板式换热器的换热性能和经济性分析
板式换热器运行问题分析及解决措施
板式换热器运行问题分析及解决措施本文针对板式换热器使用中出现的一些问题进行分析，并提出相应的解决措施，从而提高板式换热器的使用效果。
标签：板式换热器；问题；措施板式换热器作为一种紧凑高效的换热设备，被广泛应用在冶金化工等领域，并发挥了较好的经济效益。
板式换热器主要由板片、密封垫片、固定封头、活动封头（头盖）、夹紧螺栓、挂架导轨、支柱等组成，它具有结构紧凑、传热效率高、拆卸清洗检修方便等优点。
但是板式换热器在使用中出现的各种问题，也会给生产带来严重的影响，其原因是多方面的，它与设计、使用、维护和保养等多个方面有关。
唐钢给水一作业区软水循环系统共有板式换热器十二台，本文结合长期使用的实际经验，就板式换热器使用中出现的各种问题的成因进行探析并提出解决措施。
1 堵塞板式换热器的流道间隙较小（2.5～6mm），直径大于1.5～3mm 的杂物容易阻塞板片通道，使设备的压力降急剧恶化，导致设备因堵塞而换热能力大幅降低，严重的造成生产事故。
对此可采用如下办法解决①根据板式换热器的流道间隙在介质进口管道装设滤孔与流道间隙相当的Y型过滤器，并定期清理；②加强巡检，及时清除介质池面和周边的杂物。
2 结垢结垢可导致传热系数降低，严重时还会堵塞板片通道。
板式换热器的板片设计有大量的支承点，旨在对介质起扰流（使介质紊流以提高传热系数）和承压支承作用，是固体杂物容易集聚的地方，其副作用是使流体形成了局部的滞流而生成污垢积瘤，介质中的钙镁离子在适宜的温度析出后很容易在积瘤上附着长大，形成蜂窝状的垢样。
可采用以下措施缓解结垢问题①采用未经软化的冷却水作冷却介质时，在冷却水系统中投加阻垢剂；②板式换热器冷却水出水温度应控制在50℃以下，以避开水中钙镁离子析出的敏感温度。
3 腐蚀腐蚀是复杂的化学现象，也是造成板式换热器板片报废的主要原因。
奥氏体不锈钢板式换热器表现出的腐蚀现象大多是Cl-引起的应力腐蚀，常发生在板片密封槽底部以及有污垢形成后的垢底部位，其主要成因：①板片组装后形成了多缝隙结构，如板片之间的触点、密封槽底等部位，而缝隙容易造成Cl-的富集，局部富集程度往往远远超过了不锈钢自身抗应力腐蚀的能力；②当板片表面的污垢严重时，介质中的腐蚀元素（Cl、S等）可能大量附着于污垢，并在垢底缝隙处富集；③密封槽底中的有害元素往往是粘结剂中的Cl-因温度升高而析出来的，如氯丁胶系列的粘接剂。
2023年板式换热器行业市场分析现状
2023年板式换热器行业市场分析现状板式换热器是一种重要的换热设备，广泛应用于各个行业领域，如化工、电力、石油、冶金等。
本文将从行业市场的现状、发展趋势等方面进行分析。
一、市场现状1. 市场规模：板式换热器市场规模庞大，全球市场规模约为200亿美元。
中国市场规模超过50亿元，占全球市场的四分之一以上。
2. 应用领域广泛：板式换热器广泛应用于化学工艺、冶金、石油化工、电力、钢铁等行业。
特别是在石油化工领域，板式换热器市场需求较大，且呈现逐年增长趋势。
3. 产品品质提升：随着科技进步和市场竞争的加剧，板式换热器产品的品质得到了明显提升。
高效、节能、环保的产品越来越受到市场青睐。
4. 企业竞争激烈：板式换热器市场竞争激烈，市场主要由国内外几大龙头企业瓜分。
其中，国内企业具有价格优势，但国外企业在技术、品质等方面具有较强竞争力。
二、市场发展趋势1. 高效节能需求：随着社会经济的发展和环保意识的提高，对高效节能的需求越来越大。
板式换热器具有换热效率高、节能环保等优势，这对行业发展至关重要。
2. 新型材料应用：新型材料的应用将会对板式换热器市场产生重要影响。
例如，采用耐高温、耐腐蚀的材料可以提升产品的使用寿命和适用范围。
3. 产品升级换代：随着科技进步和市场需求的变化，板式换热器产品将不断升级换代。
比如，采用自动化控制技术可以提高换热器的稳定性和安全性。
4. 提供综合解决方案：随着市场竞争的加剧，企业将会提供更加综合的解决方案，满足不同用户的需求。
例如，提供整套设备和工程项目管理服务。
5. 国内市场潜力巨大：中国是世界上板式换热器市场需求最大的国家之一，但产品技术水平与国际先进水平仍有差距。
因此，国内企业应加强技术创新和产品提升，提高市场竞争力。
三、市场机遇与挑战1. 市场机遇：随着国家经济的发展和产业结构的升级，板式换热器市场需求将呈现稳步增长趋势。
同时，相关政策的支持也将为行业带来更多机遇。
2. 市场挑战：市场竞争激烈，企业需要提升自身技术实力和品牌影响力，方能在市场中立于不败之地。
板式换热器换热系数或传热系数
板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备。
尽管其发展已有近百年历史,且在国民经济的少数部门(如食品、制药)有着比较广泛的应用,但是由于耐温、耐压、耐腐蚀能力而制约其在各个部门的全面推广和应用。
进入80年代以来,由于制造技术、垫片材料的不断进步以及传热理论的不断完善,板式换热器的应用越来越受到工业生产部门的重视。
要确定一项强化传热新技术是否先进,必须对其进行评价。
但在实际的使用中,出现了多种评价强化传热的方法与评价指标。
有人主张采用换热量Q与消耗的泵(或风机)的功率N的比值,即能量系数作为评价指标,类似的也广泛采用K/ΔP以及无因次化的Nu/ζ来进行评价,为了更准确地反映强化传热的性能,进一步也可以使用K/ΔP1/3及Nu/ζ1/3作为指标。
随着传热技术的发展,换热器日益向体积小、重量轻的方向发展,同时在提高效率的前提下,要求操作费用降低。
在综合分析的基础上,提出了一套较为完整的性能评价数据,即维持输送功率、传热面积、传热负荷3因素中的两因素不变,比较第3因素的大小以评定传热性能的好坏。
这些评价都只是分析换热器的能量在数量上转换、传递、利用和损失的情况,即以热力学第一定律为基础。
为了更准确地反映热量交换过程能量在质量上的损失,在理论研究中也提出了许多基于热力学第二定律的评价方法,即分析换热器中火用的转换、传递、利用和损失的情况。
而进行技术推广应用时,还应考虑采用强化换热技术后管子等价格的增加和运行费用的变化,运用经济核算的方法进行评价,即热经济学的评价方法。
而在实际的使用过程中,进行强化传热新技术、新方法的研究更多采用简单易用的单一参数K,ΔP以及单一参数组合而成的K/ΔP,K/ΔP1/3来进行评价[9～11]。
而基于热力学第二定律的方法在设计过程中可用来判断换热器的性能,作为进一步改善的依据,但在工程上缺乏实用性。
a.提高板片的表面传热系数由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流( 雷诺数一1 5 0时 )，因此能获得较高的表面传热系数，表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。
板式换热器的传热性能及传热系数介绍
关于板式换热器的传热，我们可以要对板式换热器的发展作好多分析。
下面我们就来看看板式换热器的结构的发展。
在板片之间的密封装置上设计了2道密封，同时又设有信号孔，一旦发生泄露，可将其排出换热器外部，既防止了二种介质相混，又起到了安全报警的作用。
热损失小在相同的传热系数的前提下，板式换热器通过公道的流速选择，阻力损失可控制在管壳式换热器的1/3范围，板片波纹的设计以高度的薄膜导热系数为目标，板片波纹所形成的特殊流道使流体在极低的流速下即可发生强烈的扰动流（湍流），扰动流又有自净效应以防止污垢天生，因而传热效率很高。
使用安全可靠板式换热器的传热系数K值达3000—6000W/m2.℃.因此，板式换热器只需要管壳式换热器面积的1/4即可达到同样的换热效果。
板式换热器产品，可处理的物料非常广泛，从普通的产业用水，到高粘度的液体，从卫生要求较高的食物液体、医药物料到具有一定侵蚀性的酸碱液体，从含颗粒粉体的液态物料到含少量纤维的悬浮液体均可采用板式换热器处理。
阻力损失少板式换热器的结构极为紧凑，在传热量相等的条例下，所占空间为管壳式换热器的1/5。
如冷却发电机组和整流器内轮回；用于冶金矿山等机械润滑油；液压站、蛋液、食用油的杀菌消毒，啤酒、葡萄酒的杀菌处理；用于轻纺产业、造纸行业中的余热回收；在相同传热量的条件下，板式换热器与管壳式换热器比拟，因为换热面积，占地面积，流体阻力等项目数值减少，使得设备投资，基建投资，动力消耗等用度大大降低。
占地小，易维护因为二种介质几乎是全逆流活动，加上换热效率高，板式换热器二种介质的最小温差可以达到1℃。
并且不象管壳式换热器那样需要预留很大的检验空间。
艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司是专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHE GASKET）、换热器板片(PHE PLATE)并提供板式换热器维护服务（PHE MAINTENANCE）的专业换热器厂家。
艾瑞德（ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司在全球设有多个标准化工厂及库存中心，服务和销售网点遍布全球。
板式换热器实验报告
板式换热器实验报告板式换热器实验报告引言：板式换热器是一种常见的热交换设备，广泛应用于工业生产和能源系统中。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究板式换热器的传热性能和优化设计。
实验目的：1. 研究板式换热器的传热特性，包括传热系数和热阻；2. 分析不同工况下板式换热器的性能变化；3. 探讨板式换热器的优化设计方法。
实验装置与方法：实验装置由板式换热器、加热器、冷却器、流量计、温度传感器等组成。
首先，将热媒液体通过加热器加热至一定温度，然后通过板式换热器流动，最后由冷却器冷却。
在实验过程中，记录流量计的读数和温度传感器的数据，并根据实验数据计算传热系数和热阻。
实验结果与分析：通过实验，我们得到了不同工况下的实验数据，并进行了数据分析。
在分析过程中，我们发现传热系数与流体流速和温度差密切相关。
当流速增大或温度差增大时，传热系数也相应增大。
这是因为流速增大可以增加流体与板式换热器之间的传热面积，而温度差增大可以增加传热的驱动力。
另外，我们还发现在实验中，板式换热器的热阻与流速和板间距有关。
当流速增大或板间距减小时，热阻也相应减小。
这是因为流速增大可以增加流体的对流传热，而板间距减小可以减小传热过程中的热阻。
根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论：1. 板式换热器的传热性能受到流速和温度差的影响，应根据具体工况进行优化设计；2. 流速和板间距是影响板式换热器热阻的重要因素，可以通过调整这些参数来改善换热器的性能；3. 在实际应用中，还应考虑材料的选择、换热面积的设计等因素，以进一步优化板式换热器的性能。
结论：通过本次实验，我们深入了解了板式换热器的传热特性和优化设计方法。
实验结果和分析为我们在实际应用中合理选择和设计板式换热器提供了参考依据。
在未来的工程实践中，我们将更加注重板式换热器的性能优化，以提高能源利用效率和工业生产效益。
参考文献：[1] 李晓明. 板式换热器传热性能实验研究[J]. 热力发电, 2015, 44(3): 78-81.[2] 张宇航, 陈鹏. 板式换热器传热性能优化设计研究[J]. 机械与电子, 2016, 34(5): 87-90.[3] 王红梅, 郑宇. 板式换热器传热性能实验研究及优化[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(2): 56-60.。
板式换热器性能参数及选型手册
板式换热器性能参数及选型手册
覆盖换热器：
换热器性能参数及选型
一、换热器的性能参数
1、膨胀性能
换热器具有良好的膨胀性能，膨胀及收缩系数较大，容易扩大换热器
的换热面积，以有效地提高换热效率。
2、换热系数
换热器具有良好的换热系数，能有效提高热交换的效率，以节省能源。
3、耐腐蚀性
换热器的表面具有良好的耐腐蚀性，可以有效防止腐蚀对换热器造成
的损坏。
4、密封性
换热器具有良好的密封性，能够有效地防止介质漏出，延长换热器的
使用寿命。
5、易维修性
换热器具有良好的易维修性，可以快速维修和清洗，以避免占用大量
的维修时间。
二、换热器的选型
1、传热系数
传热系数是换热器的重要指标，一般选择换热器的时候需要确定传热系数，以有效地提高换热效率。
2、换热器的参数及尺寸
一般选择换热器的时候需要确定换热器的参数和尺寸，以获得最佳运行效果。
3、结构类型
在选择换热器的时候，也需要考虑换热器的结构类型。
一般来说，换热器的结构类型可以分为盘式换热器、链式换热器、槽式换热器等几种。
需根据实际工况情况进行选择。
2024年板式换热器市场发展现状
2024年板式换热器市场发展现状1. 引言板式换热器作为一种常见的热交换设备，广泛应用于石油化工、电力、冶金、造纸等行业中，具有高热效率、紧凑结构和广泛适应性的特点。
本文将重点探讨板式换热器市场的发展现状，并通过对市场竞争、技术创新、产品应用等方面的分析，为该行业的发展提供有益参考。
2. 市场竞争目前，板式换热器市场竞争激烈，主要的竞争对手包括国内外知名的换热器制造商。
竞争主要体现在技术水平、产品质量、价格和服务等方面。
2.1 技术水平板式换热器技术水平是企业竞争的核心竞争力之一，高效节能、可靠性、安全性和适应性是技术创新的主要方向。
各家企业通过研发新材料、改进传热结构、提高制造工艺等手段，不断提升产品的性能和质量。
2.2 产品质量产品质量是企业赢得市场的重要因素之一。
市场竞争中，品牌影响力往往与产品质量密切相关。
通过建立严格的质量管理体系、进行全面的质量检测和控制，企业能够提供稳定可靠的产品，赢得客户的信任和认可。
2.3 价格价格是市场竞争中的关键因素之一。
在价格竞争激烈的市场环境中，企业需根据自身成本和市场需求，制定合理的价格策略。
同时，企业还应提供多样化的产品和服务，以满足不同客户的需求，提高竞争力。
2.4 服务良好的服务能够提升企业的竞争力和品牌形象。
企业应积极响应客户需求，提供及时的技术支持、售后服务和培训服务等，提高客户满意度和忠诚度。
3. 技术创新技术创新是推动板式换热器市场发展的重要因素之一。
随着科技的不断进步和市场需求的变化，企业不断探索新材料、新工艺和新技术，推出更先进、更高效的板式换热器产品。
3.1 新材料应用不锈钢、镍基合金等新材料的应用，提高了板式换热器的耐腐蚀性和耐高温性能，使其适用于更广泛的工况。
同时，聚丙烯、聚苯乙烯等塑料材料的应用，降低了产品的重量，并提供了更高的绝缘性能。
3.2 传热结构改进通过优化传热结构，改变板片间距、调整流体通道、增加传热面积等措施，提高了传热效果，降低了热损失，提高了换热器的效率和节能性能。
板式换热和管壳式换热器相比优缺点
板式换热和管壳式换热器相比优缺点板式换热和管壳式换热器相比优缺点人们通过科学研究和生产实践，对板式换热器的特点有了深刻的了解，并总结出一系列优缺点。
这些优缺点，通常是和管壳式换热器加以比较的，归纳如下。
（一）优点1.传热系数高管壳式换热器的结构，从强度方面看是很好的，但从换热角度看不甚理想，因为流体在壳程中流动时存在着折流板—壳体、折流体—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。
所以板式换热器有较高的传热系数，一般认为是管壳式换热器的3~5倍。
完成同一换热任务，采用管壳式换热器和采用板式换热器的比较；板式换热器的换热面积仅为管壳式换热面积的1/3～1/4。
2.对数平均温差大在管壳式换热器中，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。
如果进一步地分析，壳程为混合流动，管程是多股流动，所以对数平均温差都应采用修正系数。
修正系数通常较小。
流体在板式换热器内的流动，总体上是并流或逆流的流动方式，其温差修正系数一般大于0.8，通常为0.95.3.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换热器的2~5倍，也不象管壳式换热器那样要预留抽出管束的检修场地（除非吊出安装位置进行检修），因此实现同样的换热任务时，板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的1/5～1/10.4.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.5mm,管壳式板式换热器的换热管厚度为2.0～2.5mm；管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重得多。
在完成同样换热任务的情况下，板式换热器所需的换热面积比管壳式换热器的小，这就意味中板式换热器的重量轻，一般来说仅为管壳式换热器的1/5左右。
5.价格低60年代中期，弗兰克对用各种材料制造管壳式换热器和板式换热器的成本进行了比较，得到单位换热面积造价—换热面积（一台的）关系曲线。
从曲线所示可见，若以不锈钢为材料，板式换热器的价格低于管壳式换热器6.末端温差小管壳式换热器在壳程中流动的流体和换热面交错并绕流，还存在旁流。
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板式换热器的应用及换热特性分析
板式换热器作为一种高效、节能、紧凑、易清洗、易更换、易调整负荷变化、而零部件极少、故障率极低的热工产品，近几年来，广泛应用于化工（化肥、农药、硫酸、磷酸、烧碱、反应加热或冷却）、轻工（杀菌消毒）、石油（加热或冷却）、电力（变压器油冷却）、冶金（各种加热设备外表面的冷却和废热回收）、机械（润滑油冷却）、食品（啤酒、饮料、果汁）、温室养殖以及人们日常生活（生活热水、采暖、制冷）当中。
我国在60年代初期开始研制，而我公司是在板式换热器的设计技术比较成熟的90年代初期投资建成并投产，一次投产两台大吨位压力机，其中一台直到目前仍为国内最大吨位板式换热器专用压力机（行业内公认的）；十年来，我们对板式换热器的应用行业进行了大量的摸索、试验和总结，积累了相当的应用和选型经验，发现它的长处和不足。
到目前为止，我们还在不断总结、改进和拓展它的应用领域范围，使得它的优异性能充分发挥。
此文意在简单介绍板式换热器的基本换热原理，消除人们的一些偏见认识（如板片的薄厚影响换热性能等），使得应用者对该设备的工作原理有正确的了解，能够用其长、避其短，发挥它的高效作用，确保安全工作，延长使用寿命，降低使用成本。
使用换热器的目的，是使两种流体在不互相混合的情况下进行热交换，将高温流体的热量（热能）迅速、高效（节能）的传递给低温
流体，达到人们所需要的降温或者加热或者其他热能应用目的。
板式换热器可以使两流体的末端温差缩小达到1℃（而传统的列管换热器大约为5℃），而且两种换热流体的温度可以交叉（列管换热器不可以交叉）。
另外，板式换热器的传热系数高，对数平均温差大，占地面积小，重量轻，污垢系数低，清洗方便，可以多种介质换热，容易改变换热面积等等。
它的不足之处是工作压力和温度较低，要求换热介质干净无固体颗粒性和纤维性杂质。
从传热学的角度分析，板式换热器的两种流体介质之间换热，经过了五个环节的传热过程，①热流体与金属板壁表面的传热过程，②金属板热侧表面污垢的传热，③金属板自身的热传导过程，④金属板冷侧表面污垢的传热，⑤金属板壁冷侧表面与冷流体的传热过程。
第③项金属板自身的热传导性能强弱，用导热系数表示(λ)，它是物质自身的固有性能，如下表：
第①、⑤项除了与两侧流体的自身性能――导热系数(λ)有关以外，主要决定于流动状态（流动速度、与金属接触表面光洁度、对流体的扰动情况等），我们统一用传热系数(α)表示，α的计算比较复杂，一般通过实验室测量确定。
板式换热器的换热过程如图所示：
从该图中可以看出，热流体中心温度t 1,金属板两侧表面温度t 01，
t 02，冷流体中心温度t 2，每一个温度段之间都有传（导）热系数（α
或λ）。
那么对于板式换热器整体来说，我们只关心它总的换热效果
（换热性能），即从t 1 到t 2这个过程的总换热性能（用总换热系数K
来衡量），它是通过下式计算的：
)11(1
2211αλδα++++=s s R R K ；
式中R s1和R s2为板片两侧污垢对传热的影响系数（污垢系数），
一般由试验和经验总结所得，在此我们考虑到板式换热器的介质流动
速度较大，还有板片的波纹扰动，板片容易清洗等因素，我们不予考
虑污垢系数R s1和R s2对传热的影响。
δ为板片厚度，λ为板片的导热系数。
对于目前常规板式换热器的人字形波纹和波纹深度，用于水－水
换热时，α一般为8000－10000W/m 2·℃.
上式中α1和α2均取9000 W/m 2·℃是比较合理的，那么，对于
采用不同厚度的换热板片（材料相同）时，总的换热系数分别计算为：
C m W K ︒⋅=+-⨯+=/4352)9000
1533104.090001(1
4.0 C m W K ︒⋅=+-⨯+=/4247)90001533107.090001(1
7.0
可见，采用0.4mm 和0.7mm 的同样不锈钢材料板片时，换热性能
可以提高：
%47.2%1004247
424743521=⨯-=P 但是，材料成本可以减少的比例为：
%8.42%1007
.04.07.02=⨯-=P 板式换热器的板片，其目的是为了隔绝两种不能混合的换热介质
（尤其是在化工、医药和食品卫生方面，有时两种介质是绝对不能互
相渗漏的），采用一定厚度的板片材料，可以避免压制波纹时的局部
减薄、使用时介质的腐蚀减薄、具有一定承压强度余量，保证使用安
全和使用寿命。
从使用者的角度来看，我们认为，用牺牲换热器使用安全性和使
用寿命的42.8％来获得 2.47％的换热性能提高是不科学和不经济
的，是对客户的不负责任，可能会使换热器的维修率大幅度提高，使
用寿命有很大程度的缩短。
可见，我国的板式换热器执行标准
GB16409-1996中明确规定，板片厚度不得小于0.5mm 是很有道理的，
我们多年的使用经验证明，该专业标准的规定是不能被轻视的。