HTRI_2005年成都年会-板式换热器培训班资料_Xphe1
HTRI培训教程-板式换热器概要
Incrementation
Xphe
Analyzes exchanger by dividing it into multiple
small pieces
Solves heat transfer and pressure drop in
each increment using local physical properties
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Xphe Geometry
Cocurrent or countercurrent flow
within a pass
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Module 1
Plate-and-Frame Geometry
Geometry supported
Plate types, passes, port arrangement
Geometry input
Plate type Plate group
Plate configuration
Port configuration
Design mode
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Program Description
HTRI培训教程1
仿真计算
利用HTRI软件强大的计算功能，对 换热器进行仿真计算，得到详细的温 度场、流场和压力场等结果。
传热计算与性能评估
传热计算
根据仿真结果，计算换热器的传 热系数、热流量和换热效率等关
键参数。
性能评估
将计算结果与实验数据或设计要求 进行对比，评估换热器的性能优劣 。
优化设计
根据性能评估结果，对换热器结构 或操作参数进行优化设计，提高换 热效率。
换热器的性能。
04
换热器运行与维护管理
换热器清洗与除垢方法
010203 Nhomakorabea04机械清洗
利用刷子、刮刀等机械工具清 除换热器表面的污垢和沉积物
。
高压水清洗
使用高压水枪对换热器进行冲 洗，清除内部的杂质和沉积物
。
化学清洗
使用化学清洗剂对换热器进行 浸泡或循环清洗，溶解和去除
垢层。
超声波清洗
利用超声波的空化作用对换热 器进行清洗，去除难以清除的
板式换热器
由一系列金属板片组成， 通过板片之间的间隙进行 传热，具有结构紧凑、传 热效率高等特点。
螺旋板式换热器
由两张平行的金属板卷制 成螺旋形，形成两个均匀 的螺旋通道，适用于粘性 较大的液体和气体换热。
换热器传热原理
热传导
热量通过物体内部的微观 粒子（如分子、原子、电 子等）的热运动进行传递 。
大数据与云计算技术应用
数据驱动建模
01
利用大数据技术对海量数据进行处理和分析，提取有用信息，
构建更精确的仿真模型。
云仿真平台
02
借助云计算技术，实现仿真资源的弹性扩展和按需使用，降低
计算成本。
协同设计与仿真
03
《板式换热器教案》课件
《板式换热器教案》PPT课件一、教案概述1.1 课程目的：使学生了解板式换热器的工作原理、结构特点及应用范围。
培养学生掌握板式换热器的选型、设计及计算方法。
提高学生对板式换热器操作与维护的认知。
1.2 适用对象：热能与动力工程及相关专业的大专院校学生。
从事换热器设计、制造、运行和维护的工程技术人员。
二、教学内容2.1 板式换热器简介板式换热器的定义板式换热器的发展历程板式换热器的分类及特点2.2 板式换热器的工作原理板式换热器的传热过程板式换热器的流动过程板式换热器的热损失计算2.3 板式换热器的结构与组成板式换热器的板块结构板式换热器的密封结构板式换热器的主要部件及功能2.4 板式换热器的应用范围板式换热器在加热领域的应用板式换热器在冷却领域的应用板式换热器在其他领域的应用三、教学方法3.1 讲授法通过PPT课件，对板式换热器的原理、结构、应用等进行详细讲解。
结合实例，分析板式换热器在不同领域的应用案例。
3.2 互动教学法设置问题环节，引导学生思考板式换热器的相关问题。
鼓励学生提问，解答学生关于板式换热器的疑问。
3.3 实践教学法安排板式换热器实验室参观，让学生直观了解板式换热器的结构。
组织板式换热器模拟操作，让学生动手实践，提高操作技能。
四、教学评价4.1 课堂问答评估学生在课堂上的参与程度，提问和回答问题的准确性。
4.2 课后作业布置与板式换热器相关的课后作业，评估学生的理解程度和应用能力。
4.3 实践操作评估学生在板式换热器模拟操作中的技能掌握情况。
五、教学进度安排5.1 课时安排总共24课时，其中PPT课件讲解12课时，互动教学6课时，实践教学6课时。
5.2 教学进度第1-4课时：板式换热器简介及工作原理第5-8课时：板式换热器的结构与组成第9-12课时：板式换热器的应用范围第13-16课时：板式换热器的选型与设计第17-20课时：板式换热器的操作与维护第21-24课时：板式换热器案例分析与讨论六、板式换热器的选型与设计6.1 选型依据换热器的设计压力和设计温度流体的种类和性质换热器所需的热交换面积换热器的结构形式和类型6.2 设计步骤确定换热器的工艺参数选择合适的板式换热器类型计算换热器的热交换面积确定换热器的材质和结构6.3 设计注意事项考虑换热器的压力损失和温差损失选择适当的板片形状和板间距考虑换热器的清洗和维修方便性七、板式换热器的操作与维护7.1 操作流程启动前的准备工作启动过程中的操作步骤运行过程中的监测与调节停机过程中的操作步骤7.2 维护保养日常巡检与清洁定期检查与维修换热器性能的检测与评估7.3 故障处理常见故障现象及其原因故障处理方法与步骤故障预防与改进措施八、板式换热器案例分析与讨论8.1 案例介绍案例一：板式换热器在食品工业中的应用案例二：板式换热器在制药工业中的应用案例三：板式换热器在热力发电中的应用8.2 案例分析分析案例中的换热器选型与设计分析案例中的操作与维护经验探讨案例中的故障处理方法8.3 讨论与启示讨论板式换热器在不同行业中的应用特点探讨板式换热器的设计与操作中的关键问题分析板式换热器的发展趋势与前景九、板式换热器的热力计算与CAD绘制9.1 热力计算方法传热过程的数学模型压力损失的计算方法温差损失的计算方法9.2 CAD绘制技巧使用CAD软件绘制板式换热器三维模型标注换热器的尺寸和参数换热器的结构图和零件图9.3 实践练习学生分组进行热力计算练习学生独立绘制板式换热器CAD图纸回顾板式换热器的原理、结构、选型、操作和维护等内容10.2 考核方式课堂问答与讨论课后作业与实践操作CAD图纸绘制与分析报告10.3 考核评价评估学生在课程中的学习态度和参与程度评估学生在知识掌握和应用能力方面的表现提出改进教学方法和提高教学质量的建议重点和难点解析重点环节1：板式换热器的工作原理板式换热器的工作原理是课程的核心内容，涉及到传热过程和流动过程的复杂性。
板式换热器培训教材
设备使用
开车
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。
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。
维 修
RJ-520
ⅠNQ-305
ⅠRJ-106
ⅠNQ-405
维 修
3、清洗 3.1板式换热器应按预定周期检修，如换人效率明显降低、压降 明显变化，应进行清洗。 3.2清洗工作量小时，可在板片悬挂状态下逐张进行。如果结垢 严重，应将板片拆下，放平清刷。
3.3如用化学清洗剂，可在设备内打循环，倘若用机械清洗，需 将设备打开。洗刷板片，要用软刷子，钛材板片，禁止使用钢制 的刷子，要避免划伤板片。
4.2 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。
4.3 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。
设备使用
运行及停车
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。
换热器培训讲座课件
②管壁积垢
形成原因：由于换热器操作中所处理的流体，有的是 悬浮液，有的夹带有固体颗粒，有的粘结物含量高， 有的含有泥沙、藻类等杂质。随着使用时间的延长， 在换热管的内外表面上会产生积垢。积垢引起的故障 有：总导热系数下降，传热效率降低；使换热管的管 径，因积垢而减小，使得流体通过管内的流速增加， 造成压力损失增大；积垢导致管壁腐蚀，腐蚀严重时， 造成管壁穿孔，两种流体混合而破坏正常操作。
当发现管子有泄漏现象时，采取的措施：视泄漏管数的多 少而定。如果管束中仅有一根或数根管子泄漏，可采用堵 塞的方法进行修理。即用做成锥形的金属材料塞在管子两 端打紧焊牢，将损坏的管子堵死不用。金属材料的硬度应 低于管子材料的硬度。金属锥塞的锥度一般为3一5度之间。 采用堵管的方法解决管子泄漏现象简单易行，但堵管总数 不得超过10％，否则将对传热效果产生较大影响。当发生 泄漏的管子较多时，应采用更换管子的方法进行修理。更 换管子时，应注意不要损坏管板的孔口，以便更新管子时， 使管子与管板有较严密的连接。然后采用胀接或焊接的方 法将新管连接在管板上。
适用场合：适用于壳程介质清洁，不易结垢，管程需清 洗以及温差不大或温差虽大但是壳程压力不大的场合。 为减少热应力，通常在固定管板式换热器中设置柔性元 件（如膨胀节、挠性管板等），来吸收热膨胀差。
图7-3 带带补膨偿胀器节的 的固固定定管管板板式式换换热热器器
固定管板式换热器
②浮头式换热器
图图7-67-4浮头浮式头换式热换器热器 优点： 管内和管间清洗方便，不会产生热应力。 缺点： 结构复杂，设备笨重，造价高，浮头端小盖在
只适用于允许两流体混合的场合。
冷流体
冷流体
直接接触式换热器
2、蓄热式（回热式）
冷流体
板式换热器培训资料
板式换热器是一种以波纹板为传热面，以对流和热传导为主要手段的换热设备，是一种高效、紧凑、节能的换热设备。
板式换热器主要是通过外力将板式换热板片夹紧组装在一起，介质通过换热板片上的角孔在板片与板片间进行流动。
每张板片都是一个传热面，板片的两侧分别有冷热介质通过进行换热，角孔和板片四周装有密封胶垫，限制介质在板片组内流动。
各半片形成平行的通道。
板片形式：按介质流动方向可分为：对交流和单边流。
按波纹形式可分为：人字波、平行波、球形波和异形波。
按板片的结构可分为兑成型和肥对称型。
按流道深浅可分为：深槽波纹浅槽波纹。
可拆板式换热器的组成结构：框架、波纹板片、密封胶垫。
板式换热器的优点：（重点）1换热效率高。
采用人字形波纹在水水交换下传热系数达到6000W(m².K),，在一般情况下也能达到2000~3000 W(m².K)。
2针对性强。
对于不同的工况条件，不同的介质，有多种材料以及波纹形式供选择。
3结构紧凑，重量轻。
与传统的列管式换热器相比较，在换热效果相同的条件下，占地面积仅为列管式的十分之一。
4适应性强。
可用于绝大多数换热工艺，跨行业、跨领域，对于一般的液-液，气-液交换都有很好的效果。
5热损失小。
由于板式换热器是全封闭的换热设备，不会产生热量散失在空气中的情况，热能能全部加以转移和利用。
6拆装维修方便，通过吊孔吊装，脚底三点固定安装，安装空间固定后在拆卸时不需要额外的空间，板片可以卸下清洗，密封垫损坏后更换也非常方便。
缺点（仅作了解）1承压性能较低。
由于可拆板式换热器通过胶垫密封，一般工作压力不超过2.0MPa，并且设备面积越大，承压性能越差。
2工作温度比较低。
采用密封胶垫的密封的板式换热器一般工作温度都在200°C以下。
短时间内可以略高。
但对密封垫的损坏非常严重。
3不适用与杂质较多的介质。
波纹板的波纹深度一般在2~7mm，这样的深度易于介质形成喘流。
当介质杂质较多时，极易堵塞流道，减小换热面积，降低换热效果，严重时还会损坏板片造成两种介质混合。
换热器培训ppt
6、热器E101壳程排凝
全开壳程排气阀VX1E101、壳程泄液阀 VI3E101，放净壳程中的液体（壳程泄液 标志块由绿变红）后，关闭排气阀 VX1E101和泄液阀VI3E101。
（四）事故处理
1.换热器结垢 2.P102A坏
1.换热器结垢
事故原因：换热器结垢严重 事故现象：冷物流出口温度降低，热物
备用（设备事故）。 特定事故：详见操作手册中事故的处理
方法。
后手阀和前手阀TV1001AI、TV1001BI、 TV1001AO、TV1001BO； （4）关闭E101热物流出口阀VI4E101。
3、停冷物流泵P101A
（1）关闭泵P101A后阀P101O； （2）停泵P101A；
4、停冷物流进料
（1）当泵P101A出口压力PI1001降为0.0 Mpa(g)时，关闭泵P101A前阀P101I；
TV1001BI、TV1001AO、TV1001BO； （2）待管程排气标志由红变绿的时候，管程不凝气排净，关闭
排气阀VX2E101； （3）手动控制调节器TIC1001输出值，逐渐打开调节阀
TV1001A至开度50％； （4）打开热物流出口阀VI4E101，同时手动调节TIC1001的输出
值，改变热物流在主、副线中的流量，使热物流温度分别稳定 在（177±2）℃左右，然后将TIC1001投自动（设定值为 177℃）。
8 开车（TV1001AK） 开车初态：TV1001A阀卡 见备注
9 开车（TV1001BAK） 开车初态：TV1001BA阀卡 见备注
(五)项目列表
序号 项 目 名 称
项目描述
事故处理方法
10 开车（P102AH）
开车初态：P102A泵坏 见备注
HTRI_2005年成都年会-板式换热器培训班资料_Xphe1
Program Description
Xphe is a calculation engine/interface combination that calculates heat transfer and pressure drop performance for plate-and-frame exchangers.
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Xphe Geometry
Cocurrent or rent flow
within a pass
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Module 1
Plate-and-Frame Geometry
Geometry supported
Plate types, passes, port arrangement
Incrementation
End Plates 1
10 1 2 3 4 5 6
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Overview
Module 3 (Fluid Property Specifications)
Grid properties Component by component
Module 4 (Design and analysis methods)
HTRI培训教程：板式换热器PPT教案
焊接式板式换热器
由激光焊接或真空钎焊工艺将不锈钢板片 焊接而成，具有较高的承压能力和耐腐蚀 性，适用于高温、高压和腐蚀性介质。
螺旋板式换热器
由两张平行的金属板卷制而成，形成两个 同心的螺旋形通道，适用于液-液、气-液、 气-气等多种换热场合。
关键部件功能解析
板片
作为板式换热器的核心部件，负责 将两种流体分隔开并通过板片上的
环保政策的实施，促 进废旧板式换热器的 回收和再利用
未来发展趋势预测
板式换热器将向更高效、更紧凑、 更智能化的方向发展
新兴市场如海水淡化、地热利用 等领域将成为板式换热器的重要
应用领域
国际化合作和竞争加剧，推动板 式换热器技术的不断创新和进步
06
总结回顾与学员互动环节
关键知识点总结回顾
板式换热器的基本构造和工作原理
保持设备清洁。
停机操作
先关闭热侧阀门，再关闭冷侧 阀门；排空设备内介质，避免
结垢和腐蚀。
维护保养周期和内容
01
02
03
日常维护
检查设备外观，清理灰尘 和杂物；检查紧固件和密 封件，确保无泄漏。
定期维护
根据设备运行时间和介质 情况，制定清洗、检查和 维修计划；对易损件进行 更换。
长期停用保养
排空设备内介质，进行干 燥处理；对设备进行全面 检查和维护。
根据流体物性和传热要求选择合适的板片波 纹形状和间距，以提高传热效率。
计算传热面积和压降
根据工艺要求选择合适的传热面积和压降范 围，以满足生产需求。
考虑安全和维护因素
确保换热器设计符合相关安全标准，并考虑 易于清洗和维护的需求。
案例分析：成功选型经验分享
案例一
某化工厂采用板式换热器进行热 回收，通过合理选型设计，实现 了高效传热和节能减排的目标。
01065_HTRI培训教程板式换热器
传热效率下降
传热效率下降可能由板片 结垢、老化或设计不合理 引起。
24
故障诊断方法和技术手段
外观检查
检查板式换热器外观 是否有变形、裂纹或
泄漏迹象。
压力测试
通过压力测试判断板 式换热器是否存在泄
漏问题。
热工性能测试
通过测量进出口温度 、流量等参数，评估 板式换热器的传热效
率。
无损检测
利用超声波、射线等 无损检测技术，检测 板式换热器内部的缺
2024/1/30
18
板式换热器性能评价与优化
05
策略
2024/1/30
19
性能评价方法介绍
2024/1/30
热工性能评价
01
通过计算热效率、传热系数等指标，评估板式换热器的热工性
能。
流动性能评价
02
采用压降、流速分布等参数，描述板式换热器内部的流动状况
。
经济性评价
03
综合考虑设备投资、运行费用等因素，对板式换热器的经济性
2024/1/30
压降计算
根据流体动力学原理，计 算板式换热器内的压降， 确保满足设计要求。
传热计算
采用合适的传热模型，计 算板式换热器的传热系数 、传热面积等关键参数。
17
结果输出与解读方法
结果输出
将计算结果以表格、图形等形式输出 ，便于直观分析和比较。
解读方法
根据输出结果，分析板式换热器的性 能特点，评估设计方案的合理性，提 出优化建议。
案例分析：提高换热效率的措施
采用高效传热板片
选用具有高传热系数的板片，如人字 形板片、波纹板片等，以提高传热效
率。
优化流程布置
通过合理安排进出口位置、增加流程 数等措施，改善流体在换热器内的流
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Overview
Module 1 (Plate-and-Frame Geometry)
Program capabilities Graphical user interface
Schedule
Morning
Plate-and-frame geometry Process specifications
Afternoon
Fluid property specifications Design and analysis methods
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U- or Z-flow for one pass User-defined or data bank plate
geometry
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Overall results integrate incremental
results Increments Allow more accurate calculations Consider effects such as maldistribution
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Program Description
Xphe is a calculation engine/interface combination that calculates heat transfer and pressure drop performance for plate-and-frame exchangers.
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Xphe Geometry
Cocurrent or countercurrent flow
within a pass
Incrementation
End Plates 1
10 1 2 3 4 5 6
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Module 2 (Process Specifications)
Rating and simulations
Performance parameters
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®
Xphe Workshop
Workshop Goal
Learn how to use Xphe effectively by
Presenting capabilities
Working a series of examples
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Overview
Module 3 (Fluid Property Specifications)
Grid properties
Component by componenanalysis methods)
User-specified f- and j- curves Condensation Boiling
Geometry input
Plate type Plate group
Plate configuration
Port configuration
Design mode
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Module 1
Plate-and-Frame Geometry
Geometry supported
Plate types, passes, port arrangement
Xphe Geometry
Plate-and-frame construction
Rectangular plate with four ports
One or two plate types yielding up to three
effective chevron angles
One – six hot/cold passes