南京工业大学
《材料工程原理B》课程设计
设计题目：板式换热器1-油处理能力17000公斤
/小时
专业：高分子材料与工程
班级：高材1001班
学号： 1102100124 姓名：
联系方式：
日期： 2013-1-5---2013-1-14 指导教师：张振忠
设计成绩：日期： 2013-1-14
目录
设计任务书 (3)
（一）设计题目 (3)
（二）设计任务及操作条件 (3)
第一章设计方案简介 (4)
1.1 板式换热器概述 (4)
1.2 确定设计原则 (7)
第二章板式换热器的工艺设计计算 (10)
2.1 设计计算步骤 (10)
2.2 工艺设计数据一览表 (11)
2.3 板式换热器设计计算 (12)
2.4 压降核算 (16)
2.5 换热器主要结构尺寸及计算结果一览表 (17)
第三章辅助设备的计算与选择 (19)
3.1 水泵的选择 (19)
3.2 油泵的选择 (19)
第四章附图 (21)
4.1 工艺流程图 (21)
4.2 主体设备工艺图 (22)
第五章设计小结 (24)
5.1 设计小结 (24)
5.2 参考文献 (25)
5.3 答辩及评语 (26)
设计任务书
（一）设计题目
板式换热器-油处理能力17000公斤/小时
（二）设计任务及操作条件
1、处理能力见下表
2、设备型式板式换热器
3、操作条件
（1）油：入口温度100℃，出口温度40℃
（2）冷却介质：冷却塔循环水，入口温度30℃，出口温度50℃。（3）油侧与水侧允许压强降：不大于5×105 Pa
（4）油定性温度下的物性参数：
名称
ρ（kg/m3）Cp (KJ/
㎏·℃)
μ（Pa.s）λ(W/m·℃)油825 2.22 8.66×10-40.14
油的中性温度=
240
100+=70℃
第一章板式换热器概述
1.1板式换热器的基本结构
1.1.1 整体结构
板式换热器主要由一组长方形的薄金属板平行排列构成。用框架将板片夹紧组装于支架上，如下图所示。两相邻板片衬以垫片（橡胶或压缩石棉等）压紧，达到密封的目的。板片四角有圆孔，形成液体的通道。冷、热流体交替地在板片两侧流过，通过板片进行换热。板片通常被压制成各种槽形或波形的表面，这样增强了刚度，不致受压变形，同时也增强液体的湍流程度，增大传热面积，亦有利于流体的均匀分布。
板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。
板片由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圆孔，用于介质的流道。板片的四周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、上下倒杆和夹紧螺栓等组成。
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，然后用夹紧螺栓加紧而成。
1.1.2 组装形式
板式换热器是根据实际操作的需要设计和选取的，而流程的选取和设计是根据板式换热器的传热方程进行计算的，组装形式有三种：1）串联流程流体在一程内流经每一垂直流道后，接着就改变方向，流经下一程。在这种流程中，两流体的主体流向是逆流，但相邻流道中有并流也有逆流。
2）并流流程流体分别流入平行的流道，然后汇聚成一股流出，为单程。
3）混流流程为并流流程和串联流程的组合，在同一流程内是并联。
1.1.3 板式换热器的特点
（1）优点：
a.总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.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，只要增加或减少几张板，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。
c.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。
d. 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。
e. 容量较小是管壳式换热器的10%-20%。
（2）缺点：
a. 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。
b 工作压力不宜过大，介质温度不宜过高，有可能泄露。
C.易堵塞由于板片间通道很窄，一般只有2-5mm，当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时，容易堵塞板间通道。
e.处理量不大，因板间距小，流道截面较小，流速亦不能过大。
1.1.4 板式换热器的应用
制冷：用作冷凝器和蒸发器；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；化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等；冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等；机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却等；电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等。
1.2 确定设计原则
1.2.1 选择板片的波纹形式及单板面积的选择
板片的选用原则：主要考虑板式换热器的工作压力，流体的压力将和传热系数。如果工作压力在1.6MPa以上，则别无选择的要采用人字形波纹板片;如果不高有特别要求阻力降低，则选用水平平直波纹板片较好一些;如果由于安装位置所限，需要高的换热效率以减少占地面面积，而阻力将可以不受限制则应选用人字形波纹板片。单板面积过小，则板式换热器的版片数多也即是占地面积增大，程数增
多（造成阻力降增大）；反之，虽然占地面面积和阻力减少，难保证板间通道必要的流速。
板片按波纹的几何形状分类有：水平平直波纹、人字形波纹、斜波纹、锯齿形波纹等板片(见图1-2-1）。
1.2.2 流速的选取
流体在板间的流速影响换热性能和流体的压力降，流速高换热系数高，但流体的压力降也增大，反之则情况相反。板间平均流速
０．２～０．８ｍ／ｓ。流速低于０．２ｍ／ｓ时流体就达不到湍流状态且会形成较大死角区，流速过高则会导致阻力将组增。
1.2.3 流程的选取
对于一般对成型流到的半式换热器，两流体的体积流量大致向当时，应尽可能按等程分布，如两侧流体相差悬殊，则流量小的一侧可按多程布置。多程换热器除非特别需要，一般对同一流体在个程中应采用下相同的流道数。
1.2.4 流向的选取
单向换热时，逆流具有最大的平均传热温差。
本设计中将流体布置为逆流。
1.2.5 并联流道的选取
一程中并联流道数目的多少视给定流量及选取的流速而定，流速的高低受制于允许压降，在可能的最大流速以内，并联流道数目取决于流量的大小。
1.2.6 垫片材料的选择
密封垫片是换热器的重要构件，对它的基本要求是耐热、耐压、耐腐蚀。板式换热器通过压板压紧垫片达到密封。为确保可靠的密封，必须在操作条件下密封面上保持足够的压紧力。板式换热器由于密封
周边长，需用垫片两大，在使用过程中需用平凡拆卸和清洗，泄露可能性大。如果垫片材料选取不当，弹性不好，所用胶水不黏或涂的不匀，都可能发生脱垫、变形、老化等。加之板片生产过程中，有时发生翘曲，也可能造成泄漏。一台换热器往往由几十片甚至几百片传热板片组成，垫片的中心很难对准，组装时容易使垫片某段压扁或挤出，造成泄漏，因此必须增加垫片上下接触面积。
垫片材料广泛采用天然橡胶、丁晴橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氯橡胶。这些材料的安全使用温度一般在125℃以下，最高不超过200℃。橡胶垫片有不耐有机溶剂腐蚀扥缺点。
选择垫片材料主要考虑耐温和耐腐蚀两个因素。国产垫片材料的选择参见下表。
此设计中预选压缩石棉橡胶垫片
第二章板式换热器的工艺设计计算
2.1 设计计算步骤
确定组装形式判断步骤:
假定流程数n1，n2 →假定流道数m1，m2 →计算△
Tm 及Re ，Pr → 求解α1，α2及K 的值 → 计算传热面积S → 计算安全系数，若不满足要求，重新假定流程数 → 计算压降△P → △P ≦△P 允
如不满足要求，重新假定流道数 → 此
方案可选用
2.2 工艺计算数据一览表
计算项目 符号
单位 计算公式 数值 冷却水初温 t 1 ℃ 已知 30 冷却水终温 t 2 ℃ 已知 50 油初温 T 1 ℃ 已知 100 油终温 T 2
℃
已知 40 冷却水密度 ρ2
㎏/m 3 查表 992.2 冷却水比热容 c 2
kj/（kg ·℃）
查表 4.174 冷却水粘度 μ2 Pa ·s
查表 41056.6-?
油密度 ρ1
㎏/m 3 查表 825 油比热容 c 1
kj/（kg ·℃）
查表 2.22 油粘度 1μ
Pa ·s 查表
41066.8-?
水流量
q 2m
㎏/h
22t C Q
?
27125
水导热系数 2λ
W/(m 2
.℃) 查表 0.635 油流量
q 1m
㎏/h
已知
17000
油导热系数 1λ W/(m 2.℃)
已知 0.14 逆流平均温差
?t m `
℃
()()
2
2112211ln t T t T t T t T -----
23.61
2.3 板式换热器的设计计算 2.
3.1 计算热负荷 Ｑ1=q 1m 1p C （T1-T2）=3600
17000
×2.22×103×(100℃-40℃)=6.29×105W
2.3.2 计算逆流平均温差及水流量 逆流时
△ｔ1=( 100-50)℃=50℃ △ｔ2= (40-30)℃= 10℃ △ｔm=（50-10）/ln5 = 24.85℃ 因为水的特性温度为T = 2
50
30+=40℃查表的
名称
（kg/m 3）
Cp (kj/
㎏.℃)
（Pa.s ）
(W/m.℃)
水
992.2
4.174
6.53×10-4
0.635
∵ Q1=Q2=
3600
2
m q 2p C (50℃-30℃)=6.29×105W ∴ 2m q =27125 kg/h
2.3.3 初估换热面积
粘度μ=0.5-1.0×103Pa.s,油与水换热时列管式的换热器的K 值大约为300～800W(m 2.℃),而板式换热器的传热系数为列管式换热器的2～4倍，则可初估为1000 W(m .℃). 初估换热面积为 S =
85
.241000629000
?=25.31 m 2
初选BR0.3型板式换热器，其单通道横截面面积为 1.18×103-m 2，实际单板传热面积为0.308 m 2。
试选组装形式18-30110
3??（混流）
3 × 10为油的流程，程数为3，每程通道数为10， 1 × 30为水的流程，程数为1，每程通道数为30；换热面积为18m 2
因所选版型为混流，采用列管式换热器的温差校正系数: R=
1
221t -t T T -=30-5040
-100=3
P=
2
112t T t t --=301003050--=72
=0.286
查表得 φ=0.95
'
m
t m t t ?Φ=??=0.95 × 24.85 = 23.61℃
初估换热器面积 S=
1000
1
??m t Q = 100061.23629000? = 26.64 m 2
2.3.4 核算总传热系数K （1）油侧的对流传热系数 1α 流速 1u =
00118
.082510360017000
???=0.485 m/s
采用 0.3m 2人字形板式换热器，其板间距δ=4.4mm 查表得 当量直径 e D = 7 mm = 0.007m 1Re = 1
1
1μρu D e =0.007 × 0.485 × 825 / 0.000866 = 4066
1Pr =
h
ph C λμ1
= 2220 × 0.000866 / 0.14 = 13.73
1α=0.18(h λ/e D )Re17.0Pr145.0（w
μμ
）14.0 油被冷却，（
w
μμ
）14.0=0.95 1α= 2972 W/(m 2·℃) （2） 水侧对流传热系数2α 流速 2u =
00118
.030825360027125
???= 0.215 m/s
Re 2=2
2
2μρu D e =
4
1053.62
.992215.0007.0-??? = 2875
P 2
r =
2
22
λμc =635.01053.610174.443-??? = 4.29
2α=0.18
e
2
D λRe17.0Pr145.0（w μμ）14.0
水被加热（w
μμ
）14.0=1.05 2α= 6925 W/(m 2.℃)
（3） 金属板热阻
w
b λ 板材为不锈钢（1Gr18Ni9Ti ），其导热系数w λ=16.8 W/(m 2·℃)，板厚0.8㎜，则w
b
λ=0.0000476(m 2·℃) / W
（4） 污垢热阻
油侧 1R =0.000052(m 2·℃) / W ,水侧 2R =0.000043(m 2·℃) / W
(5) 总传热系数K
K 1=11α+21α+1R +2R +w
b λ=0.000052+0.000043+0.0000476+1/2875+1/6925 = 0.000052+0.000043+0.0000476+0.0000348+0.0000144 可算得K=1575(W/m 2·℃) 计算传热面积S S=
m t K Q
?=61
.231575629000?=16.92 m 2
安全系数为()92
.1692.16308.0160-?- = 7.40％，传热系数过小，故舍去。
重新假设
20-
33
111
3?? 时 ，根据上述方法，可算出如下数据： 1u = 00118
.082511360017000
???=0.441m/s
1e R = 3697 1r P = 13.73
1α=0.18(h λ/e D )Re17.0Pr145.0（w
μμ
）14.0= 2780 2u =
00118
.033825360027125
???= 0.235 m/s
2e R = 3142 2r P = 4.29 2α=0.18
e
2
D λRe17.0Pr145.0（w μμ）14.0 = 7369
K 1=11α+21α+1R +2R +w
b
λ=0.000052+0.000043+0.0000476+1/2780+1/7369
可算得K=1567W/m 2·℃) 计算传热面积S
S=
m t K Q
?=61.231567629000?=17.00 m 2 安全系数为()00
.1700
.17308.0166-?- = 17.76％， 满足条件。
2.4 压降计算 （1）计算油侧压降
1u = 0.441m/s,
Re= 3697
Eu= 1080Re 225.0-=080×(3697)225.0-=170.08 Eu ′=（3／7）Eu=72.89
△ P= Eu ′ρu 2=11695 Pa < 5 ×105Pa ，满足要求。 （2）计算水侧压降
2u = 0.235 m/s
Re= 3142
Eu=1080Re 225.0-=176.42 Eu ′=(1/7)Eu=25.20
?P=Eu ′ρu 2 = 1381 Pa < 500000Pa ，满足要求。
故选板式换热器型号BR0.3-20-33
111
3??型式
2.5 换热器主要结构尺寸及计算结果一览表 换热器型号BR0.3-20-33
111
3??型式
主要性能参数：
外形尺寸（长×宽×高） 1135×370×0.7 有效传热面积，m 2 0.308 波纹形式
等腰三角形 波纹高度，㎜ 3.7 流道宽度 ，㎜ 320 平均板间距，㎜ 4.4 平均流到横截面积，m 2 0.00118 平均当量直径，㎜ 7 法向波纹间距，㎜
15
板片材料
302（1Cr18Ni9Ti ）
数据统计
?t m 23.61oC 油的流速1u
0.441m/s 油Re
3697 油Pr
13.73
14.043
.07
.01
1)(Pr
18
.0w
e
De
μμ
λα?= 2780
水的流速2u
0.235m/s 水Re
3142 水Pr
4.29
14.043
.07
.02
2)(Pr
18
.0w
e
De
μμ
λα?= 7369
w
b
λ
0.0000476W C m /2??
油侧污垢热阻 R1 0.000052W C m /2?? 水侧污垢热阻R3
0.000043W C m /2?? K
1567)/(2C m W ??
所需传热面积S
17.002m
第三章 辅助设备的计算与选择
3.1 水泵的选择
水的质量流量27125=m q kg/h ，体积流量=v q 27.34m 3/h
u
q d v
785.0=
= 0.203 m= 203 mm
选取6219?φmm 无缝GB 8163—87钢管，管路总长为20m ，其中换热器截面高出蓄水池表面15m ，吸入管路长5m 。
管内流速235.0=u m/s ，3142Re = 取相对粗糙度
00173.0203
35
.0==
d
ε
，查得摩擦系数015.0=λ 截止阀全开时的阻力系数0.61=ζ，两个90°弯头的阻力系数
5.1275.02=?=ζ
则管路的压头损失为g
u d l H f 2)(2
ζλ∑+=∑
025.081
.92235.0)5.10.6203.020015.0(2
=??++?=m 则扬程025.15025.015=+=∑+?=f H Z H m （水柱）
同时流量=v q 27.34m 3/h 从而可选用型号为IS65-50-125的离心泵。
3.2 油泵的选择
实际加热面积S 20.022m 安全系数 17.76%
油侧压强降1p ? pa 11695 水侧压强降2p ?
pa 1381
垫圈
压缩石棉橡胶
煤油的质量流量17000=m q kg/h ，
煤油的体积流量61.20=v q m 3/h
u
q d v
785.0=
= 0.128m = 128 mm ，选择5140?φmm 的无缝GB 8163—87钢
管，管路总长为10m ，换热器截面高出泵截面10m 。
管内流速 u = 0.441m/s 雷诺数3697Re = 取钢管相对粗糙度
0027.0130
35
.0==
d
ε
，查得=λ0.027， 截止阀全开时的阻力系数0.61=ζ，
两个90°弯头的阻力系数5.1275.02=?=ζ，
则管路的压头损失为g
u d l H f 2)(2
ζλ∑+=∑
095.081
.92441.0)5.10.613.010027.0(2
=??++?
=m 则扬程095.10095.010=+=∑+?=f H Z H m
同时体积流量=v q 20.61m 3/h,可从离心泵规格表中选用型号为IS80-50-200的离心泵。
辅助设备一览表
型号与规格
输水管 GB 8163—87（6219?φmm ） 输水泵 IS65-50-125
输油管 GB 8163—87（5140?φmm ） 输油泵
IS80-50-200
固定管板式换热器的结构设计 摘要 换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，其正确的设置，性能的改善关系各部门有关工艺的合理性、经济性以及能源的有效利用与节约，对国民经济有着十分重要的影响。 换热器的型式繁多，不同的使用场合使用目的不同。其中常用结构为管壳式，因其结构简单、造价低廉、选材广泛、清洗方便、适应性强，在各工业部门应用最为广泛。 固定管板式换热器是管壳式换热器的一种典型结构，也是目前应用比较广泛的一种换热器。这类换热器具有结构简单、紧凑、可靠性高、适应性广的特点,并且生产成本低、选用的材料范围广、换热表面的清洗比较方便。固定管板式换热器能承受较高的操作压力和温度，因此在高温高压和大型换热器中，其占有绝对优势。 固定管板式换热器主要由壳体、换热管束、管板、前端管箱（又称顶盖或封头）和后端结构等部件组成。管束安装在壳体内，两端固定在管板上。管箱和后端结构分别与壳体两端的法兰用螺栓相连，检修或清洗时便于拆卸。换热器设计的优劣最终要看是否适用、经济、安全、运行灵活可靠、检修清理方便等等。一个传热效率高、紧凑、成本低、安全可靠的换热器的产生，要求在设计时精心考虑各种问题.准确的热力设计和计算，还要进行强度校核和符合要求的工艺制造水平。 关键词：换热器；固定管板式换热器；结构；设计
The Structural Design of Fixed Tube Plate Heat Exchanger Author : Chen Hui-juan Tutor : Li Hui Abstract Heat exchanger is one of the most important equipments which is used in the fields of chemical, oil, power, metallurgy, transportation, national defense industry. Its right setting and the improvements of performance play an important role in the rationality o technology, economy, energy utilization and saving, which has a very important impact on the national economy. The type of heat exchanger is various, the different use occasions and the purpose is are commonly used for the tube shell type structure, because of its simple structure, low cost and wide selection, easy to clean, strong adaptability, the most widely used in various industry departments. Fixed tube plate heat exchanger is a kind of typical structure of tube and shell heat exchanger, also is a kind of heat exchanger is applied more widely. This kind of heat exchanger has simple and compact structure, high reliability, the characteristics of wide adaptability, and the production of low cost, wide range of selection of materials, heat exchange surface cleaning more convenient. Fixed tube plate heat exchanger can operate under high pressure and temperature, therefore, the heat exchanger in high temperature and high pressure and large in its possession of absolute advantage. Fixed tube plate heat exchanger is mainly composed of shell, heat
目录 1、目录 1 2、选型公式 2 3、选型实例一（水－水） 3 4、选型实例二（汽－水） 4 5、选型实例三（油－水） 5 6、选型实例四（麦芽汁－水） 6 7、附表一（空调采暖，水－水）7 8、附表二（空调采暖，汽－水）8 9、附表三（卫生热水，水－水）9 10、附表四（卫生热水，汽－水）10 11、附表五（散热片采暖，水－水）11 12、附表六（散热片采暖，汽－水）12
板式换热器选型计算 1、选型公式 a 、热负荷计算公式：Q=cm Δt 其中：Q=热负荷（kcal/h ）、c —介质比热（Kcal/ Kg.℃）、m —介质质量流量（Kg/h ）、Δt —介质进出口温差（℃）（注：m 、Δt 、c 为同侧参数） ※水的比热为1.0 Kcal/ Kg.℃ b 、换热面积计算公式：A=Q/K.Δt m 其中：A —换热面积（m 2）、K —传热系数（Kcal/ m 2.℃） Δt m —对数平均温差 注：Ｋ值按经验取值（流速越大，Ｋ值越大。水侧板间流速一般在0.2～0.8m/s 时可按上表取值，汽侧 板间流速一般在15m/s 以时可按上表取值） Δt max - Δt min T1 Δt max Δt min Δt max 为（T1-T2’）和（T1’-T2）之较大值 Δt min 为（T1-T2’）和（T1’-T2）之较小值 T T1’ c 、板间流速计算公式： T2 其中V —板间流速（m/s ）、q----体积流量（注意单位转换，m 3/h – m 3/s ）、 A S —单通道截面积（具体见下表）、n —流道数 2、板式换热器整机技术参数表： 计压力1.0Mpa 、垫片材质EPDM 、总换热面积为9 m 2 板式换热器。 注：以上选型计算方法适用于本公司生产的板式换热器。 选型实例一（卫生热水用：水-水） Ln Δt m =
摘要 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紧凑换热器。各相邻板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器的传热性能与板面的波纹形状、尺寸及流程组合方式都有密切关系。它与常规的管壳式换热器相比，在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下，其传热系数高，结构紧凑，占地面积小，价格低，安装方便，易清洗，在适用的范围内有取代管壳式换热器的趋势。板式换热器应用很广，尤其是更适宜用于医药、食品、制酒、化工等工业，并且随着板型、结构上改进，正在进一步扩大它的应用领域。 本文对板式换热器的发展及应用领域作了简要的介绍，通过板式换热器的传热原理，进行板式换热器热力计算和阻力计算，在满足了校核条件下，设计出板片波纹形式为双人字形、板片数为149片的并联流程组合的可拆卸式板式换热器。在此基础上，用AutoCAD绘制板式换热器零件图及装配图。设计的换热器工艺性好，安全可靠，便于操作、安装，成本低。 关键词：板式换热器；结构设计；传热计算；阻力计算
Abstract Plate heat exchanger is a new compact and efficient heat exchanger, consists of a series of corrugated sheet metal with a certain shape made of stacked. Formed thin rectangular channels between adjacent plates, through plates exchange heat. Plate heat exchanger heat transfer performance are closely related with plate’s corrugated shape, size and process combinations. Compared with the conventional shell and tube heat exchanger, at the same flow resistance and pump power consumption, it has the advantages of high heat transfer coefficient, compact, small footprint, low price, easy to install and clean. It has the trends replace shell and tube heat exchanger within applicable range. Plate heat exchanger applications is very broad, especially more suitable for medicine, food, wine, chemical and other industries. With the improvement of plate’s shape and structural, its field of application is further expanding. In this paper, the development and applications of plate heat exchanger was made a brief introduction.Through the principles of heat transfer of the plate heat exchanger, performed thermal and resistance calculations, under meeting the checking conditions, designs detachable plate heat exchanger, that plate’s corrugated shape is double herringbone, plate number is 149, process composition is parallel. On this basis, using AutoCAD to draw plate heat exchanger parts and assembly drawings. Designed heat exchanger technology is good, safe, reliable, easy to operate, install, and low cost. Keywords:plate heat exchanger; structural design; heat transfer calculation; resistance calculation
板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： ?总传热量(单位:kW). ?一次侧、二次侧的进出口温度 ?一次侧、二次侧的允许压力降 ?最高工作温度 ?最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。
（1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； m h,m c-----热、冷流体的质量流量，kg/s； C ph,C pc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。
最全面的板式换热器知识（原理、结构、设计、选型、安装、维修） 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。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。本课件由暖通南社独立完成整合编辑，欢迎转载，但请注明出处。 板式换热器基本结构及运行原理 板式换热器的型式主要有框架式（可拆卸式）和钎焊式两大类，板片形式主要有人字形波纹
板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。 钎焊换热器结构 板式换热器主要结构 ⒈板式换热器板片和板式换热器密封垫片 ⒉固定压紧板 ⒊活动压紧板 ⒋夹紧螺栓 ⒌上导杆 ⒍下导杆 ⒎后立柱 由一组板片叠放成具有通道型式的板片包。两端分别配置带有接管的端底板。 整机由真空钎焊而成。相邻的通道分别流动两种介质。相邻通道之间的板片压制成波纹。型式，以强化两种介质的热交换。在制冷用钎焊式板式换热器中，水流道总是比制冷剂流道多一个。
图示为单边流，有些换热器做成对角流，即：Q1和Q3容纳一种介质，而Q2和Q4容纳另一种介质。 板式换热器所有备件都是螺杆和螺栓结构，便于现场拆卸和修复。 运行原理 板式换热器是由带一定波纹形状的金属板片叠装而成的新型高效换热器,构造包括垫片、压紧板（活动端板、固定端板）和框架（上、下导杆，前支柱）组成，板片之间由密封垫片进行密封并导流,分隔出冷/热两个流体通道,冷/热换热介质分别在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交换，以达到用户所需温度。
一 列管换热器工艺设计 1、根据已知条件，确定换热管数目和管程数： 选用.5225?φ的换热管 则换热管数目：5.737019 .014.35.2110 A 0≈??== d l n p π根 故738=n 根 管程数：对于固定板式换热器，可选单管程或双管程，为成本计，本设计采用单管程。 2、管子排列方式的选择 （1）采用正三角形排列 （2）选择强度焊接,由表1.1查的管心距t=25mm 。 表1.1 常用管心距 管外径/mm 管心距/mm 各程相邻管的管心距/mm 19 25 38 25 32 44 32 40 52 38 48 60 （3）采用正三角形排列，当传热管数超过127根，即正六边形的个数a>6时，最外层六边形和壳体间的弓形部分空间较大，也应该配置传热管。不同的a 值时，可排的管数目见表1.2。具体排列方式如图1，管子总数为779根。 表1.2 排管数目 正六角形的数目a 正三角形排列 六角形对角线上的管数b 六角形内的管数 每个弓形部分的管数 第一列 第二列 第三列 弓形部分的管数 管子总数 1 3 7 7 2 5 19 19 3 7 37 37 4 9 61 61 5 11 91 91 6 13 12 7 127 7 15 169 3 1 8 187 8 17 217 4 24 241 9 19 271 5 30 10 21
301 11 23 397 7 42 439 12 25 469 8 48 517 13 27 547 9 2 66 613 14 29 631 10 5 90 721 15 31 721 11 6 102 823 16 33 817 12 7 114 931 17 35 919 13 8 126 1045 18 37 1027 14 9 138 1165 19 39 1411 15 12 162 1303 20 41 1261 16 13 4 198 1459 21 43 1387 17 14 7 228 1616 22 45 1519 18 15 8 246 1765 23 47 1657 19 16 9 264 1921 图1.1折流板的管孔及换热管及拉杆分布 3、壳程选择 壳程的选择：简单起见，采用单壳程。 4、壳体内径的确定 换热器壳体内径与传热管数目、管心距和传热管的排列方式有关。壳体的内径需要圆整成标准尺寸。以400mm为基数，以100mm为进级档，必要时可以50mm为进级档。 对于单管程换热器，壳体内径公式0 b t+ - D d = ~ )3 2( )1 (
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 新疆工程学院 毕业设计（论文） 2013 届 题目固定管板式换热器设计 专业设备维修技术 学生姓名韩向阳 学号 小组成员侯磊、张立东、蒋颖超 指导教师蔡香丽、薛风 完成日期
新疆工程学院教务处印制
新疆工程学院 毕业论文（设计）任务书班级化设备10-6班专业设备维修技术姓名韩向阳日期 2013.3.4 1、论文（设计）题目：固定管板式换热器设计 2、论文（设计）要求： （1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。 （3）主题明确，思路清晰。 （4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。 （5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。 （6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。 3、论文（设计）日期：任务下达日期 2013.3.4 完成日期 2013.4.10 4、指导教师签字： 新疆工程学院 毕业论文（设计）成绩评定 报告
序 号 评分指标具体要求分数范围得分1 学习态度 努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期完成规 定的任务。 0—10分 2 能 力 与 质 量 调研论 证 能独立查阅文献资料及从事其它形式的调研，能较 好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各 类信息并从中获取新知识的能力。 0—15分 综合能 力 论文能运用所学知识和技能，有一定见解和实用价 值。 0—25分 论文（设 计）质量 论证、分析逻辑清晰、正确合理，0—20分 3 工作量 内容充实，工作饱满，符合规定字数要求。绘图(表) 符合要求。 0— 15分4 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清 楚，字迹工整，书写格式规范， 0— 15分 合计0—100分评语： 成绩： 评阅人（签名）： 日期： 毕业论文答辩及综合成绩
板式换热器选型与计算方法 板式换热器的选型与计算方法 板式换热器的计算方法 板式换热器的计算是一个比较复杂的过程，目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候，各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前，越来越多的厂家采用计算机计算，这样，板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法，该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。 以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的： 总传热量(单位:kW). 一次侧、二次侧的进出口温度 一次侧、二次侧的允许压力降 最高工作温度 最大工作压力 如果已知传热介质的流量，比热容以及进出口的温度差，总传热量即可计算得出。 温度 T1 = 热侧进口温度 T2 = 热侧出口温度 t1 = 冷侧进口温度 t2= 冷侧出口温度 热负荷 热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系，在换热器保温良好，无热损失的情况下，对于稳态传热过程，其热流量衡算关系为： （热流体放出的热流量）=（冷流体吸收的热流量）
在进行热衡算时，对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。 （1）无相变化传热过程 式中 Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量，W； mh,mc-----热、冷流体的质量流量，kg/s； Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容，kJ/(kg·K)； T1,t1 ------热、冷流体的进口温度，K； T2,t2------热、冷流体的出口温度，K。 （2）有相变化传热过程 两物流在换热过程中，其中一侧物流发生相变化，如蒸汽冷凝或液体沸腾，其热流量衡算式为： 一侧有相变化 两侧物流均发生相变化，如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程 式中 r,r1,r2--------物流相变热，J/kg； D,D1,D2--------相变物流量，kg/s。 对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算，则应按以上方法分段进行加和计算。 对数平均温差(LMTD) 对数平均温差是换热器传热的动力，对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差，介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下，用算术平均温差代替对数平均温差。 逆流时： 并流时：
南京工业大学 《材料工程原理B》课程设计 设计题目：板式换热器1-油处理能力17000公斤 /小时 专业：高分子材料与工程 班级：高材1001班 学号： 1102100124 姓名： 联系方式： 日期： 2013-1-5---2013-1-14 指导教师：张振忠 设计成绩：日期： 2013-1-14
目录 设计任务书 (3) （一）设计题目 (3) （二）设计任务及操作条件 (3) 第一章设计方案简介 (4) 1.1 板式换热器概述 (4) 1.2 确定设计原则 (7) 第二章板式换热器的工艺设计计算 (10) 2.1 设计计算步骤 (10) 2.2 工艺设计数据一览表 (11) 2.3 板式换热器设计计算 (12) 2.4 压降核算 (16) 2.5 换热器主要结构尺寸及计算结果一览表 (17) 第三章辅助设备的计算与选择 (19) 3.1 水泵的选择 (19) 3.2 油泵的选择 (19) 第四章附图 (21) 4.1 工艺流程图 (21) 4.2 主体设备工艺图 (22) 第五章设计小结 (24) 5.1 设计小结 (24) 5.2 参考文献 (25) 5.3 答辩及评语 (26)
设计任务书 （一）设计题目 板式换热器-油处理能力17000公斤/小时 （二）设计任务及操作条件 1、处理能力见下表 2、设备型式板式换热器 3、操作条件 （1）油：入口温度100℃，出口温度40℃ （2）冷却介质：冷却塔循环水，入口温度30℃，出口温度50℃。（3）油侧与水侧允许压强降：不大于5×105 Pa （4）油定性温度下的物性参数： 名称 ρ（kg/m3）Cp (KJ/ ㎏·℃) μ（Pa.s）λ(W/m·℃)油825 2.22 8.66×10-40.14 油的中性温度= 240 100+=70℃
板式换热器结构及工作原理 要了解板式换热器，首先看一下其结构图： 板式换热器是按一定的间隔，由多层波纹形的传热板片，通过焊接或由橡胶垫片压紧构成的高效换热设备。按其加工工艺分为可拆式换热器和全焊接不可拆式换热器，办焊接式换热器是介于两者之间的结构，即两种流体作为相对独立的结构体进行组装的。板片的焊接或组装遵循两两交替排列原则组装时，两组交替排列。为增加换热板片面积和刚性，换热板片被冲压成各种波纹形状，目前多为v型沟槽，当流体在低流速状态下形成湍流，从而强化传热的效果，防止在板片上形成结垢。板上的四个角孔，设计成流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。 板式换热器的特点： （1）由于采用0.6mm—0.8mm不锈钢片，传热效率得以极大的提高。 （2）体积小，是管壳式换热器体积的1/3——1/5，既节省了金属材料，又减少了占地面积。 （3）组装灵活，便于推行标准作业，从而为进一步降低生产成本带来可能。
（4）不易结构，清洗方便，便于日常维护。 （5）由于体积小、响应迅速，运行热损失小。 （6）焊接式板式换热器的缺点是焊接工艺要求高、带来成本的增加：可拆卸换热器运行温度受密封材料制约，一般在200摄氏度以 下，耐压能力也较差。 实际应用中，根据不同用户的要求，选择不同的换热器。一般工矿企业、社区楼宇集中供热换热站采用可拆式换热器，家庭生活用热水、室内空调等小功率用户采用全焊接式板式换热器。随着焊接技术和工艺的不断改进和提高，大功率换热器采用全焊接工艺将日益普及，结构更趋经凑合理。 发展展望：据统计，在现代石油化工企业中，换热器投资占30% ~40%。在制冷机中，蒸发器和冷凝器的重量占机组重量的30% ~40%，动力消耗占总动力消耗的20% ~30%。可见换热器对企业投资、金属耗量以及动力消耗有着重要的影响。大力发展板式换热器更替原有效率低下、材料消耗惊人的陈旧换热器是节能降耗有效途径，行业发展也将迎来新的机遇。
固定管板式换热器设计结构设计 第一章绪论 1 研究的目的和意义 随着现代工业的发展，以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧。世界各国在寻找新能源的同时，也更加注重了节能新途径的研发。强化传热技术的应用不但能节约能源、保护环境，而且能大大节约投资成本。换热器由于其在化工、石油、动力和原子能等工业部门的广泛应用，使得换热器的强化传热技术一直以来受到研究人员的重视，各种研究成果不断涌现[1]。 换热器是一种实现物料之间热量传递的节能设备,在石油、化工、冶金、电力、轻工、食品等行业应用普遍。在炼油、化工装置中换热器占总设备数量的40%左右,占总投资的30%一45%。近年来随着节能技术的发展,换热器的应用领域不断扩大,带来了 显著的经济效益[2]。 目前,在换热设备中,管壳式换热器使用量最大。因此对其进行研究就具有很大的意义。 换热器换热过程是为了实现下列目的：⑴通过减小设计传热面积来减小换热器的体积和质量⑵．提高已有换热器的换热能力⑶．使换
热器能在较低额温差下正常工作⑷．通过减小换热器的流体阻力来减少换热器的动力消耗 2 国内外发展状况 2.1管程强化传热研究进展 换热管是管壳式换热器的主要组成部分，以下是列举的集中国内外新型高效换热管以及它们的作用 2.1.1螺旋槽管 螺旋槽管是一种管壁上具有外凸和内凸的异形管,管壁上的螺旋槽能在有相变和无相变的传热中明显提高管内外的传热系数,起到双边强化的作用。根据在光管表面加工螺旋槽的类型螺旋槽管有单头和多头之分,其主要结构参数有槽深e、槽距p和槽旋角β。美国、英国、日本从1970年至1980年间对螺旋槽管进行了大量的研究[1] 2.1.2横纹管 华南理工大学曾研究过1974年前苏联提出的一种换热管，研究表明：在相同流速下，横纹管的流体阻力较单头螺旋槽管的流体阻力要小。[2] 2.1.3螺旋扁管 梁龙虎[3]经实验研究,表明螺旋扁管管内膜传热系数通常比普通圆管大幅度提高,在低雷诺数时最为明显,达2～3倍;随着雷诺数的
一、换热器类型的选取 1．换热器分类： （1）按照使用目的分类：冷却器、加热器、再沸器、冷凝器等； （2）按照结构分类：管壳式、板式、管式等。 2．换热器的类型选择 换热器的类型很多，每种型式都有特定的应用范围。在某一种场合下性能很好的换热器，如果换到另一种场合可能传热效果和性能会有很大的改变。 因此，针对具体情况正确地选择换热器的类型，是很重要的。换热器选型时需要考虑的因素是多方面的，主要有: 1) 热负荷及流量大小 2) 流体的性质 3) 温度、压力及允许压降的范围 4) 对清洗、维修的要求 5) 设备结构、材料、尺寸、重量 6) 价格、使用安全性和寿命 在换热器选型中，除考虑上述因素外，还应对结构强度、材料来源、制造条件、密封性、安全性等方面加以考虑。所有这些又常常是相互制约、相互影响的，通过设计的优化加以解决。针对不同的工艺条件及操作工况，我们有时使用特殊型式的换热器或特殊的换热管，以实现降低成本的目的。因此，应综合考虑工艺条件和机械设计的要求，正确选择合适的换热器型式来有效地减少工艺过程的能量消耗。对工程技术人员而言，在设计换热器时，对于型式的合理选择、经济运行和降低成本等方面应有足够的重视，必要时，还得通过计算来进行技术经济指标分析、投资和操作费用对比，从而使设计达到该具体条件下的最佳设计。3．管壳式换热器 管壳式换热器的应用范围很广，适应性很强，还具有容量大、结构简单、造价低廉、清洗方便等优点，因此它在换热器中是最主要的型式。以下内容均用于管壳式换热器 二、工艺条件的选定 1．压降 较高的压降值导致较高的流速，因此会导致较小的设备和较少的投资，但运行费用会增高，较低的允许压降值则与此相反。所以，应该在投资和运行费用之间进行一个经济技术比较。换热器的压降可以参考相关的经验数据。 允许压降必须尽可能加以利用，如果计算压降与允许压降有实质差别，则必须尝试改变设计参数。 在设计中要充分利用允许压降用；而增加一点压降会增加很大的经济性，则应再
固定管板式换热器设计
目录 第一章绪论 (3) 1.1什么是管壳式换热器······································３ １．2管壳式换热器的分类········································３ 第二章总体结构设 计·············································４ 2.1固定管板式换热器结构 (4) 第三章机械设计 (4) ３．1工艺条件··················································４ 3.２设计计算 (4) （1）管子数 n···············································５ (２）换热管排列形式········································５（3）管间距的确定···········································５ (4)壳程选择···············································５ 3.3 筒体 (6) （1）换热器壳体内径的确定··································６ （2)换热器封头的选择 (6) 3．4 折流板 (6) （1）折流板切口高度的确定 (6) (2）确定折流板间距........................................６（３)折流板的排列方式.. (7) (4）折流板外径的选择······································７（5)折流板厚度的确定······································７ （６)折流板的管孔确定 (7) ３.5 拉杆、定距管 (7) （1）拉杆的直径和数量 (7) （２）拉杆的尺寸 (8) （３）拉杆的布置············································９ (4）定距管 (9) ３.6、防冲
人字形板片,其结构如图1所示,波纹板片相互倒置后叠放在一起,上下成人字形的波纹,从而形成周期性变化的通道,流体流过此通道时呈不规则的流动形态,即形成交叉流及曲折流等湍流强度较高的流体形态。 如图1所示,3块换热板片形成了上、下两通道,分别流经冷流体和热流体,由于存在温度差,热流体将热量经过中间板片传递给冷流体的同时,受到上、下板片所形成的人字形的扰动,从而形成曲折流,在较低雷诺数(Re≈23~400)就能发生湍流,同时由于实验模型可有多种样式,采集数据量大,因而采用数值模拟形式具有很大的优越性。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司艾瑞德是全球领先的板式换热器板片生产商和销售商，拥有国内品种最全，型号最多的板式换热器板片！能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、日阪/HISAKA、风凯/FUNKE、萨莫威孚 /Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的全部常用型号的板式换热器板片。
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固定管板式换热器的设计 第一章.设计方案概述和简介 一、概述 在不同温度的流体间传递热能的装置称为热交换器，简称为换热器。化工生产中换热器的使用十分普遍，由于物料的性质、要求各不相同，换热器的种类很多。了解各种换热器的特点，根据工艺要求正确选用适当类型的换热器是非常重要的。 按照热量交换的方法不同，分为间壁式换热器、直接接触式换热器、蓄热式换热器三种。化工生产中绝大多数情况下不允许冷、热两流体在传热过程中发生混合，所以，间壁式换热器的应用最广泛。在换热器中至少要有两种温度不同的流体，一种流体温度较高，放出热量：另一种流体温度较低，吸收热量。换热器在化工、石油、动力、制冷、食品等行业中都有广泛应用，且它们是上述这些行业的通用设备，并占有十分重要的地位 二、列管式换热器的分类 1、 U型管换热器 U型管换热器结构特点是只有一块管板，换热管为U型，管子的两端固定在同一块管板上，其管程至少为两程。管束可以自由伸缩，当壳体与U型环热管由温差时，不会产生温差应力。U型管式换热器的优点是结构简单，只有一块管板，密封面少，运行可靠；管束可以抽出，管间清洗方便。其缺点是管内清洗困难；由于管子需要一定的弯曲半径，故管板的利用率较低；管束最内程管间距大，壳程易短路；内程管子坏了不能更换，因而报废率较高。此外，其造价比管定管板式高10%左右。 2、固定管板式换热器 固定管板式换热器主要是由筒体、封头、管板、换热管、管箱、折流板及法兰等组成，管束两端固定在管板上，管板和筒体之间是刚性连接在一起，相互之间无相对移动，换热器结构简单、制造方便、造价较低；在相同直径的壳体内可排列较多的换热管，而且每根换热管都可单独进行更换和管内清洗；但管外壁清洗较困难。当两种流体的温差较大时，会在壳壁和管壁中产生温差应力，一般当温差大于50摄氏度时就应考虑在壳体上设置膨胀节以减小温差应力。但当管、壳温差大于70摄氏度时，壳程压力超过0.6Mpa时，导致膨胀节过厚失去温差补偿作用。因此，固定管板式换热器适用于壳程流体清洁，不易结垢，管程常用要清洗，冷热流体温差不太大的场合。
板式换热器选型设计原则及方法 单板面积的选择一般板式换热器选择首先是按流速确定角孔直径，角孔处流速一般控制在6m/s，当板片角孔确定后，板片的系列就能确定了。角孔直接一定的情况下，不同的制造商有不同板型，有的就一～种，有些较多。我知道的有一公司，在100mm角孔直接下，有多达7种板片。面积大小有3个规格，流道宽度有2个。至于单片面积的大下，我的经验是在满足工艺要求的情况下，应从价格上考虑。从单片面积的造价比，越大越便宜，但是整机价格得考虑框架的价格，所以而个应综合考虑。单片面积小，框架价格低，但是板片单价高。并且单片面积太下，处除了占地大，一般也难达到单流程的板片布置。（2）板间流速的选取基本同意楼主的观点，一般0.2m/s是下限，但是上限0.8m/s好象稍低了。不过这得看制造商的板片波纹。（3）流程的确定补充楼主观点：板式换热器流程在工业上一般都布置成单流程，这样在检修时可不用拆处接管。在卫生和食品上，多流程的应用较多。因为换热器一般都比较小。（4）流向的选取一般的板式换热器都是取纯逆流布置的。 可拆式板式换热器在换热站的应用情况 加热载体为 1.1MPa、230℃的蒸汽；供暖载体为热水,供水温度为92℃,回水温度为70℃,供水压力为0.5MPa、回水压力为0.14MPa。因原管壳式换热器设备陈旧,维修量大,并且蒸汽的消耗量有逐年递增的趋势。于是在2006年大修期间,将原管壳式换热器改造成板式换热器。1、板式换热器 板式换热器(plateheatexchangers,简称PHE)是一种新型高效换热器。其发明始于1872年,最初主要用于食品工业,后来逐渐扩大至造纸、医药、冶金、矿山、机械制造、电力、船舶、采暖及石油化工等其它工业领域。目前世界较知名的板式换热器生产厂家有瑞典的Alfa-laval(阿法拉伐)、SWEP(舒瑞普)、德国的GEA公司、英国的APV、日本的Hisaka(日版制作所)等。板式换热器由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成,由于其特殊结构,使得板式换热器具有以下优点。 1.1 、总传热系数高,设备占地面积小 板式换热器的板片一般制成槽形或波纹形,介质在流道内的流动呈复杂的三维流动结构,其流动方向及流动速度均不断变化,造成很大的扰动,在低雷诺数(一般Re=50~200)下即可诱发湍流(而列管式换热器则要求雷诺数达到2000以上)。由于大的扰动减薄了液膜的厚度,可防止杂质在传热面上沉积粘附,从而减小污垢热阻,加之板片厚度仅0.6~0.8mm,热阻较小,另外在板式换热器中,冷热流体分别从板片的两侧通过,流体流道较小,不会出现象管壳式换热器那样的旁路流,故总传热系数较高。若以水/水为传热介质,板式换热器的总传热系数可达8360~25080kJ/m2•；h•；℃为管壳式换热器传热系数的3~5倍,但其设备体积仅为管壳式换热器的30%左右。 1.2 、传热效率高。板式换热器的传热效率非常高,国际上已有多家公司能提供最小对数平均温差△Tm=1℃的板式换热器产品。但冷热物流最小对数平均温差过小将导致换热器的换热面积很大,从工程应用角度而言并不经济。 1.3 、对数平均温差大。提高传热对数平均温差是强化传热效果的重要手段。流体的流动方向和方式都会影响对数平均温差。板式换热器内流体的流动总体上呈并流或逆流的方式,其传热平均温差的修正系数通常为0.95左右。而在管壳式换热器中,两种流体分别在壳程和管程内流动,总体上是错流的流动方式,即在壳程为混合流动,在管程为多股流动,所以传热平均温差的修正系数一般较小(约0.8左右)。 1.4 、组装灵活,操作弹性大。使用维修方便板式换热器由若干张板片组装而成,只需增、减板片的数量即可方便地调节换热面积的大小,因此使用非常灵活,操作弹性大,并且不象管壳式那样,需要预留出很大的空间用来拉出管束检修。而板式换热器只需要松开夹紧螺杆,即可在原空间范围内100%地接触倒换热板的表面,维修方便。 2 、板式换热器的适用条件及应用于换热站的实施方案 板式换热器虽然具有以上优点，但它并不能完全取代管壳式换热器。一方面是因为板式换热器对介质的洁净程度要求较高，它要求介质中杂质颗粒直径小于 1.5~2mm;另一方面是因为早期的板框式换热器(俗称可拆式板式换热器)只能适用于工作压力小于 1.6MPa、工作温度介于120~165℃之间的工况。 因换热站热源采用的是 1.1MPa;230℃的过热蒸汽，受密封垫片的耐温限制(普通EPDM垫片耐温150℃，耐高温的EPDM垫片耐温
板式换热器的基本结构 板式换热器主要由框架和板片两大部分组成。 艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司作为专业的可拆式板式换热器生产商和制造商，专注于可拆式板式换热器的研发与生产。ARD艾瑞德专业生产可拆式板式换热器（PHE）、换热器密封垫（PHEGASKET）、换热器板片(PHEPLATE)并提供板式换热器维护服务（PHEMAINTENANCE）的专业换热器厂家。 ARD艾瑞德拥有卓越的设计和生产技术以及全面的换热器专业知识，一直以来ARD致力于为全球50多个国家和地区的石油、化工、工业、食品饮料、电力、冶金、造船业、暖通空调等行业的客户提供高品质的板式换热器，良好地运行于各行业，ARD已发展成为可拆式板式换热器领域卓越的厂家。
ARD艾瑞德同时也是板式换热器配件（换热器板片和换热器密封垫）领域专业的供应商和维护商。能够提供世界知名品牌（包括：阿法拉伐/AlfaLaval、斯必克/SPX、安培威/APV、基伊埃/GEA、传特/TRANTER、舒瑞普/SWEP、桑德斯/SONDEX、艾普尔.斯密特/API.Schmidt、风凯/FUNKE、萨莫威孚 /Thermowave、维卡勃Vicarb、东和恩泰/DONGHWA、艾克森ACCESSEN、MULLER、FISCHER、REHEAT等）的所有型号将近2000种的板式换热器板片和垫片，ARD艾瑞德实现了与各品牌板式换热器配件的完全替代。全球几十个国家的板式换热器客户正在使用ARD提供的换热器配件或接受ARD的维护服务（包括定期清洗、维修及更换配件等维护服务）。 无论您身在何处，无论您有什么特殊要求，ARD都能为您提供板式换热器领域的系统解决方案。 板片由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