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北京板式換熱器廠家是如何提高換熱器效率的
更新時(shí)間:2017-04-25   點(diǎn)擊次數(shù):882次
   北京板式換熱器廠家是如何提高換熱器效率的
  一、板式換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)方向
  板式換熱器技術(shù)日益幼稚,近年來(lái)。其傳熱效率高,體積小,重量輕,污垢系數(shù)低,裝配方便,板片品種多,適用范圍廣,供熱行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。板式換熱器按組裝方式分為可拆式、焊接式、釬焊式、板殼式等。由于可拆式板式換熱器便于裝配清洗,增減換熱器面積靈活,供熱工程中使用較多??刹鹗桨迨綋Q熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制,適用于水一水傳熱。本文對(duì)提高可拆式板式換熱器效能的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。
  應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬后確定。提高換熱器的傳熱效率和降低換熱器的阻力應(yīng)同時(shí)考慮,提高板式換熱器的效能是一個(gè)綜合經(jīng)濟(jì)效益問題。而且應(yīng)合理選用板片材質(zhì)和橡膠密封墊材質(zhì)及安裝方法,保證設(shè)備平安運(yùn)行,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
  二、板式換熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
  2.1提高傳熱效率
  冷熱流體通過(guò)換熱器板片傳熱,板式換熱器是問壁傳熱式換熱器。流體與板片直接接觸,傳熱方式為熱傳導(dǎo)和對(duì)流傳熱。提高板式換熱器傳熱效率的關(guān)鍵是提高傳熱系數(shù)和對(duì)數(shù)平均溫差。
  減小污垢層熱阻:① 提高換熱器傳熱系數(shù)只有同時(shí)提高板片冷熱兩側(cè)的外表傳熱系數(shù)。選用熱導(dǎo)率高的板片,減小板片的厚度,才有效提高換熱器的傳熱系數(shù)。
  a.提高板片的外表傳熱系數(shù)
  外表傳熱系數(shù)與板片波紋的幾何結(jié)構(gòu)以及介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。經(jīng)過(guò)多年的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于板式換熱器的波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流 雷諾數(shù)一 150時(shí) 因此能獲得較高的外表傳熱系數(shù)。波紋斷面形狀為三角形 正弦形外表傳熱系數(shù)大,壓力降較小,受壓時(shí)應(yīng)力分布均勻,但加工困難,人字形板片具有較高的外表傳熱系數(shù),且波紋的夾角越大,板間流道內(nèi)介質(zhì)流速越高,外表傳熱系數(shù)越大。
  b.減小污垢層熱阻
  傳熱系數(shù)降低約 10%因此,減小換熱器的污垢層熱阻的關(guān)鍵是防止板片結(jié)垢。板片結(jié)垢厚度為 1mm時(shí)。必需注意監(jiān)測(cè)換熱器冷熱兩側(cè)的水質(zhì),防止板片結(jié)垢,并防止水中雜物附著在板片上。有些供熱單位為防止盜水及鋼件腐蝕,供熱介質(zhì)中添加藥劑,因此必需注意水質(zhì)和黏 劑引起雜物沾污換熱器板片。如果水中有黏性雜物,應(yīng)采用過(guò)濾器進(jìn)行處理。選用藥劑時(shí),宜選擇無(wú)黏性的藥劑。
  c.選用熱導(dǎo)率高的板片
  熱導(dǎo)率約 14. 4W/mK強(qiáng)度高,板片材質(zhì)可選擇奧氏體不銹鋼、鈦合金、銅合金等。不銹鋼的導(dǎo)熱性能好。沖壓性能好,不易被氧化,價(jià)格比鈦合金和銅合金低,供熱工程中使用多,但其耐氯離子腐蝕的能力差。
  d.減小板片厚度
  與換熱器的承壓能力有關(guān)。板片加厚,板片的設(shè)計(jì)厚度與其耐腐蝕性能無(wú)關(guān)。能提高換熱器的承壓能力。采用人字形板片組合時(shí),相鄰板片互相倒置,波紋相互接觸,形成了密度大、分布均勻的支點(diǎn),板片角孑 L及邊緣密封結(jié)構(gòu)已逐步完善,使換熱器具有很好的承壓能力。國(guó)產(chǎn)可拆式板式換熱器大承壓能力已達(dá)到2.5MPa板片厚度對(duì)傳熱系數(shù)影響很大,厚度減小 0.1mm對(duì)稱型板式換熱器的總傳熱系數(shù)約增加 600W/mK非對(duì)稱型約增加 500W/mK¨ 滿足換熱器承壓能力的前提下,應(yīng)盡量選用較小的板片厚度。
  ② 提高對(duì)數(shù)平均溫差
  逆流時(shí)對(duì)數(shù)平均溫差大,板式換熱器流型有逆流、順流和混合流型 既有逆流又有順流 相同工況下。順流時(shí)小,混合流型介于二者之問。提高換熱器對(duì)數(shù)平均溫差的方法為盡可能采用逆流或接近逆流的混合流型,盡可能提高熱側(cè)流體的溫度,降低冷側(cè)流體的溫度。
 ?、?進(jìn)出口管位置的確定
  為檢修方便,對(duì)于單流程布置的板式換熱器。流體進(jìn)出口管應(yīng)盡可能安排在換熱器固定端板一側(cè)。介質(zhì)的溫差越大,流體的自然對(duì)流越強(qiáng),形成的滯留帶的影響越明顯,因此介質(zhì)進(jìn)出口位置應(yīng)按熱流體上進(jìn)下出,冷流體下進(jìn)上出布置,以減小滯留帶的影響,提高傳熱效率。
  2. 2降低換熱器阻力的方法
  可提高傳熱系數(shù),提高板問流道內(nèi)介質(zhì)的平均流速。減小換熱器面積。但提高流速,將加大換熱器的阻力,提高循環(huán)泵的耗電量和設(shè)備造價(jià)。循環(huán)泵的功耗與介質(zhì)流速的3次方成正比,通過(guò)提高流速獲得稍高的傳熱系數(shù)不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比擬大時(shí),可采用以下方法降低換熱器的阻力,并保證有較高的傳熱系數(shù)。
 ?、?采用熱混合板
  板片按人字形波紋的夾角分為硬板 H和軟板 L夾角 一般為 120左右 大于 90為硬板,熱混合板的板片兩面波紋幾何結(jié)構(gòu)相同。夾角 一般為 70左右 小于 90為軟板。熱混合板硬板的外表傳熱系數(shù)高,流體阻力大,軟板則相反。硬板和軟板進(jìn)行組合,可組成高 HH中 HL低 LL3種特性的流道,滿足不同工況的需求。
  采用熱混合板比采用對(duì)稱型單流程的換熱器可減少板片面積。熱混合板冷熱兩側(cè)的角孔直徑通常相等,冷熱介質(zhì)流量比擬大時(shí)。冷熱介質(zhì)流量比過(guò)大時(shí),冷介質(zhì)一側(cè)的角孑 L壓力損失很大。另外,熱混合板設(shè)計(jì)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)匹配,往往導(dǎo)致節(jié)省板片面積有限。因此,冷熱介質(zhì)流量比過(guò)大時(shí)不宜采用熱混合板。
  ② 采用非對(duì)稱型板式換熱器
  形成冷熱流道流通截面積相等的板式換熱器。非對(duì)稱型 不等截面積型 板式換熱器根據(jù)冷熱流體的傳熱特性和壓力降要求,對(duì)稱型板式換熱器由板片兩面波紋幾何結(jié)構(gòu)相同的板片組成。改變板片兩面波形幾何結(jié)構(gòu),形成冷熱流道流通截面積不等的板式換熱器,寬流道一側(cè)的角孑 L直徑較大。非對(duì)稱型板式換熱器的傳熱系數(shù)下降微小,且壓力降大幅減小。冷熱介質(zhì)流量比擬大時(shí),采用非對(duì)稱型單流程比采用對(duì)稱型單流程的換熱器可減少板片面積 15%一 3O%
  ③ 采用多流程組合
  可以采用多流程組合安排,當(dāng)冷熱介質(zhì)流量較大時(shí)。小流量一側(cè)采用較多的流程,以提高流速,獲得較高的傳熱系數(shù)。大流量一側(cè)采用較少的流程,以降低換熱器阻力。多流程組合呈現(xiàn)混合流型,平均傳熱溫差稍低。采用多流程組合的板式換熱器的固定端板和活動(dòng)端板均有接管,檢修時(shí)工作量大。
  ④ 設(shè)換熱器旁通管
  可在大流量一側(cè)換熱器進(jìn)出口之問設(shè)旁通管,當(dāng)冷熱介質(zhì)流量比擬大時(shí)。減少進(jìn)入換熱器流量,降低阻力。為便于調(diào)節(jié),旁通管上應(yīng)裝置調(diào)節(jié)閥。該方式應(yīng)采用逆流安排,使冷介質(zhì)出換熱器的溫度較高,保證換熱器入口合流后的冷介質(zhì)溫度能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。設(shè)換熱器旁通管可保證換熱器有較高的傳熱系數(shù),降低換熱器阻力,但調(diào)節(jié)略繁。
 ?、?板式換熱器形式的選擇
  阻力以不大于 100kPa為宜。根據(jù)不同冷熱介質(zhì)流量比,換熱器板間流道內(nèi)介質(zhì)平均流速以 0. 30. 6ms為宜??蓞⒄毡?1選用不同形式的板式換熱器,表中非對(duì)稱型板式換熱器流道截面積比為 2采用對(duì)稱型或非對(duì)稱型、單流程或多流程板式換熱器,均可設(shè)置換熱器旁通管,但應(yīng)經(jīng)詳細(xì)的熱力計(jì)算。
  2. 3橡膠密封墊材質(zhì)及安裝方式
 ?、?材質(zhì)的選擇
  冷熱介質(zhì)對(duì)橡膠密封墊均無(wú)腐蝕性。選用橡膠密封墊材質(zhì)的關(guān)鍵是耐溫和密封性能,水一水換熱器中。橡膠密封墊材質(zhì)可按文獻(xiàn)選用。
 ?、?裝置方式的選擇
  將橡膠密封墊用膠水粘接在板片密封槽內(nèi)。卡扣式是換熱器組裝時(shí),橡膠密封墊常用裝置方式為粘接式、卡扣式。粘接式是換熱器組裝時(shí)。利用橡膠密封墊和板片邊緣的卡扣結(jié)構(gòu),將橡膠密封墊固定在板片密封槽內(nèi)。由于卡扣式裝置工作量很小,換熱器裝配時(shí)橡膠密封墊損壞率低,而且不存在膠水中可能含有的氯離子造成對(duì)板片的腐蝕,因此使用較多。
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