[科普中国]-板式冷却器

简介

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。板式换热器是将板片以叠加的形式装在固定压紧板、活动压紧板中间，然后用夹紧螺栓夹紧而成。1

板式冷却器结构及原理高效板式换热器主要由框架和板片两大部分组成及各种材料的制成的薄板用各种不同形式的磨具压成形状各异的波纹，并在板片的四个角上开有角孔，用于介质的流道。板片的周边及角孔处用橡胶垫片加以密封。框架由固定压紧板、活动压紧板、上下导杆和夹紧螺栓等构成。传热板片波纹为波纹为人字形，相邻板片具有反向的人字形沟槽，沟槽的交叉点相互支撑形成接触点，介质流动时形成睿流，从而获得很高的传热效率。1

板式冷却器特点a.传热系数高由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动，能在较低的雷诺数（一般Re=50~200）下产生紊流，所以传热系数高，一般认为是管壳式的3~5倍。

b.对数平均温差大，末端温差小在管壳式换热器中，两种流体分别在管程和壳程内流动，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，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热流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，对水换热可低于1℃，而管壳式换热器一般为5℃。2

c.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的2~5倍，也不像管壳式那样要预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5~1/10。

d.容易改变换热面积或流程组合，只要增加或减少几张板，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，而管壳式换热器的传热面积几乎不可能增加（当然，对应地，需要重新计算压力损失是否符合系统要求，以及设备螺栓长度是否合适）。

e.重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.4~0.8mm，而管壳式换热器的换热管的厚度为2.0~2.5mm，管壳式的壳体比板式换热器的框架重得多，板式换热器一般只有管壳式重量的1/5左右。2

f.价格低采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳式约低40%~60%。

g.制作方便板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高，并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。

h.容易清洗框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束，卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。

i.热损失小板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中，因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式换热器热损失大，需要隔热层。2

j.容量较小是管壳式换热器的10%~20%。

k.单位长度的压力损失大由于传热面之间的间隙较小，传热面上有凹凸，因此比传统的光滑管的压力损失大。

l.不易结垢由于内部充分湍动，所以不易结垢，其结垢系数仅为管壳式换热器的1/3~1/10。

应用场合a.制冷：用作冷凝器和蒸发器。

b.暖通空调：配合锅炉使用的中间换热器、高层建筑中间换热器等。

c.化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。

d.冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。

e.机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却等。

f.电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等。

g.造纸工业：漂白工艺热回收，加热洗浆液等。

h.纺织工业：粘胶丝碱水溶液冷却，沸腾硝化纤维冷却等。

i.食品工业：果汁灭菌冷却，动植物油加热冷却等。

j.油脂工艺：皂基常压干燥，加热或冷却各种工艺用液。

k.集中供热：热电厂废热区域供暖，加热洗澡用水。

l.其他：石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用。3

结垢的处理措施1） 运行中严把水质关， 必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验， 合格后才能注入管网中。

2） 新的系统投运时， 应将换热器与供热系统分开， 进行一段时间的循环后， 再将换热器并入系统中， 以避免管网中杂质进入换热器。

3） 在供热系统中， 除污器和过滤器应当进行不定期的清理外， 还应当保持管网中的清洁， 以防止换热器堵塞。