常见的板式换热器流程大多是单流程,而为了增大换热面积,也会使用双流程、三流程等多流程组合形式。
四个接口在同一侧,是板式换热器标准常用的方式,通常在水水换热和汽水换热中用的较多。四个接口在夹紧板的一个平面上,按照规定的定位尺寸分布在四个角上,单流程多是这种接口形式。
双流程通常用于油类介质或者粘度比较大的介质的换热,由于密度大,浓度高,传热系数低,使用两流程可以增大换热系数完成热交换,四个接口的位置通常在两侧。单流程指介质在板式换热器内部流过一次,双流程是介质在换热器内部流动两次,当多流程的时候,接口一般不在同一侧。
如果四个接口分别在两侧,一般是多流程的配置(特殊情况除外),介质在板式换热器内部走两次甚至多次,以达到想要的换热效果。不同的接口配置和接管方式适用于不同的工况和介质,所以要选择正确的接口配置和接管方式,需要对工况和介质有充分的了解和认识。
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1. 不锈钢系列。304不锈钢特点:导热性能好,强度高,冲压性能优,适用于中性或弱腐蚀性介质(如水、油类)。适用场景:暖通空调、生活热水系统、普通工业循环水等。316L不锈钢特点:含钼元素,极大提升耐氯离子腐蚀能力。适用场景:含氯介质(如河水、井水)、高温导热油、轻酸碱性环境。
2. 钛及钛合金工业。纯钛特点:极耐海水、盐水、氯化物及多种酸(如稀硫酸、盐酸),但成本较高。适用场景:海水、化工强腐蚀介质。钛钯合金特点:适用于更严苛的腐蚀环境。适用场景:高浓度酸性或高温腐蚀性流体。
3. 镍基合金哈氏合金。特点:耐强酸、高温腐蚀,但价格昂贵。适用场景:化工、制药行业中的强酸环境或极端腐蚀条件。镍200/201特点:耐高温碱性介质。适用场景:碱性溶液热交换。
4. SMO254。特点:高钼含量,耐点蚀和晶间腐蚀性能优于316L,适用于高盐环境。适用场景:海水、高盐废水。
选材要点介质腐蚀性:氯离子含量高的环境优先选钛或哈氏合金;酸性介质需用哈氏合金;碱性介质可选镍基合金。
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板式换热器选型的时候为什么要提供压降参考值?
板式换热器的压降参数的大小至关重要,倘若介质压力降过大,则后续工序介质压力不足,需要购置高压泵进行加压,倘若压力降过小,则说明换热器换热面积过多,不经济。
板式换热器的压力降是由换热器本身的性能所决定的,对于换热器来说,主要是由哪些参数决定了压力降呢?首先是换热器的片数,片数决定了流道数,介质的体积流量是一定的,当介质通入换热器时,当流道数越多,介质在流道中的流速就越慢,压力损失就越小。
当换热器角孔越小时,流过接口的流速就越高,从而导致压力降会升高。
板式换热器的波纹角度也是影响压降的一个重要因素,当波纹角度越接近垂直,流体下降时的损失越小,所以小角度波纹相对于大角度波纹的压力损失要下。
所以板式换热器的压力损失主要是由板式换热器的流道数、接口大小还有波纹角度所决定的,流道数的多少由板片数量所决定。所以在选型时,需要将换热能力与压力损失综合考虑,这样才能设计出合理经济的换热器。
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板式换热器在MVR蒸发结晶应用中具有以下应用特点:
一、在含盐废水进入蒸发结晶器前,可将原料液预热至接近沸点,降低后续蒸发阶段的蒸汽消耗量。蒸汽再压缩系统,将二次蒸汽压缩后作为热源回用,通过板式换热器高效传递潜热,实现能源循环利用。
二、耐腐蚀与高传效设计材料适配性针对高盐、强腐蚀性介质,采用钛合金或特殊涂层板片,有效抵御氯离子腐蚀。传热效率优势波纹板片设计使流体湍流增强,传热系数可达6000W/(㎡·K),较大降低蒸发系统占地面积。紧凑型结构支持多台并联,灵活匹配不同处理规模(如1–1000㎡换热面积)。
三、典型应用场景高盐废水结晶:用于煤化工、制药行业废水零排放工艺,通过多效蒸发浓缩实现盐分结晶分离。热敏物料处理:在低温蒸发环节(<40℃)保护物料活性,如食品行业热敏成分浓缩。余热回收系统:回收蒸汽冷凝水热量,降低MVR系统整体能耗30%以上。
四、运行优化要点防结垢设计:可拆式结构便于化学清洗,维持长期传热效率。该技术通过高效热回收与耐腐蚀特性,成为MVR结晶工艺降低能耗的主要手段。
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(1)传热系数。由于不同的波纹板相互倒置,构成复杂流道,使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动,能在较低的雷诺效(一般Re=50~200)下产生紊流,所以板式换热器传热系数高,一般认为是壳管式的3~5倍。
(2)对数平均温差大,末端温差小。在壳管式换热器中,两种流体分别在壳程和管程内流动,总体上是错流流动,对数平均温差修正系数小而板式换热器多是并流或逆流流动方式,其修正系数通常在0.95左右。此外,冷、热液体在板式换热器内的流动平行于换热面.无旁流,因此使得板式换热器的末端温差小,对水一水换热可低于1℃,而壳管式换热器一般为5℃。
(3)占地面积。板式换热器结构紧凑,单位体积内的换热面积为壳管式的2—5倍,也不象壳管式那样要预留抽出管柬的检修场地,因此实现同样的换热量,扳式换热器占地面积约为壳管式换热器的1/5—1/10。
(4)改变换热面积或流程组合。只要增加或减少几张板片,即可达到增加或减少换热面积的目的;改变板片排列或更换几张板片,即可达到所要求的流程组合,适应新的换热工况,而壳管式换热器的传热面积几乎不可能增减。
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全焊接板式换热器,采用激光焊接的方式,焊接稳定,焊缝外观精美,焊接强度高,热应力小,主要应用于对胶垫有腐蚀以及高温高压的环境中。
全焊接板式换热器适用于温度从-195℃至538℃、工作压力从真空至8.2MPa的几乎所有换热工艺场合。全焊接板式换热器无橡胶垫片的焊接密封,多种金属及合金材质的选择,较强的耐腐蚀性能,更长的使用寿命。应用场景比如:原油、天然气净化处理和化工产品,原料药、医药中间体以及食品添加剂等等。
板框式全焊接换热器适用在压力更高的复杂工况中,除了芯体以外,外面的框架都是可以拆开的,方便以后的日常维护和清洗。
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