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換熱器選型計(jì)算
板型選擇
板片型式或波紋式應(yīng)根據(jù)換熱場(chǎng)合的實(shí)際需要而定。對(duì)流量大允許壓降小的情況,應(yīng)選用阻力小的板型,反之選用阻力大的板型。根據(jù)流體壓力和溫度的情況,確定選擇可拆卸式,還是釬焊式。確定板型時(shí)不宜選擇單板面積太小的板片,以免板片數(shù)量過(guò)多,板間流速偏小,傳熱系數(shù)過(guò)低,對(duì)較大的換熱器更應(yīng)注意這個(gè)問(wèn)題。
流程和流道的選擇
流程指板式換熱器內(nèi)一種介質(zhì)同一流動(dòng)方向的一組并聯(lián)流道,而流道指板式換熱器內(nèi),相鄰兩板片組成的介質(zhì)流動(dòng)通道。一般情況下,將若干個(gè)流道按并聯(lián)或串聯(lián)的方式連接起來(lái),以形成冷、熱介質(zhì)通道的不同組合。
流程組合形式應(yīng)根據(jù)換熱和流體阻力計(jì)算,在滿足工藝條件要求下確定。盡量使冷、熱水流道內(nèi)的對(duì)流換熱系數(shù)相等或接近,從而得到最佳的傳熱效果。因?yàn)樵趥鳠岜砻鎯蓚?cè)對(duì)流換熱系數(shù)相等或接近時(shí)傳熱系數(shù)獲得較大值。雖然板式換熱器各板間流速不等,但在換熱和流體阻力計(jì)算時(shí),仍以平均流速進(jìn)行計(jì)算。由于“U”形單流程的接管都固定在壓緊板上,拆裝方便。
壓降校核
在板式換熱器的設(shè)計(jì)選型時(shí),一般對(duì)壓降有一定的要求,所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校核。如果校核壓降超過(guò)允許壓降,需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)選型計(jì)算,直到滿足工藝要求為止。
計(jì)算方法
關(guān)于傳熱系數(shù)和壓降的計(jì)算,由各個(gè)廠家產(chǎn)品的性能曲線計(jì)算得到。性能曲線(準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式)一般來(lái)自于產(chǎn)品的性能測(cè)試。對(duì)于缺少性能測(cè)試的板型,也可通過(guò)參考尺寸法,根據(jù)板型的特性幾何尺寸獲得板型的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式,國(guó)際上的一些通用軟件均采用這種方法。
選型軟件
關(guān)于板式換熱器的選型軟件,一般各自廠家根據(jù)自己的板型都有自己的選型軟件。國(guó)際上通用的軟件有HTRI,HTFS等。通用的計(jì)算軟件公開(kāi)的很少,國(guó)內(nèi)一些網(wǎng)站如換熱支持網(wǎng)站提供了提供了板式換熱器的在線計(jì)算軟件,可供參考使用。
設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1、高效節(jié)能:其換熱系數(shù)在3000~4500kcal/m2?°C?h,比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。
2、結(jié)構(gòu)緊湊:板式換熱器板片緊密排列,與其他換熱器類型相比,板式換熱器的占地面積和占用空間較少,面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。
3、容易清洗拆裝方便:板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊,因此拆裝方便,隨時(shí)可以打開(kāi)清洗,同時(shí)由于板面光潔,湍流程度高,不易結(jié)垢。
4、使用壽命長(zhǎng):板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制,可耐各種腐蝕介質(zhì),膠墊可隨意更換,并可方便在、拆裝檢修。
5、適應(yīng)性強(qiáng):板式換熱器板片為獨(dú)立元件,可按要求隨意增減流程,形式多樣;可適用于各種不同的、工藝的要求。
6、不串液,板式換熱器密封槽設(shè)置泄液液道,各種介質(zhì)不會(huì)串通,即使出現(xiàn)泄露,介質(zhì)總是向外排出。
應(yīng)用領(lǐng)域
板式換熱器已廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、石油、化工、電力、醫(yī)藥、食品、化纖、造紙、輕紡、船舶、供熱等部門(mén),可用于加熱、冷卻、蒸發(fā)、冷凝、殺菌消毒、余熱回收等各種情況。
太陽(yáng)能利用:參與太陽(yáng)能集熱板中傳熱介質(zhì)乙二醇等防凍液熱量交換過(guò)程,以達(dá)到利用太陽(yáng)能目的。
化學(xué)工業(yè):制造氧化鈦、酒精發(fā)酵、合成氨、樹(shù)脂合成、制造橡膠、冷卻磷酸、冷卻甲醛水、堿炭工業(yè)、電解制堿。
鋼鐵工業(yè):冷卻淬火油,冷卻電鍍用液、冷卻減速器潤(rùn)滑油、冷卻軋制機(jī)、拉絲機(jī)冷卻液。
冶金行業(yè):鋁酸鹽母液的加熱和冷卻,冷卻鋁酸鈉,煉鋁軋機(jī)潤(rùn)滑油冷卻。
機(jī)械制造業(yè):各種淬火液冷卻,冷卻壓力機(jī)、工業(yè)母機(jī)潤(rùn)滑油,加熱發(fā)動(dòng)機(jī)用油。
食品工業(yè)
制鹽,乳品,醬油,醋的殺菌、冷卻,動(dòng)植物油加熱、冷卻,啤酒生產(chǎn)中啤酒、麥芽汁的加熱冷卻,制糖,明膠濃縮,殺菌、冷卻,制造谷氨酸鈉。
紡織工業(yè):各種廢液熱回收,沸騰磷化纖維的冷卻,冷卻粘膠液,醋酸和酸醋酐的冷卻,冷卻堿水溶液,粘膠絲的加熱和冷卻。
造紙工業(yè):冷卻黑水,漂白用鹽、堿液的加熱、冷卻,玻璃紙廢液的熱回收,加熱蒸煮酸,冷卻氫氧化鈉水溶液,回收漂白張紙的廢液,排氣的凝縮,預(yù)熱濃縮紙漿似的廢液。
集中供暖
熱電廠廢熱區(qū)域供暖,加熱生活用水,鍋爐區(qū)域供暖。
油脂工業(yè):加熱、冷卻合成洗滌劑,加熱鯨油,冷卻植物油,冷卻氫氧化鈉,冷卻甘油、乳化油。
電力工業(yè):發(fā)電機(jī)軸泵冷卻,變壓器油冷卻。
船、舶:柴油機(jī),中央冷卻器,卸套水冷卻器,活塞冷卻器,潤(rùn)滑油冷卻器,預(yù)熱器,海水淡化系統(tǒng)(包括多級(jí)及單級(jí))。
海水養(yǎng)殖育苗:
配套鍋爐給育苗海水升溫已節(jié)約煤炭的使用,從而節(jié)能環(huán)保提高效率。
其他:醫(yī)藥、石油、建陶、玻璃、水泥、地?zé)崂玫?。[3]
常見(jiàn)故障
外漏
主要表現(xiàn)為滲漏(量不大,水滴不連續(xù))和泄漏(量較大,水滴連續(xù))。外漏出現(xiàn)的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片與壓緊板內(nèi)側(cè)。
串液
主要特征為壓力較高一側(cè)的介質(zhì)串入壓力較低一側(cè)的介質(zhì)中,系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)壓力和溫度的異常。如果介質(zhì)具有腐蝕性,還可能導(dǎo)致板式換熱器密封墊片的腐蝕。串液通常發(fā)生在導(dǎo)流區(qū)域或者二道密封區(qū)域處。
壓降大
介質(zhì)進(jìn)、出口壓降超過(guò)設(shè)計(jì)要求,甚至高出設(shè)計(jì)值許多倍,嚴(yán)重影響系統(tǒng)對(duì)流量和溫度的要求。在供暖系統(tǒng)中,若熱側(cè)壓降過(guò)大,則一次側(cè)流量將嚴(yán)重不足,即熱源不夠,導(dǎo)致二次側(cè)出溫度不能滿足要求。
供熱溫度不能滿足要求
主要特征是出口溫度偏低,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。