| 板式换热器 |
| 发表时间：2018-08-22 |
一、概述
我公司多年来一直从事板式换热器的制造、研究和开发，有专门研究和开发新型产品的技术部门，有压制换热板片的大型万吨油压机，工艺完备，经验丰富，产品质量可靠。同时我公司也生产管式换热器、螺旋板式换热器等其他种类的换热器。具有压力容器制造许可证，通过了iso9001-2000质量体系认证。
板式换热器广泛应用于供热取暖、洗浴、空调、液压油和润滑油冷却、石油化工、制药等领域的冷热液体热量交换。
板式换热器的结构分解如图一，产品外型如图二，主要由换热板片、密封胶垫、夹紧板、导杆、夹紧螺栓等部件组成。换热板片是由不锈钢板（也可根据用户要求的材料）压制成型，它上面开有4个流道孔，中部压成人字形波纹，四周压有密封槽。密封槽内粘有密封胶垫。换热板片通过两导杆定位对齐，两夹紧板通过夹紧螺栓将各板片压紧，从而形成换热器内腔换热流道。相邻换热板片的人字形波纹方向安装时相反，接触点彼此相互支撑。人字形波纹和这些支撑点使流体介质在其内部流动时曲折翻转，充分形成湍流，贴近换热片流动的液体板片传热，温度发生的变化较大，不贴近换热片流动的液体，温度发生的变化较小，由于液体在换热流道内是湍流流动，也就是将温度变化较大的液体和和温度变化较小的液体搅动混合，这样就使得整个液体温度变化较快，换热效果大为提高，换热效果大为提高，这就是板式换热器具有很高换热效率的主要原因。
另外换热板片板料的厚度较薄，导热热阻较小，板片两侧的流体介质流动分布较为均衡，也使得传热较为充分。
板式换热器与其他种类换热器相比，换热效率高，用料少，价格低，重量轻，占用空间小，安装拆卸方便。但耐热温度低，承受压力较小。
板式换热器根据介质的温差和流量，可以装配成单流程、双流程、三流程以及多流程的形式，单流程是指介质在换热器内流过一个流程，双流程是指介质在换热器内折返流过两个过程，依次类推，各种流程的外形图和其流程示意图如图三。单流程时接口可以都在前面的夹紧板上，也可以不都在前面的夹紧板上，当采用多流程时，换热器的四个接口就不能在同一侧的夹紧板上，进出口要位于前后两个夹紧板上。
多流程组装是在换热流道分程处的板片上不开流道孔（即盲孔板片），流体被阻挡，只能从另一端流道孔通过，折流向另一个流程。
一般类似于水粘度较低的介质在换热流道内的平均流速为0.45m/s较为适合，流速过大，则阻力也大，流速过小，流道内流体流动不易形成湍流，边角处易形成死区，换热效果不好。因此应根据介质流量的大小来选择流程数，使换热流道内的流速接近0.45m/s. 以获得最佳的换热效果。对于类似于液压油粘度较高的介质，流速应减小，0.35m/s较为合适。可参看后面的参数表中各种型号换热器不同换热面积所对应的单流程情况下流道内介质流速为0.4-0.5m/s时所能通过的流量。当流量较小时，可增加流程数来提高流速。例如当所确定的换热面积在表中所对应的流量比使用的流量大一倍时，采用双流程组装形式，换热流道内的流速就可增加一倍达到合适的流速。两个流道根据流量的不同可采用不相等的流程数，但最好流程数相等。这样热流道的流体和冷流道的流体可始终保持逆向流动，以获得较好的传热效果。流程数增加，阻力也会相应增加。
对于用蒸汽加热的换热器，蒸汽一侧应装成单流程的形式以利于蒸汽的充分进入和冷凝水的顺利排出，被加热一侧可以装成单流程或多流程的形式。
对于型号较大的换热器，最好装成单流程同侧接管的形式，这样便于拆装维修，也便于夹紧板的夹紧。
二、板式换热器的类型
目前我公司生产的板式换热器主要有BR 型、BRB 型（BRB型可简称为BB型）。
BR型的特点是，换热板片和密封胶垫都是相同的，板片上四个流道孔的大小相同，同种介质在一侧的两个流道孔进出，不能形成对角流动的形式，装配时相邻换热板片调转180°，使人字型方向相反。板片波纹截面形状为三角形，装配后两流道的横截流通面积相等。如图4。
BRB 型的特点是，采用两种不同的换热板片和胶垫（俗称 A 板 A 垫和 B 板 B 垫）。板片对角方位上是两个大流道孔，另外对角方位是两个小流道孔，同种介质在对角流道孔进出，不能在同侧流道孔进出，如图5。板片波纹截面形状为圆弧形，两种板片的圆弧形状方向相反，装配时两种板片交替叠放，装配后，由于两种板片波纹截面弧状彼此相反，对应大流道孔的板片波纹是圆弧里面相对，内腔形成较大的流道截面；而对应小流道孔的板片波纹是圆弧的背面，内腔形成小的流道截面，两截面面积的比例大致为2：1，这就是 BRB 型不等流道截面的由来。
当两种介质的流量不同且大致为2：1时，可选择该类型的换热器。它适用于小区集中供热，因为一次网的热水流量较小而温差较大，二次网用户取暖供水的流量较大而温差较小。
BR型系列板式换热器的型号，新型有BR0.12、BR0.28、BR0.4、BR0.6BR1.1。
BR型系列板式换热器老型有BR0.1、BR0.2、BR0.35、BR0.5、BR0.8、BR1.0、BR1.6，其中BR0.1、BR0.2、BR0.35、BR0.5为不推荐板型，但维修更换老产品时依然可以订货。
BRB型系列板式换热器的型号有BRB0.35、BRB0.5、BRB0.8、BRB1.2。
BR0.1是指单片换热板片的有效换热面积为0。1平方米，其它型号的意义相同。选择某种型号采用不同数量的换热板片就可组装成所需换热面积的换热器。
板式换热器在装配形式上又可分为不悬挂式（图1）和悬挂式（图2），不悬挂式换热器不带支柱，地脚板直接焊在二个夹紧板的下端，它适于重量较小的小型号的换热器，以便在拆装时能搬动。悬挂式换热器带有支柱，它拆装时可在有所原位不动，活动夹紧板和换热板片悬挂在上导杆上，可以移动，换热板片可以拆下和装上，较大型号的换热器一般采用悬挂式的，以便于拆装维修。
三、板式换热器的选型计算
四、板式换热器的加工工艺和技术指标
板式换热器的换热板片，材料为不锈钢板，板料厚度为0.6-0.7mm。它的成形式磨具在油压机上压制而成。技术指标符合GB16409-1996《板式换热器》的要求。
不锈钢板的材质一般为SUS304（0Cr18Ni9）好，特定可为SUS316L（00Cr17Ni14Mo2）,SUS316L耐腐蚀性能比SUS304好，但价格也高。这类不锈钢材料一般不耐用含氯离子较高的流体介质，要求氯离子含量不大于25PPM（25mg/kg）,超量时会对板片造成穿孔腐蚀。
板式换热器密封胶垫的材料一般为丁腈橡胶和乙丙橡胶，它是用模具在橡胶硫化机上加工而成的，技术指标符合GB1640-1996《板式换热器》的要求。
丁腈胶垫耐热温度的上限为110℃，耐油和水；乙丙胶垫耐热温度的上限为150℃，耐蒸汽和水。
换热器的其他金属材料的材质一般为碳素钢。夹紧板是用较厚的碳素钢板载专用的氧气乙炔切割机上切割成形的，加紧螺杆和导杆是用碳素结构钢加工制造的， 具有很高的拉伸强度，外表面经过镀锌加工。
板式换热器的设计压力一般为1.0～2.5MPa。
板式换热器装备后，每台都要经过水压试验来检验是否泄漏，水压试验的压力为设计压力的1.25倍。水压试验合格后再进行表面处理、喷漆。
五、板式换热器型号的表示方法
我公司生产的板式换热器按照 GB16409-1996 《板式换热器》进行设计、制造和检验，代号也按其标准规定来表示。
板式换热器的温度指标以密封胶垫所耐温度为准，丁腈橡胶（N）的上限工作温度为 110 ℃ ，乙丙橡胶（E）的上限工作温度为 150 ℃ 。
BR0.1 型板式换热器没有悬挂形式的装配结构。
示例1 ： BR0.2-1.0-18-N-VII
表示板型为 BR0.2 的板式换热器，设计压力为 1.0MPa ，换热面积为 18㎡ ，密封胶垫的材质为丁腈橡胶，装配形式为不悬挂式的。
示例2 ：BR0.5-1.0-70-E-I
表示板型为 BR0.5 的板式换热器，设计压力为 1.0MPa ，换热面积为 70㎡ ，密封胶垫的材质为丁丙橡胶，装配形式为悬挂式的。
示例3 ：BRB0.8-1.0-120-E-I
表示板型为 BR0.8 的板式换热器，设计压力为 1.0MPa ，换热面积为 120㎡ ，密封胶垫的材质为丁丙橡胶，装配形式为悬挂式的。
板式换热器的流程数在其型号上不能表达出来，需要在订货时专门提出。
六、板式换热器各型号的外形尺寸和参数
由于不同时期的产品参数可能有变化，因此下面参数表中的数据仅供参考。图中接口法兰大小为常规规格，如果流量较小时可以减少，但一般不能加大。表中都是以单流程组装形式为例，也可装成多流程形式。换热面积也可以不按表中格挡数值而任意选取，当换热面积位于表中二档之间时，悬挂式的E、S尺寸要按下一档的大档之值确定，L尺寸要按表下面的算式算出。
BR0.12型板式换热器：
BR0.28型板式换热器：
BR0.4型板式换热器
BR0.6型板式换热器
BR0.8型板式换热器
BR1.0型板式换热器
BR1.1型板式换热器
BR1.6型板式换热器
BR0.35型板式换热器
BR0.5型板式换热器
BR0.8型板式换热器
BR1.2型板式换热器
BR0.1型板式换热器（老式板型，不推荐使用）
BR0.2型板式换热器（老式板型，不推荐使用）
BR0.35型板式换热器（老式板型，不推荐使用）
BR0.5型板式换热器（老式板型，不推荐使用）
七、板式换热器的安装、使用与维护
板式换热器应安装在坚硬的水泥基础地面上，地面应设有地漏下水道。换热器周围应留有足够的空间，以便观察和检修。连接管路应支撑牢固，较长管路在转弯处应留有空隙，以便冷热伸缩。
使用前应检查换热器的各个夹紧螺母是否有松动现象，如有将其拧紧。
在安装管路的最高点应设有排气阀，充水时将管路内的空气排出。在管路的最低点应设有排气阀，可用来排放给水。在换热器的进出管路上应加装温度计和压力表，以便在运行时观察其工况。
当介质是水--水换热时，热水一侧，热水一般从换热器的上端接口进入，从下端接口排出；冷水一侧，冷水要从换热器的下端接口进入，从上端接口排出。这样做是为了在换热器内部冷热相邻换热流道介质的流向相反，即“逆流”换热，这样可使换热器的冷热换热流道在传热过程中始终保持较为均衡温差，以利于换热。
当介质是蒸汽--水换热时，蒸汽要从换热器的上端接口进入，下端接口排出冷凝水，换热器的热侧要单流程组装，在冷凝水出口商不要加装疏水器，以便让冷凝水自由排出。（很多用户在冷凝水出口加装疏水器后冷凝水不能顺利排出而造成被加热水温度过低的现象）。当排出冷凝水中冒出较多的蒸汽时，可调节换热器的蒸汽进口剖的阀门，减少蒸汽量的供给。排除冷凝水属于纯净水，应返回锅炉利用。冷水一侧要从下端进入上端排出。
在换热器的冷侧管路系统上装配水泵，使被加水能循环换热供水。水泵的安装未知应在换热器的进口一侧。
对于新安装的管路，管路内可能有较多杂物，应在用户回水与水泵进口之间的管路上安装除污器，回水先经除污器，再经水泵流进换热器，以免杂物进入换热器将其堵塞。在除污器两端应装配阀门。
在正式运行前，先将冷侧管路系统内充满冷水，然后打开水泵使水循环，过一段时间后停止循环，关闭除污器两端的阀门，打开除污器进行排污，然后在循环，这样反复多次排污，当管路内的杂物以排进时，把污水排放尽，重新加满清洁水。如果热侧的循环管路较长，内部杂物较多，也应像上述冷侧一样进行冷水循环排污，管路内干净后准备正式运行。
在正式换热运行时，应先打开冷水一侧的各阀门。打开水泵使其循环，然后在缓慢打开热水或蒸汽一侧的阀门，进入换热运行状态。在停止运行时，应先关闭热水或蒸汽一侧的阀门，停止热介质进入换热器，然后再关闭冷水一侧的循环水泵。在没有冷水循环的情况下不关闭热介质管路，将损坏换热器。在运行期间如果突然停电造成水泵停转时，也应马上关闭热介质进入阀门。
在初始加热运行时，冷水一侧可能随着水温的升高，水的体积膨胀而引起水压升高，当超过暖气片所能承受的压力时，可能造成暖气片破裂，因此，当压力过高时，要将冷侧管路系统内的水排放一些，使其压力下降。
对油冷却或油加热，安装前，应将换热器内可能残留的给水吹干，运行压力应使油一侧高于水一侧。以免泄漏时水进入油内。
当水质的氯离子含量过高时（大于25ppm），会对不锈钢换热板片造成腐蚀；当水质的钙、镁离子含量过高时，会在换热板片上结垢。在此情况下，最好对水进行化学净化处理。
换热板片结垢后，换热效率会大大降低。可将换热器拆开进行清晰，拆卸方法是，对于悬挂式的板式换热器，在安装位置不动，先将加紧螺栓卸下，然后将下导杆两端的螺母松开，用活扳手将下导杆扭转 90 度，再将下导杆向下移动，使其离开原来的定位位置。将活动夹紧扳向支柱一侧移动，然后将换热器板片移动到上导杆的缺口处可以卸下换热板片。
对于不悬挂式板式换热器的拆卸方法是，将换热器接管些开，整体搬倒，法兰接口一侧朝下，先将两个导杆上端的螺母卸下，再拆去夹紧螺栓，卸下上侧的夹紧板，在一次卸下换热板片。
换热板片上的污垢一般用清水刷洗，油污用碱性溶液清洗，硬污层用有效的酸性溶液清洗，除去上面附着的污垢，不要用坚硬物击打，以免造成波纹变形引起组装后泄露。用酸碱溶液清洗后要及时用清水冲洗干净，以免造成对板片的腐蚀。
板片清洗干净后擦净晾干，密封胶垫也洗净擦净晾干，将密封胶垫用 801 胶粘到板片的密封槽上，待胶干后在组装。如果密封胶垫以老化变形，应与生产厂家联系，更换新的密封胶垫。所用的一块橡胶板可到当地的水暖商店购买，厚度为 3-4 毫米，丁腈材质。组装可见前面的结垢分解图。安装顺序与上述拆卸顺序相反。先将剪裁好的橡胶板粘在固定夹紧板上，在沿导杆装入换热板片，换热板片密封槽的背面朝向橡胶板，相邻换热板片的人字形波纹方向要相反。
对于不悬挂式换热器的安装，安装前应准备两段加长对接导杆，导杆的直径与原导杆直径相同，一端带有内孔，另一端锥形导角。安装时加长导杆的内螺纹拧在原导杆的外螺纹上，形成连续柱面的长导杆，然后安装换热板片。整体安装夹紧后，再将加长导杆卸下，见图1，加紧螺杆也要先用四根临时加长的螺杆，夹紧后再换上原来的短螺杆。
夹紧时，要用专用扳手拧紧夹紧螺母（专用扳手生产厂家不配备，用户可自行购买），对于夹紧尺寸，在拆卸前应记录下原来的尺寸，夹紧时按其原来的尺寸确定，也应参考前面参数表中的夹紧尺寸（不同时期的产品，其尺寸可能不同，可向生产厂家询问）。夹紧过程中，应均衡地拧紧各个螺母，不断测量两夹紧板之间的距离，使两夹紧板始终处于平行状态。
如果板式换热器在使用过程中发生轻微的滴漏现象，可将夹紧螺母少许拧紧一些，使夹紧尺寸减小，可能会消除泄漏。
冬季停止运行时，应将换热器和管路内水放净，以免冻裂管路和换热器。