板式換熱器具有下列有點:(與管殼換熱器相比) 1、換熱效率高 板片的波紋使流體在較小的流速下形成劇烈湍流,當雷諾數Re大約為200時.即能產生湍流。因此,換熱效率高,其傳熱系數是管殼式換熱器的3~5倍。 2、通用性強板式換熱器適應工況能力強。對于已設計好或已使用過的板式換熱器,只需要增加或減少板片的數量或改變板片的組合形式,即可適應生產負荷的變動和新的工況要求。 3、結構緊湊占地面積小,僅為管殼式換熱器的1/5~1/0:重量輕,僅為管殼式的1/5左右。 4、投資費用低較高的傳熱效率意味著只需較少的換熱面積。尤其在有腐蝕的工況中,設備需用耐腐蝕材料時(如工業純鈦),板式換熱器的投資遠遠低于其它換熱器。 5、熱回收率高管殼式換熱器末端溫差大約5℃,熱回收率只有50%左右;而板式換熱器末端溫差可以低于1℃,熱回收率達到90%。 6、降低耗水量由于板式換熱器具有很高的熱效率,故大大降低了冷卻水的流量,減少管路及閥門的投資,降低運行費用。 選型設計原則及方法: 1、板式換熱器選型設計原則: 為某一工藝過程選型設計板式換熱器時,要考慮其設計壓力、設計溫度、介質特性和經濟性等因素。 (1)單板面積的選擇 單板面積過小,則板片數目多,占地面積大,阻力降減小;反之,單板面積過大,則板片數目少,占地面積小,阻力降增大,但是難以保證適當的板間流速。因此一般單板面積可按角孔流速為6m/s左右考慮。 (2)板間流速的選取 流體在板間的流速,影響換熱性能和壓力降。流速高,傳熱系數高,阻力降也增大:反之,則相反。一般取板間流速為0.2-0.8m/s,且盡量使兩種流體板問速度一致。流速小于0.2m/s時,流體達不到湍流狀態,且會形成較大的死角區;流速過高會導致阻力降劇增,氣體板間流速一般不大于10m/s。 (3)流程的確定 兩側流體的流量大致相當時,應盡量按等程布置:當兩側流體的流量相差較大時,則流量小的一側按多流程布置或采用不等截面通道的板式換熱器。另外,當某一介質的溫升或溫降幅度較大時,也可采用多流程。有相變發生的一側一般均為單流程,且接口方式為上進下出。在多流程換熱器中,一般對同體在各流程中應采用相同的流道數。換熱器壓降修正系數,單流程時取1.2~1.4,2~3流程取1.8~2.0,4~5流程取2.6~2.8。 (4)流向的選取 單相換熱時,逆流具有的平均溫差,一般在板式換熱器的設計中要盡可能把流體布置為逆流。兩側流體為等流程時,為逆流;當兩側流體為不等流程時,順流與逆流交替出現,平均溫差要小于純逆流時。 2、板式換熱器選型計算方法: (1)換熱器選型計算公式:Q=K·F·△tm、式中:Q-熱流量(W)、△tm對數平均溫差(℃)、F-傳熱面積(m2) 板式換熱器在實際運行中,由于污垢、水流不均等情況影響。需在上式中引入修正系數β(一般取0.7~0.9).因此,實際使用時,上式為:Q=β·K·F·△tm (2)估算法:可按下面估計 當板間流速為0.3-0.5m/s時 水(汽)-水 K:3000-7000: 水(汽)-油 K=400-1000: 油-油 K=175-400。 結構圖 |