的GEA公司、英国的APV、日本的Hisaka(日版制作所)等。
板式换热器由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成,由于其特殊结构,使得板式换热器具有以下优点。
1.1 、总传热系数高,设备占地面积小板式换热器的板片一般制成槽形或波纹形,介质在流道内的流动呈复杂的三维流动结构,其流动方向及流动速度均不断变化,造成很大的扰动,在低雷诺数(一般Re=50~200)下即可诱发湍流(而列管式换热器则要求雷诺数达到2000以上)。
由于大的扰动减薄了液膜的厚度,可防止杂质在传热面上沉积粘附,从而减小污垢热阻,加之板片厚度仅0.6~0.8mm,热阻较小,另外在板式换热器中,冷热流体分别从板片的两侧通过,流体流道较小,不会出现象管壳式换热器那样的旁路流,故总传热系数较高。
若以水/水为传热介质,板式换热器的总传热系数可达8360~25080kJ/m2•；h•；℃为管壳式换热器传热系数的3~5倍,但其设备体积仅为管壳式换热器的30%左右。
1.2 、传热效率高。
板式换热器的传热效率非常高,国际上已有多家公司能提供最小对数平均温差△Tm=1℃的板式换热器产品。
但冷热物流最小对数平均温差过小将导致换热器的换热面积很大,从工程应用角度而言并不经济。
1.3 、对数平均温差大。
提高传热对数平均温差是强化传热效果的重要手段。
流体的流动方向和方式都会影响对数平均温差。
板式换热器内流体的流动总体上呈并流或逆流的方式,其传热平均温差的修正系数通常为0.95左右。
而在管壳式换热器中,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,即在壳程为混合流动,在管程为多股流动,所以传热平均温差的修正系数一般较小(约0.8左右)。
1.4 、组装灵活,操作弹性大。
使用维修方便板式换热器由若干张板片组装而成,只需增、减板片的数量即可方便地调节换热面积的大小,因此使用非常灵活,操作弹性大,并且不象管壳式那样,需要预留出很大的空间用来拉出管束检修。
而板式换热器只需要松开夹紧螺杆,即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面,维修方便。
2 、板式换热器的适用条件及应用于换热站的实施方案板式换热器虽然具有以上优点，但它并不能完全取代管壳式换热器。
一方面是因为板式换热器对介质的洁净程度要求较高，它要求介质中杂质颗粒直径小于 1.5~2mm;另一方面是因为早期的板框式换热器(俗称可拆式板式换热器)只能适用于工作压力小于 1.6MPa、工作温度介于120~165℃之间的工况。
因换热站热源采用的是 1.1MPa;230℃的过热蒸汽，受密封垫片的耐温限制(普通EPDM垫片耐温150℃，耐高温的EPDM垫片耐温为180℃，耐高温PTFE垫片耐温也仅为220℃，且价格昂贵，为耐高温EPDM垫片的8倍左右)，故传统可拆式板式换热器不适用于该工况要求。
如采用钎焊式板式换热器或激光全焊接式板式换热器，设备购置成本大(约是可拆式板式换热器价格的3~5倍)，且不可拆卸，不便于维修。
所以，最终采用在传统可拆式板式换热器前加减温装置的方案，在此方案中，采用传热效率较低，但耐温等级较高的管壳式换热器作为蒸汽减温器，利用一部分供暖回水(约占总回水流量的10%左右)将过热蒸汽降到150~180℃，之后，进入板式换热器将剩余部分的供暖回水进行加热，此方案充份利用了两种热交换器的优势，同时采暖水侧采用并联的运行方式，较串联方式更有效地减小了压力降，更加节能。
3 、技术分析3.1 、占地面积板式换热器的结构极为紧凑，并且减温装置体积较小(φ 300;L=1500)，布置在板式换热器上方，与板式换热器有机的结合成一体，所占地面积仅为管壳式换热器的1/4左右。
3.2 、维修工作量改造前，每个运行周期后，因管壳式换热器内结垢，换热效果明显降低，都需要拆检、清洗管壳式换热器，并且在维修时，需要拆保温、抽芯等工作量。
改造后运行了两个周期后才拆检了一次，并且拆装很方便，只需要松开夹紧螺杆，露出板片，即可进行清洗。
3.3 、压力损失在供暖载体流量相等的情况下，经过换热器的压降明显降低，供水压力由原来的1.4MPa提高到了1.6MPa。
3.4 、蒸汽消耗量蒸汽的消耗量明显降低，由原来的1.11kg/s下降到0.97kg/s，每小时节约蒸汽：(1.11-0.97) × 3600/1000=0.504t 。
3.5 、换热效果在蒸汽的消耗量降低的情况下，传热量却大大提高，供水温度由原来的92℃提高到95℃。
4 、效益分析4.1 、维修费用拆检原管壳式换热器，拆装保温，抽芯，清洗等费用合计：5000元，检修板式换热器及减温装置费用合计：1000元。
改造前每个运行周期检修1次，而改造后每两个运行周期检修1次。
所以，改造后每个运行周期能节省检修费用：5000-1000/2=4500元4.2 、蒸汽费用每小时节约蒸汽0.504，t按每个运行周期5个月计算，每个运行周期能够节约蒸汽：0.504 × 24× 30× 5=1814.4t按蒸汽费用120元/t计算，每个运行周期能够节省蒸汽费用：1814.4 × 120=217728 元。
4.3 、总节约费用改造前后每个运行周期节约费用合计：217728+4500=222228元5 、结语经过两个周期的实际运行证明，用可拆式板式换热器前加减温装置取代传统的管壳式换热器，运行可靠，其实际运行参数达到了设计要求，相对于钎焊式板式换热器或激光全焊接式板式换热器，大大降低了总投资，并且与传统的管壳式换热器相比较，又能大大的降低换热站能耗及维修费用。
新型耐腐蚀材料在板式换热器中的应用介绍1种用作板式换热器板片的新材料Hastelloy C2276 (简称哈氏合金)。
对其进行腐蚀性试验、工艺性试验及工业性试验情况表明,这种材料具有极好的耐酸性能。
关键词腐蚀材料板式换热器应用板式换热器是以波纹板为换热元件的高效换热器,由于其优异的性能,受到各行各业的青睐。
近年来,许多实力较强的板式换热器制造厂纷纷着眼于特殊行业用板式换热器市场,在酸行业中,经大量市场调查,我们发现1种超低碳型镍钼铬系镍基耐蚀材料——哈氏合金,在充氧或有氧化剂存在的还原性酸以及在有氯离子、氟离子存在的氧化性酸中,具有独特的耐蚀性。
该合金在湿氧、亚硫酸、醋酸、甲酸、次氯酸盐和强氧化性盐的介质中,也具有优异的耐蚀性,同时具有优良的耐点蚀、耐均匀腐蚀及耐晶间腐蚀性能。
鉴于此,我们研制了用HastelloyC2276, D= 017 mm作板材的板式换热器。
1材料主要性能由国家认可的进出口商品理化检测中心对材料取样进行化学成分和力学性能方面的测试,哈氏合金学化学成分详见表1,常温力学性能见表2。
表中的标准值系A SM E技术条件SB—575UN S N 10276的规定。
由表2中可看出该材料屈强比约015,杯突值14,与其它性能综合考虑,认为该板的冷成型性较好,适合于板片冷压成型,故可以对其做进一步的工艺性试验。
2耐蚀性试验材料能否满足使用工况的耐蚀性要求,是决定是否具有开发价值的重要因素,因此在板片压制成型之前,对材料在硫酸中的耐蚀性进行了试验。
结果见图1。
试验曲线表明,年腐蚀率小于0. 3mm/a时,板片在0～100℃的硫酸中具有很宽的适用范围,为进一步确定在65℃时的耐蚀性,又进行了腐蚀率的试验,见图2。
这些试验结果说明用该材料制成的板式换热器对各种质量浓度的硫酸,均具有较优的耐蚀效果。
3工艺性试验对哈氏合金的研究与开发是以我厂BR06型产品为对象,其压力为0. 85M Pa,温度为6 5℃,单台组装换热面积分别为41 m 2和55 m 2。
由于传热板片是板式换热器的关键元件,因此Hastelloy C2276板材的冷成型性能是主要技术关键,BR 06型板片是在6 000 t油压机上进行压制成型的,模具是从原西德史密特公司进口的原装模具。
为避免材料浪费,保证板片压制的一次性合格率,结合哈氏合金的力学性能,经反复研究,决定按通用工艺相关条款执行。
板片成型后,对其密封槽及波纹深度等进行了检测,其结果均符合图样及相关标准要求,并按GB 4730- 94对压形后的板片进行着色探伤检查,并以I级为合格判定标准,结果均符合规定要求。
板片波纹深度要求(3. 7±0. 15) mm ,板片成型检查结果见图3及表3。
该产品接管、法兰及槽形环均采用碳钢材料, 3件组焊后在其内表面进行衬氟处理,从而避免了哈氏合金的焊接问题,同时衬里聚四氟乙烯耐酸腐蚀的性能优异。
在硫酸质量浓度0%～98% ,温度小于180℃的溶液中,其耐蚀性能良好,通常的年腐蚀率在0. 05～0. 50 mmöa。
4总装及承压试验用该材料所试制的设备为我厂系列产品,因此,所用的工艺文件、工装等均为已验证并确认过的,组装后,经检测达到相应质量标准。