| 板式換熱器 |
| 發表時間：2018-08-22 |
一、概述
我公司多年來一直從事板式換熱器的制造、研究和開發，有專門研究和開發新型產品的技術部門，有壓制換熱板片的大型萬噸油壓機，工藝完備，經驗豐富，產品質量可靠。同時我公司也生產管式換熱器、螺旋板式換熱器等其他種類的換熱器。具有壓力容器制造許可證，通過了iso9001-2000質量體系認證。
板式換熱器廣泛應用于供熱取暖、洗浴、空調、液壓油和潤滑油冷卻、石油化工、制藥等領域的冷熱液體熱量交換。
板式換熱器的結構分解如圖一，產品外型如圖二，主要由換熱板片、密封膠墊、夾緊板、導桿、夾緊螺栓等部件組成。換熱板片是由不銹鋼板（也可根據用戶要求的材料）壓制成型，它上面開有4個流道孔，中部壓成人字形波紋，四周壓有密封槽。密封槽內粘有密封膠墊。換熱板片通過兩導桿定位對齊，兩夾緊板通過夾緊螺栓將各板片壓緊，從而形成換熱器內腔換熱流道。相鄰換熱板片的人字形波紋方向安裝時相反，接觸點彼此相互支撐。人字形波紋和這些支撐點使流體介質在其內部流動時曲折翻轉，充分形成湍流，貼近換熱片流動的液體板片傳熱，溫度發生的變化較大，不貼近換熱片流動的液體，溫度發生的變化較小，由于液體在換熱流道內是湍流流動，也就是將溫度變化較大的液體和和溫度變化較小的液體攪動混合，這樣就使得整個液體溫度變化較快，換熱效果大為提高，換熱效果大為提高，這就是板式換熱器具有很高換熱效率的主要原因。
另外換熱板片板料的厚度較薄，導熱熱阻較小，板片兩側的流體介質流動分布較為均衡，也使得傳熱較為充分。
板式換熱器與其他種類換熱器相比，換熱效率高，用料少，價格低，重量輕，占用空間小，安裝拆卸方便。但耐熱溫度低，承受壓力較小。
板式換熱器根據介質的溫差和流量，可以裝配成單流程、雙流程、三流程以及多流程的形式，單流程是指介質在換熱器內流過一個流程，雙流程是指介質在換熱器內折返流過兩個過程，依次類推，各種流程的外形圖和其流程示意圖如圖三。單流程時接口可以都在前面的夾緊板上，也可以不都在前面的夾緊板上，當采用多流程時，換熱器的四個接口就不能在同一側的夾緊板上，進出口要位于前后兩個夾緊板上。
多流程組裝是在換熱流道分程處的板片上不開流道孔（即盲孔板片），流體被阻擋，只能從另一端流道孔通過，折流向另一個流程。
一般類似于水粘度較低的介質在換熱流道內的平均流速為0.45m/s較為適合，流速過大，則阻力也大，流速過小，流道內流體流動不易形成湍流，邊角處易形成死區，換熱效果不好。因此應根據介質流量的大小來選擇流程數，使換熱流道內的流速接近0.45m/s. 以獲得最佳的換熱效果。對于類似于液壓油粘度較高的介質，流速應減小，0.35m/s較為合適。可參看后面的參數表中各種型號換熱器不同換熱面積所對應的單流程情況下流道內介質流速為0.4-0.5m/s時所能通過的流量。當流量較小時，可增加流程數來提高流速。例如當所確定的換熱面積在表中所對應的流量比使用的流量大一倍時，采用雙流程組裝形式，換熱流道內的流速就可增加一倍達到合適的流速。兩個流道根據流量的不同可采用不相等的流程數，但最好流程數相等。這樣熱流道的流體和冷流道的流體可始終保持逆向流動，以獲得較好的傳熱效果。流程數增加，阻力也會相應增加。
對于用蒸汽加熱的換熱器，蒸汽一側應裝成單流程的形式以利于蒸汽的充分進入和冷凝水的順利排出，被加熱一側可以裝成單流程或多流程的形式。
對于型號較大的換熱器，最好裝成單流程同側接管的形式，這樣便于拆裝維修，也便于夾緊板的夾緊。
二、板式換熱器的類型
目前我公司生產的板式換熱器主要有BR 型、BRB 型（BRB型可簡稱為BB型）。
BR型的特點是，換熱板片和密封膠墊都是相同的，板片上四個流道孔的大小相同，同種介質在一側的兩個流道孔進出，不能形成對角流動的形式，裝配時相鄰換熱板片調轉180°，使人字型方向相反。板片波紋截面形狀為三角形，裝配后兩流道的橫截流通面積相等。如圖4。
BRB 型的特點是，采用兩種不同的換熱板片和膠墊（俗稱 A 板 A 墊和 B 板 B 墊）。板片對角方位上是兩個大流道孔，另外對角方位是兩個小流道孔，同種介質在對角流道孔進出，不能在同側流道孔進出，如圖5。板片波紋截面形狀為圓弧形，兩種板片的圓弧形狀方向相反，裝配時兩種板片交替疊放，裝配后，由于兩種板片波紋截面弧狀彼此相反，對應大流道孔的板片波紋是圓弧里面相對，內腔形成較大的流道截面；而對應小流道孔的板片波紋是圓弧的背面，內腔形成小的流道截面，兩截面面積的比例大致為2：1，這就是 BRB 型不等流道截面的由來。
當兩種介質的流量不同且大致為2：1時，可選擇該類型的換熱器。它適用于小區集中供熱，因為一次網的熱水流量較小而溫差較大，二次網用戶取暖供水的流量較大而溫差較小。
BR型系列板式換熱器的型號，新型有BR0.12、BR0.28、BR0.4、BR0.6BR1.1。
BR型系列板式換熱器老型有BR0.1、BR0.2、BR0.35、BR0.5、BR0.8、BR1.0、BR1.6，其中BR0.1、BR0.2、BR0.35、BR0.5為不推薦板型，但維修更換老產品時依然可以訂貨。
BRB型系列板式換熱器的型號有BRB0.35、BRB0.5、BRB0.8、BRB1.2。
BR0.1是指單片換熱板片的有效換熱面積為0。1平方米，其它型號的意義相同。選擇某種型號采用不同數量的換熱板片就可組裝成所需換熱面積的換熱器。
板式換熱器在裝配形式上又可分為不懸掛式（圖1）和懸掛式（圖2），不懸掛式換熱器不帶支柱，地腳板直接焊在二個夾緊板的下端，它適于重量較小的小型號的換熱器，以便在拆裝時能搬動。懸掛式換熱器帶有支柱，它拆裝時可在有所原位不動，活動夾緊板和換熱板片懸掛在上導桿上，可以移動，換熱板片可以拆下和裝上，較大型號的換熱器一般采用懸掛式的，以便于拆裝維修。
三、板式換熱器的選型計算
四、板式換熱器的加工工藝和技術指標
板式換熱器的換熱板片，材料為不銹鋼板，板料厚度為0.6-0.7mm。它的成形式磨具在油壓機上壓制而成。技術指標符合GB16409-1996《板式換熱器》的要求。
不銹鋼板的材質一般為SUS304（0Cr18Ni9）好，特定可為SUS316L（00Cr17Ni14Mo2）,SUS316L耐腐蝕性能比SUS304好，但價格也高。這類不銹鋼材料一般不耐用含氯離子較高的流體介質，要求氯離子含量不大于25PPM（25mg/kg）,超量時會對板片造成穿孔腐蝕。
板式換熱器密封膠墊的材料一般為丁腈橡膠和乙丙橡膠，它是用模具在橡膠硫化機上加工而成的，技術指標符合GB1640-1996《板式換熱器》的要求。
丁腈膠墊耐熱溫度的上限為110℃，耐油和水；乙丙膠墊耐熱溫度的上限為150℃，耐蒸汽和水。
換熱器的其他金屬材料的材質一般為碳素鋼。夾緊板是用較厚的碳素鋼板載專用的氧氣乙炔切割機上切割成形的，加緊螺桿和導桿是用碳素結構鋼加工制造的， 具有很高的拉伸強度，外表面經過鍍鋅加工。
板式換熱器的設計壓力一般為1.0～2.5MPa。
板式換熱器裝備后，每臺都要經過水壓試驗來檢驗是否泄漏，水壓試驗的壓力為設計壓力的1.25倍。水壓試驗合格后再進行表面處理、噴漆。
五、板式換熱器型號的表示方法
我公司生產的板式換熱器按照 GB16409-1996 《板式換熱器》進行設計、制造和檢驗，代號也按其標準規定來表示。
板式換熱器的溫度指標以密封膠墊所耐溫度為準，丁腈橡膠（N）的上限工作溫度為 110 ℃ ，乙丙橡膠（E）的上限工作溫度為 150 ℃ 。
BR0.1 型板式換熱器沒有懸掛形式的裝配結構。
示例1 ： BR0.2-1.0-18-N-VII
表示板型為 BR0.2 的板式換熱器，設計壓力為 1.0MPa ，換熱面積為 18㎡ ，密封膠墊的材質為丁腈橡膠，裝配形式為不懸掛式的。
示例2 ：BR0.5-1.0-70-E-I
表示板型為 BR0.5 的板式換熱器，設計壓力為 1.0MPa ，換熱面積為 70㎡ ，密封膠墊的材質為丁丙橡膠，裝配形式為懸掛式的。
示例3 ：BRB0.8-1.0-120-E-I
表示板型為 BR0.8 的板式換熱器，設計壓力為 1.0MPa ，換熱面積為 120㎡ ，密封膠墊的材質為丁丙橡膠，裝配形式為懸掛式的。
板式換熱器的流程數在其型號上不能表達出來，需要在訂貨時專門提出。
六、板式換熱器各型號的外形尺寸和參數
由于不同時期的產品參數可能有變化，因此下面參數表中的數據僅供參考。圖中接口法蘭大小為常規規格，如果流量較小時可以減少，但一般不能加大。表中都是以單流程組裝形式為例，也可裝成多流程形式。換熱面積也可以不按表中格擋數值而任意選取，當換熱面積位于表中二檔之間時，懸掛式的E、S尺寸要按下一檔的大檔之值確定，L尺寸要按表下面的算式算出。
BR0.12型板式換熱器：
BR0.28型板式換熱器：
BR0.4型板式換熱器
BR0.6型板式換熱器
BR0.8型板式換熱器
BR1.0型板式換熱器
BR1.1型板式換熱器
BR1.6型板式換熱器
BR0.35型板式換熱器
BR0.5型板式換熱器
BR0.8型板式換熱器
BR1.2型板式換熱器
BR0.1型板式換熱器（老式板型，不推薦使用）
BR0.2型板式換熱器（老式板型，不推薦使用）
BR0.35型板式換熱器（老式板型，不推薦使用）
BR0.5型板式換熱器（老式板型，不推薦使用）
七、板式換熱器的安裝、使用與維護
板式換熱器應安裝在堅硬的水泥基礎地面上，地面應設有地漏下水道。換熱器周圍應留有足夠的空間，以便觀察和檢修。連接管路應支撐牢固，較長管路在轉彎處應留有空隙，以便冷熱伸縮。
使用前應檢查換熱器的各個夾緊螺母是否有松動現象，如有將其擰緊。
在安裝管路的最高點應設有排氣閥，充水時將管路內的空氣排出。在管路的最低點應設有排氣閥，可用來排放給水。在換熱器的進出管路上應加裝溫度計和壓力表，以便在運行時觀察其工況。
當介質是水--水換熱時，熱水一側，熱水一般從換熱器的上端接口進入，從下端接口排出；冷水一側，冷水要從換熱器的下端接口進入，從上端接口排出。這樣做是為了在換熱器內部冷熱相鄰換熱流道介質的流向相反，即“逆流”換熱，這樣可使換熱器的冷熱換熱流道在傳熱過程中始終保持較為均衡溫差，以利于換熱。
當介質是蒸汽--水換熱時，蒸汽要從換熱器的上端接口進入，下端接口排出冷凝水，換熱器的熱側要單流程組裝，在冷凝水出口商不要加裝疏水器，以便讓冷凝水自由排出。（很多用戶在冷凝水出口加裝疏水器后冷凝水不能順利排出而造成被加熱水溫度過低的現象）。當排出冷凝水中冒出較多的蒸汽時，可調節換熱器的蒸汽進口剖的閥門，減少蒸汽量的供給。排除冷凝水屬于純凈水，應返回鍋爐利用。冷水一側要從下端進入上端排出。
在換熱器的冷側管路系統上裝配水泵，使被加水能循環換熱供水。水泵的安裝未知應在換熱器的進口一側。
對于新安裝的管路，管路內可能有較多雜物，應在用戶回水與水泵進口之間的管路上安裝除污器，回水先經除污器，再經水泵流進換熱器，以免雜物進入換熱器將其堵塞。在除污器兩端應裝配閥門。
在正式運行前，先將冷側管路系統內充滿冷水，然后打開水泵使水循環，過一段時間后停止循環，關閉除污器兩端的閥門，打開除污器進行排污，然后在循環，這樣反復多次排污，當管路內的雜物以排進時，把污水排放盡，重新加滿清潔水。如果熱側的循環管路較長，內部雜物較多，也應像上述冷側一樣進行冷水循環排污，管路內干凈后準備正式運行。
在正式換熱運行時，應先打開冷水一側的各閥門。打開水泵使其循環，然后在緩慢打開熱水或蒸汽一側的閥門，進入換熱運行狀態。在停止運行時，應先關閉熱水或蒸汽一側的閥門，停止熱介質進入換熱器，然后再關閉冷水一側的循環水泵。在沒有冷水循環的情況下不關閉熱介質管路，將損壞換熱器。在運行期間如果突然停電造成水泵停轉時，也應馬上關閉熱介質進入閥門。
在初始加熱運行時，冷水一側可能隨著水溫的升高，水的體積膨脹而引起水壓升高，當超過暖氣片所能承受的壓力時，可能造成暖氣片破裂，因此，當壓力過高時，要將冷側管路系統內的水排放一些，使其壓力下降。
對油冷卻或油加熱，安裝前，應將換熱器內可能殘留的給水吹干，運行壓力應使油一側高于水一側。以免泄漏時水進入油內。
當水質的氯離子含量過高時（大于25ppm），會對不銹鋼換熱板片造成腐蝕；當水質的鈣、鎂離子含量過高時，會在換熱板片上結垢。在此情況下，最好對水進行化學凈化處理。
換熱板片結垢后，換熱效率會大大降低。可將換熱器拆開進行清晰，拆卸方法是，對于懸掛式的板式換熱器，在安裝位置不動，先將加緊螺栓卸下，然后將下導桿兩端的螺母松開，用活扳手將下導桿扭轉 90 度，再將下導桿向下移動，使其離開原來的定位位置。將活動夾緊扳向支柱一側移動，然后將換熱器板片移動到上導桿的缺口處可以卸下換熱板片。
對于不懸掛式板式換熱器的拆卸方法是，將換熱器接管些開，整體搬倒，法蘭接口一側朝下，先將兩個導桿上端的螺母卸下，再拆去夾緊螺栓，卸下上側的夾緊板，在一次卸下換熱板片。
換熱板片上的污垢一般用清水刷洗，油污用堿性溶液清洗，硬污層用有效的酸性溶液清洗，除去上面附著的污垢，不要用堅硬物擊打，以免造成波紋變形引起組裝后泄露。用酸堿溶液清洗后要及時用清水沖洗干凈，以免造成對板片的腐蝕。
板片清洗干凈后擦凈晾干，密封膠墊也洗凈擦凈晾干，將密封膠墊用 801 膠粘到板片的密封槽上，待膠干后在組裝。如果密封膠墊以老化變形，應與生產廠家聯系，更換新的密封膠墊。所用的一塊橡膠板可到當地的水暖商店購買，厚度為 3-4 毫米，丁腈材質。組裝可見前面的結垢分解圖。安裝順序與上述拆卸順序相反。先將剪裁好的橡膠板粘在固定夾緊板上，在沿導桿裝入換熱板片，換熱板片密封槽的背面朝向橡膠板，相鄰換熱板片的人字形波紋方向要相反。
對于不懸掛式換熱器的安裝，安裝前應準備兩段加長對接導桿，導桿的直徑與原導桿直徑相同，一端帶有內孔，另一端錐形導角。安裝時加長導桿的內螺紋擰在原導桿的外螺紋上，形成連續柱面的長導桿，然后安裝換熱板片。整體安裝夾緊后，再將加長導桿卸下，見圖1，加緊螺桿也要先用四根臨時加長的螺桿，夾緊后再換上原來的短螺桿。
夾緊時，要用專用扳手擰緊夾緊螺母（專用扳手生產廠家不配備，用戶可自行購買），對于夾緊尺寸，在拆卸前應記錄下原來的尺寸，夾緊時按其原來的尺寸確定，也應參考前面參數表中的夾緊尺寸（不同時期的產品，其尺寸可能不同，可向生產廠家詢問）。夾緊過程中，應均衡地擰緊各個螺母，不斷測量兩夾緊板之間的距離，使兩夾緊板始終處于平行狀態。
如果板式換熱器在使用過程中發生輕微的滴漏現象，可將夾緊螺母少許擰緊一些，使夾緊尺寸減小，可能會消除泄漏。
冬季停止運行時，應將換熱器和管路內水放凈，以免凍裂管路和換熱器。