增刊1（总第155期）2019年5月
船舶设计通讯
JOURNAL OF SHIP DESIGN
Extra edition No.l(Serial No.155)
May2019
2船舶机电I
板式换热器板片波纹角度对换热性能的影响
陈至哲周渊昊
(上海船船研究设计院，上海201203)
［摘要］船舶上不同系统中，不同的介质工作温度各不一样，有些需要被加热，有些则需要被冷却，因此换热器是必不可少的。现代船舶上的换热器大多为板式换热器.主要对其性能进行研究。波纹角度作为板式换热器的重要设计要素，就其对换热器的
换热性能的影响，以波纹角度从50。~70。为变化范围进行数值模拟研究，发现随着波纹角度的减小.换热器的换热性能有一定程度的减小，流动阻力也相应减小，但是综合性能相应增加。在实际工作中这一结论能够指导对换热器进行选型设计。
［关键词］板式换热器；换热板片；波纹角度；数值模拟
［中图分类号］U664.5+2［文献标志码］A［文章编号］1001-4624(2019)增刊1-0120-07
Influence of Corrugation Angles of Plate Heat Exchanger
on Heat Transfer Properties
CHEN Zhi-zhe ZHOU Yuan-hao
(Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute,Shanghai201203,China)
Abstract：The temperature of different mediums in different systems are not the same.Some require to be heated up while others require to be cooled down,so heat exchangers are necessary on board.Most of the marine heat exchangers are plate heat exchanger of which the properties were studied in the paper.Different angles have significant influences on heat transfer properties.The angles ranging from50°to70°were numericaly simulated,leading to the result that as the angles decreased,the heat transfer property and the flow resistance decreased to some extent while the comprehensive performance increased.These results could help to choose the type of plate heat exchangers. Keywords：plate heat exchanger；corrugation angle;numerical simulation
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板式换热器作为目前船舶广泛应用的热交换设备，其换热板片的数量、换热板片的换热面积、板片的具体结构形式都对热交换能力有较大影响。因此,研究如何提升换热器的热交换效率，对船舶提高能源利用率有重大的影响。对于某一确定的换热器，板片的数量和板片的大小是确定的，但可对其板片上波纹的具体形状进行改进，从而达到提升其热交换效率的目的。本文运用三维建模软件建立换热板片的局部模型，通过改变其波纹的角度，研究其冷、热流体进出口的温度和压力的变化，从而得到板式换热器板片效率最高的波纹角度。
1板片的模型
本文研究的板式换热器板片的实体模型取自热交换设备（见图1）。根据现场测得的数据，用三维建模软件Pro/E建立了三维模型（见图2）,在此模型基础上取其中的流体区域作为研究对象（见图3）。
［收稿日期］2018-02-05；［修回日期］2018-10-10
［作者简介］陈至哲（1990-）,男，助理工程师，从事船舶轮机设计工作。
周渊昊（1993-）,男，助理工程师，从事船舶晒装设计工作。120
板式换热器维护保养得必要性 板式热交换器虽说经久耐用，但长期使用后，由于密封圈发生劣化、污渍附着等原因难以维持原有的性能，有时会发生漏液等各种问题。为了使板式热交换器更加长久地、安定地、在最佳状态下能够得以使用，定期进行维修保养是不可或缺的。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司艾瑞德在保证密封圈等各种更滑零部件库存的同时，还根据客户的需要，提供各种丰富的服务，例如，派遣熟练的技术人员进行上门维修保养以及“取回厂检查整修”的“全套餐服务”等等。 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司艾瑞德公司积累了丰富的技术经验，并将最先进的传热板技术传播到了全世界。这样的 ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司艾瑞德才能够提供“放心”和“信赖”的维修保养服务。若长期不注意维护保养...
拆解清洗服务方案 为了使客户的板式热交换器维持在最佳状态，ARD艾瑞德板式换热器（江阴）有限公司艾瑞德凭借多年多年积累的技术经验，提供“拆解、清洗”“改善作业”“当 地服务”等丰富的服务菜单，开展维修保养服务。 维修保养服务以“取回厂检查整修”和“现场清洗维护”为主，“取回厂检查整修”将客户的板式热交换器主机取回保养，在恢复最佳状态后送返。“现场清洗维护” 是公司专业工程师携带专业设备到用户现场进行作业，时间短，效率高，不会耽误客户生产经营。此外，还提供咨询等各种服务菜单，帮助客户维持板式热交换器的最佳状态。 客户可以根据使用条件和状况选择服务种类，因此可以通过多种方式维护机器的最佳运转状态。 拆卸清洗维护步骤：
板式换热器在线清洗方案 清洗工艺方式有：循环、喷淋等、浸泡。 清洗工艺步骤及操作标准 一.首先根据换热器的换热面积及结垢厚度，计算出需要准备的清洗剂 原液数量。 二. 根据换热器的管路容积，准备好盛清洗剂的容器，能满足循环需要 即可，容器内表面要求干净无氧化层或者使用非金属材质的容器。 三. 根据换热器内部循环压力要求，准备好可供循环的工业离心泵，准 备好泵与换热器及容器的连接管路，必要时要制作法兰连接。 四. 根据垢层厚度或者是清洗时间来确定是否需要对清洗剂原液进行稀 释，稀释比例根据情况不同可控制在 1:1~1:5 之间。 五. 在容器内倒入足够量的清洗剂并连接好管路，开启关对换热设备进 行循环清洗。换热设备不用拆卸，可在线清洗。 六. 循环清洗过程中由于清洗剂与垢质发生化学反应，在溶液槽内可发现有明显溶解的垢质杂质及泡沫。 七. 清洗一段时间后，在溶液内加入清洗剂原液提高溶液浓度继续清洗。 八. 清洗一段时间后，把循环管路的进、出口调换进行反循环清洗。 九. 清洗过程中要时刻对溶液进行测试，保持溶液浓度在有效范围之内，直到溶液浓度长时间再没有变化时，说明换热设备已经清洗干净。 十. 在容器内换入清水进行循环清洗置换，把残留在设备内的已经剥离的垢质和其它杂质冲洗干净，清洗过程也需要调换进、出口管路进行反复冲洗。 十一.使用清洗剂也可对设备进行浸泡清洗。
螺旋板式换热器结构及性能 1、本设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果。 2、在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力。 3、I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性。 4、II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。 5、III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其两个通道可拆开清洗，适用范围较广。 6、单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用，但组合时必须符合下列规定：并联组合、串联组合、设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。 螺旋板式换热器的基本参数： 1.螺旋板式换热器的公称压力PN规定为0.6，1，1.6、 2.5Mpa（即原6、10、16、25kg/cm）（系指单通道的最大工作压力）试验压力为工作压力的1.25倍。 2.螺旋板式换热器与介质接触部分的材质，碳素钢为Q235A、Q235B、不锈钢酸港为SUS321、SUS304、3161。其它材质可根据用户要求选定。 3.允许工作温度：碳素钢的t=0-+350℃。不锈钢酸钢的t=-40-500℃。升温降压范围按压力容器的有关规定，选用本设备时，应通过恰当的工艺计算，使设备通道内的流体达到湍流状态。（一般液体流速1m/Sec气体流速10m/Sec）.设备可卧放或立放，但用于蒸气冷凝时只能立放；用于烧碱行业必须进行整体热处理，以消除应力。 螺旋板式换热器防堵塞原理 螺旋板式换热器与一般列管式换热器相比是不容易堵塞的，尤其是泥沙、小贝壳等悬浮颗粒杂质不易在螺旋通道内沉积，主要体现在： 1.因为它是单通道杂质在通道内的沉积一形成周转的流还就会提高至把它冲掉； 2.因为螺旋通道内没有死角，杂质容易被冲出。 螺旋板换热器的分类 螺旋板换热器分为可拆分螺旋板换热器和不可拆分螺旋板换热器。不可拆式螺旋板换热器的结构比较简单，螺旋通道的两端全部焊死。可拆式螺旋板换热器.除螺旋通道两端的密封结构以外，其他与不可拆式完全相同。为达到机械清洗的目的，可拆式螺旋通道，一端敞开，用平板盖和垫片密封，以防止流体漏到大气中或同一通道内的流体短路。为了提高螺旋板的承压能力，在板与板之间用定距柱支撑。筒体上的流体进出口有法向接管和切向接管两种。中国普遍使用切向接管,它的流体阻力小,杂质容易被冲出。使用回转支座比较方便，可使换热器立放或卧放。换热的A、B流体分别流过螺旋板的两侧，其中的一种流体沿螺旋通道由外向内，至中心出口流出；而另一种流体则沿螺旋通道由中心进口，由内向外流出。两种流体呈纯逆流方式流动。螺旋板换热器最大结构尺寸为：板宽1800毫米，外径1700毫米，传热面积250米，板与板之间的距离20毫米。允许最高操作压力可达 2.5兆帕。工作温度由选用的材料而定，材料大多用碳钢、不锈钢、铝、铜和钛。
波纹管换热器性能及效益分析 晨怡热管2008-5-20 0:10:51 1、引言 换热器是热能交换的主要设备，在热电联产、集中供热、石油化工、油品输送、冶金、轻工及宾馆、医院等领域具有广泛的应用。下面我要分析介绍的波纹管换热器，是我公司根据客户要求及借鉴外来经验设计研制的换热器，是一种新型的高性能的热交换器，是换热器家族中一个高新技术产品，也是我国自己研制与应用的唯一具有竞争力及优越性能的换热器。其具有高效、安全、可靠、节能、不易堵漏、密封周期长的，综合性优点，尤其适合在高温、高压的条件下实用。 本文根据传热学原理，对波纹管换热器的结构特点，进行了详细的理论及技术性能分析、经济效益和社会效益的分析。对今后压力容器行业换热器产品的更新改造有着较大的借鉴意义。 2 波纹管换热器的主要结构特点 2.1 传热原理 我们先来分析一下间壁两侧流体热交换过程:流体在圆管内流动时，分层流层和湍流层，介质在管内各点的速度随该点与管中心的距离而变，距离管壁附近流速最慢，为层流层，越离管壁较远处，流速越快，为湍流层。 物质间热交换过程有三种：热辐射、对流传热和热传导。化工中常遇到的是温度不太高的流体间的热交换问题,此时辐射传热通常可不予考虑。热量自热流体传到间壁表面的一侧,或 自间壁另一侧表面传给冷流体,都属于对流传热。对流传热是在流体流动的过程中发生的热量传递现象,所以和介质流动的情况密切相关。即使是在湍流流动的情况下，流体主流中由于旋涡丛生，流体各部分相互混合，所以热阻很小，从而在和流体流动方向垂直的截面上，湍流中心区各点流体之间的温度趋于一致；但在紧靠壁面处，总有一层流体膜顺着壁面作层流流动，称为层流底层。在冷流体一侧，热量在传入冷流体主体之前，必须首先通过它。由于通过这层流体膜的传热是以导热方式进行的，所以流体膜虽薄，却是对流传热的主要热阻，温度降也主要集中在层流底层中。 图1为对流传热时沿热流方向的温度分布情况示意图。图中F1F1与F2F2为层流底层的界面，T`为热流体中心温度，也即最高温度，t`为冷流体中心温度，也即最低温度。在热流 体的湍流主体中，由于流体质点充分混合，温度基本上是一致的，即图中T`。在层流底层内，由于热阻较大，温度急剧由Tb下降到Tw。在层流底层和湍流主体之间，存在一个温 度逐渐变化的区域，称为过渡区，其中温度由T`下降到Tb。再往左通过管壁，因其材料通常为金属，热阻很小，因此，管壁两侧的温度Tw和tw相差很小，此后在冷流体内，又顺 次通过层流底层、过渡区而到达湍流主体，温度由tw经tb下降到t`。图中曲线twtbt`和曲线T`TbTw的意义相似。
波纹翅片的传热与流动特性研究 摘要；近些年来能源与环境问题日益加剧,保护环境、降低能源消耗成为当今世界的主题,因此各行业的学者都肩负减少能耗的重任。板翅式换热器是在20世纪问世的, 由于其在节省能源与材料方面的优越性，如今在石油化工、能源动力、冶金、制冷、航天等各领域已经获得了广泛的应用。翅片管换热器在制冷、空调等领域广泛应用。波纹翅片是这种紧凑式换热器的翅片类型中的一种, 它增加了传热面积和扰流的程度，对换热器的性能有很大的提升。 本文应用FLUENT软件针对波纹翅片管换热器空气侧换热进行数值模拟。并研究Re数、管排数和管径等参数对空气侧传热和流动特性的影响。同时对不同尺寸的波纹翅片进行了数值模拟分析并计算出各个模型的换热因子j 和阻力因子f，根据他们的数值判断翅片在该模型下的性能优略。最后考察了波纹形式、管排、翅片间距、波峰到波谷投射长度和波峰到波谷高度对流动换热性能的影响。 关键词：波纹翅片；数值模拟；换热因子；阻力因子；换热性能
study on heat transfer and flow of wavy fins Abstract；In recent years, energy and environmental issues increase, protecting the environment and reducing energy consumption are the themes of the present world.Plate-fin heat exchanger appears in the 20th century ，because of its superiority in terms of saving energy and materials. Now it is used widely in various fields such as petrochemical, Energy and Power, metallurgy, Refrigeration, aerospace,because of its superiority in the saving of energy and materials. Scholars in various industries have to shoulder the heavy task of reducing energy consumption. Fin-and-tube heat exchanger is widely used in refrigeration, air conditioning .The wavy fin is one of fin types on this compact heat exchanger. It increases the heat transfer area and the degree of spoiler, and improves the performance of the heat exchanger greatly. In this paper, FLUENT is used to simulate the wavy fin-and-tube heat exchanger, . Based on these results, the effects of Reynolds number, tube row number, tube diameter and other parameters on air side heat transfer and flow characteristics are studied. At the same time, I have carried out the numerical simulation analysis on different geometric dimensions of the wavy fins,I calculated the heat transfer factor j and resistance factor f of each model. According to their value we can judge the performance of that model. Finally, examine the corrugated form of tube rows, fin spacing, the projected length of the crest to trough and crest to trough height effects on flow and heat transfer performance. Keywords；wavy fins；numerical simulation；heat transfer factor；resistance factor；heat transfer performance
板式换热器板片设计的四大特性 更新日期：2012-08-20 板式换热器是制冷主机上的重要配件，它是由一组波纹金属板组合而成，板上有四个角孔，供传热的两种液体通过，引导流体交替地流经各自的通道，进行热交换，它们排列紧密、精度高，体积小，换热效率高，节省空间，使用环境要求较高，适合在小型制冷机组上使用，广泛应用与冶金、石油、化工、食品、制药、船舶、纺织、造纸等行业，是加热、冷却、热回收、快速灭菌的优良设备。 特性 1、板片分流区设计：即使最宽的板片,也能使流体充分均匀地分布在板片的各个角落，使分流区压力损失最小.板片所有的换热面积都参与高效换热,板片的所有物理面积都转化为有效的换热面积,无换热死区，不存在流动死角,不容易发生积垢,不易出现积垢引起的氯离子腐蚀，可以充分利用允许的压力降,提高对流换热部分的流速,提高整体的换热效率。 2、板片单边流设计：整台板式换热器仅用一种板片，更易配管，更易安装和设备维护，减少板片和胶垫的备品种类和数量。 3、板片有H和L两种波纹角度：通过换热器板片优化组合,最大限度提高传热系数,降低设备造价 4、板片一次冲压成型：在同一板片上,板片波纹深度相同,从而保证板间每一接触点完好衔接，板片上无过度冲压区.不会产隐性裂纹，板片上金属纹路高度同一，板片最薄可达0.3mm.这样使得板片承压能力增强,避免热应力疲劳,避免振荡和高频颤抖引起的机械疲劳腐蚀，板片机械性能更佳,避免了隐性裂纹造成的泄漏，接触点分布均匀,介质流过板片时,湍流加强,最大限度提高传热效率，减轻设备重量,在保证承压要求下,获得更高的传热系数。 ARD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。
板式换热器反冲洗清洗方法简介 通过对板式换热器换热原理，结垢、堵塞原因的分析，我们提出一种换热器反冲洗清洗维护方法。该方法是利用系统高压水所产生的能量，对换热面上的垢层进行反向冲击，使之脱离换热器板片，排出循环系统。经过长期实践，事实这种方法效果十分明显。 板式换热器反冲洗清洗方法操作过程 板式换热器一次侧排污操作方法： A、关闭换热器一次侧接口处供回水球阀1、2，打开一次侧排污球阀4，和一次侧排气阀3，使换热器内一次侧留存的水全部泄空； B、关闭一次侧排污阀4，迅速打开换热器一次侧回水球阀2，当排气阀3见水后，关闭换热器一次侧回水球阀2； C、打开换热器一次侧排污球阀4，泄空换热器一次侧存水，迅速打开一次供水球阀1，进行排污，待排出的液体澄清后，关闭排污球阀，上述操作连续进行2次； D、打开换热器排气阀3，同时开启一次回水球阀2，待换热器内充满水后，打开供水球阀1，恢复正常运行，换热器一次侧反冲洗清洗完成。
板式换热器二次侧排污操作方法 A、关闭换热器二次侧接口处供回水球阀5、6，打开二次侧排污球阀8，和二次侧排气阀7使换热器内二次侧的存水全部泄空； B、关闭二次侧排污阀8，迅速打开换热器二次侧回水球阀6，当排气阀7见水后，关闭换热器二次侧回水球阀6； C、打开换热器二次侧排污球阀8，泄空换热器内的水，迅速打开二次供水球阀5，进行排污，待排出的液体澄清后，关闭排污球阀，上述操作连续进行3-5次； D、打开换热器排气阀7，同时开启二次回水球阀6，待换热器内充满水后，打开供水球阀5，换热器一次侧恢复正常运行。 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。
家用空调换热器翅片片型性能对比研究与应用 文章主要介绍了家用空调换热器翅片相似片型的性能对比研究与应用，对平片型、波纹片型的换热能力，化霜、外观等进行对比研究，论证了波纹片型整体优于平片型翅片，新机型优先选用波纹片型翅片。 标签：翅片；片型；换热能力；换热器 随着国家空调能效等级的提高，空调行业的快速发展，各种新机型如雨后春笋般大量涌现，提高换热器的换热能力是必然的发展趋势。所以换热器新机型的开发需要提高换热能力，现在研究换热器翅片片型对换热能力的影响，采用换热能力强的片型。 1 现状调查 翅片的作用是強化两器组件空气测的热交换效率，提高两器换热能力。平片片型具有风阻较小，但换热性能相对于波纹片要差，结霜周期较长，化霜效果较好等特点；波纹片片型风阻大于平片，低片距时化霜效果较好，折弯抗倒伏能力好。 2 对比研究与应用 拟对翅片平片与波纹片片型进行外观、性能等方面的对比研究。 外观对比：波纹片实际换热面积比平片增加5%。 性能对比：根据压焓p-h图分析，由于波纹片实际换热面积大于平片，导致换热器整体换热面积加大，可适当增大吸气过热度，焓差值加大，即制冷量加大。 原采用平片的共用机型中，不同冷量段及不同能效等级都选出两款主力机型：3P柜机、2P柜式机型、1.5P挂壁，安排换热性能及化霜试验的验证：按定频、变频、挂壁、柜机试制样机，在制冷制热能效、化霜等方面进行平片与波纹片的比较验证。 3 结束语 在系统没有其它更改的情况下，直接更换冷凝器片型，不考虑生产导致的两台外机差导的情况下，波纹片外机所测各项试验结果比平片的结果都要好。并且与前期压焓图分析，外机更换波纹片后，换热面积加大，产品能力（制冷、制热）不会减少的情况基本相符，能效的计算结果，包括制热HSPF都高于平片外机。后续新机型外机统一优先采用波纹片片型，满足新能效。 参考文献
板式换热器板片参数 名称参数名称参数 波纹夹角90°角孔中心距1732、1447、1162、877×342 波纹节距13.44mm 板片通道截面积2132 mm2 波纹深度 3.8mm 板片换热面积 1.0，0.8，0.6，0.4 3.07t/h 板片当量直径7.6mm 下料尺寸2003、1718、1433、1148×613 角孔直径?200mm 板片外形尺寸1999、1714、1429、1144×609 名称参数名称参数 波纹夹角120°角孔中心距1358（1162/896）×285 波纹节距12mm 板片通道截面积1440mm2 波纹深度 3.2mm 板片换热面积0.65 0.55 0.45 2.07t/h 板片当量直径 6.4mm 下料尺寸1578(1385/1119)×500 角孔直径?145mm 板片外形尺寸1574(1381/1115)×497 名称参数名称参数 波纹夹角120°角孔中心距869×180 波纹节距11mm 板片通道截面积822.4 mm2 波纹深度 3.2mm 板片换热面积0.2 1.18t/h 板片当量直径 6.4mm 下料尺寸998×304 角孔直径?65mm 名称参数名称参数 波纹夹角100°角孔中心距1052×248 波纹节距13.6mm 板片通道截面积1335 mm2 波纹深度 3.7mm 板片换热面积0.35，0.28 1.9t/h 板片当量直径7.4mm 下料尺寸1215×405 角孔直径?100 名称参数名称参数 波纹夹角120°角孔中心距630×137 波纹节距10.7mm 板片通道截面积635 mm2 波纹深度 3.0mm 板片换热面积0.12 0.9t/h 板片当量直径 6.0mm 下料尺寸750×250 角孔直径?65
板式换热器结垢的清洗方法 板式换热器结垢的原因及其危害进行了分析，着重阐述了集中供热生产运行中，板式换热器结垢后的处理方式，并提出了相应的解决措施 近年来,板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。但由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。因此，解决板式换热器的清洗，防止水垢的形成，将成为确保安全生产和经济运行的重要课题。 1.板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害 板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。 2 板式换热器结垢的清洗方式 2.1 清洗剂的选择
清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有:草酸、甲酸等。无机酸主要有:盐酸、硝酸等。根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出:. 1) 换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。 2) 换热器材质为镍钦合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。 通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加人缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。 通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。 2.2 清除水垢的基本原理 1) 溶解作用:酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。
板片时，应清洁板面，防止污物粘附着于垫片密封面。 串液 产生原因 于板材选择不当导致板片腐蚀产生裂纹或穿孔。②操作条件不符合设计要求。③板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。④板片泄漏槽处有轻微渗漏，造成介质中有害物质（如C1）浓缩腐蚀板片，形成串液。实例：某铝业有限公司硫酸系统中1台板片材料为254SMo的BR03板式换热器，在运行5个月后出现冷却水侧碳钢接管腐蚀泄漏，酸液泄漏到了冷却水侧。检查发现板片酸液进口处和导流区域有严重的腐蚀及开裂现象。现场分析发现，系统运行温度、流量和浓度等工艺参数均超出设计条件，使用温度远超出材料的适用 范围。采用饱和蒸汽作为一次侧热源的板式换热器在运行过程中容易发生板片腐蚀，导致产品串液。这是由于蒸汽温度较高，设备运行中很容易造成橡胶密封垫在高温下失效，引起蒸汽外漏并在二道密封区域急速冷凝。随着外漏的不断进行，冷凝残液越聚越多，局部形成cl质量浓度较高区域，达到破坏板片表面钝化层的腐蚀条件。同时，由于此区域板片冷冲压形成的内部应力较大，在表面钝化层被破坏的情况下，内部应力作用导致应力腐蚀的发生。
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。
板式换热器清洗方式与注意事项 板式换热器是用薄金属板(一般为不锈钢)压制成具有一定形状波纹的换热板片,然后加密封胶垫叠装而成的一种换热器。主要由传热片、密封胶垫、夹紧螺栓、压紧板、整机框架等零部件组成。冷热介质通过相邻换热板片流经各自通道,中间通过一层薄换热板片进行换热,因此高效节能,换热系数高,使用安全可靠,结构紧凑,体积小,占地少,组合灵活,调整维修方便。 板式换热器是一种结构紧凑、高效的换热设备,但其换热温度高、内部流通孔径小,极易结垢,造成板式换热器换热效率降低,从而影响生产的正常进行和设备的安全,所以需采用化学清洗法除垢。 板式换热器的垢样以水垢为主,比较坚硬,和传热片结合牢固,难以用物理方法清除,所以选择用化学清洗中的酸清洗方法除垢。根据板式换热器的结垢情况、老化程度和用户的要求,板式换热器的化学清洗可分为拆卸清洗和不拆卸清洗两种方法。拆卸清洗除垢比较彻底,效果好,但劳动量大、工序复杂,且容易造成换热器渗漏、零配件损坏等不良影响;不拆卸清洗除垢不够彻底,但劳动量小、工序简单,且不容易造成换热器渗漏、零配件损坏等不良影响。当板式换热器结垢情况严重、换热效率低下,甚至堵塞时,必须采取拆卸清洗;当板式换热器结垢较轻或老化严重时,可采取不拆卸清洗。
板式换热器板片清洗注意事项 （1）请勿使用盐酸或含氯化物浓度超过300×10-6的水洗涤不锈钢板片。 （2）不要使用磷酸或硫酸清洗钛板。 （3）通常清洗溶液的浓度应在4%以下（特殊情况除外），清洗溶液的温度不应超过60℃。 就地清洗（CIP） 就地清洗是清洗板片的首选方式，尤其是当SUPERCHANGER 装置中的工艺液体带有腐蚀性时。在完成一个作业周期后，应通过排液管将残留的液体排尽，以免腐蚀板片。 清理换热器时，遵照下列步骤进行。 （1）将换热器两边进出管口内的液体排尽。如果排尽不了，可用水将工艺液体强行冲出。 （2）用大约43℃的温水从换热器的两边冲洗，直到流出的水变得澄清且不含工艺流体。 （3）将冲洗的水排出换热器，连接就地清洗泵。（见上述“板片清洗注意事项”的清洁剂选用建议）
螺旋板式换热器 螺旋板式换热器：主要由两张平行的薄钢板卷制而成，构成一对相互隔开的螺旋形流道。冷热两流体以螺旋板为传热面相间流动，两板之间焊有定距柱以维持流道间距，同时也可以增加螺旋板的刚度。在换热器中心设有中心隔板，使得两个螺旋通道隔开。在顶部和底部分别焊有盖板或封头和两流体的出、入接管。一般有一对进出口是设在圆周边上(接管可以为切向或径向)，而另外一对则设在圆鼓的轴心上。 螺旋板式换热器是一种高效换热设备，适用汽-汽、汽-液、液-液，对液传热。它适用于化学、石油、溶剂、医药、食品、轻工、纺织、冶金、轧钢、焦化等行业。由于用途不同，螺旋板换热器的流道布置和封盖形式有以下几种结构型式。不可拆式（I型）螺旋板式及可拆式（II型、III型）螺旋板式换热器。 “I”型结构：两个螺旋流道的两侧完全焊接密封，所以又称为不可拆结构，因而具有较高的密封性。两流体在流道长均作螺旋流动。冷流体从外流向中心，热流体从中心流向外，完全是逆流。由于流体是在单流道中流动，流动分布情况良好，这种形式主要用于液体与液体。 “II”型结构：在这种型式中，一种流体在螺旋流道中进行螺旋流动，另一种则在另一螺旋流道中进行轴向流动。所以轴向流道的两侧是敞开的，螺旋流道两侧则焊接密封。这种型式适用于两种介质流率差别很大的情况，通常用作冷凝器、气体冷却器等。 “III”型结构：在这种型式中，一种流体进行螺旋流动，另一种则进行轴向流动和螺旋流动的组合。适用于蒸汽的冷凝冷却，蒸汽先进入轴流部分，当冷凝后体积减小时，才转入螺旋流道以进一步冷却。 其特点是有一端管板不与外壳相连，可以沿轴向自由伸缩。这种结构不但完全消除了热应力，而且由于固定端的管板用法兰与壳体连接，整个管束可以从壳体中抽出，便于清洗和检修。螺旋板换热器的直径一般在1.6m以内，板宽200～1200mm，板厚2～4mm。两板间的距离由预先焊在板上的定距撑控制，相邻板间的距离为5～25mm。常用材料为碳钢和不锈钢。
1一般情况下可不解体清洗，用水、以与介质流动反方向冲洗，可冲出杂物，但压力不得高于工作压力，也可用对不锈钢无腐蚀性的化学清洗剂清洗。 2如果长时间使用，板片会有一定的沉积物结垢而影响换热效果，因此须定期拆洗。拆洗时将换热器解体，用棕刷洗刷板片表面污垢，也可用无腐蚀性的化学清洗剂洗刷。注意不可用金属刷洗刷，以免损伤板片影响防腐能力。 3拆装方法： A普通式换热器：松开压紧螺栓，按顺序解体清洗后，严格按工艺流程顺序用工艺螺栓组装压紧，再换上定位螺栓均匀压紧到不泄漏，压紧尺寸应等于拆装前折尺寸。 B悬挂式换热器：松开螺栓后，将活动压紧板向支架一端移去。然后将每块板片移开分别洗刷后照原样装回压紧至不泄漏。 4换热器使用一定时间后，如有楹动泄露，可再均匀压紧螺栓至不泄露，但如压紧到小于尺寸A（厂家规定的最小压紧尺寸）时或密封垫老化，则必须对密封垫进行更换。 5更换密封垫的方法：如果是挂垫直接拉下旧垫片，再挂上新的胶垫就可以了。如果是粘垫应拉下旧垫片，用汽油浸泡密封槽内剩余胶水，清洗干净，干燥后，再在槽内和密封垫背面薄薄涂上一层强力胶或其它专用胶水，将密封垫嵌入槽内，四周均匀压紧，1小时后方可组装使用。
建议由板式换热器厂家来进行相关的清洗与维修比较安全可靠。 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
空调冷凝器中的流动与传热分析 张智1,2金培耕1刘志刚2江从发1韩蔚1 1广东美的集团国家级企业技术中心，顺德，广东，528311 2西安交通大学能源与动力工程学院，西安，陕西，710049 摘要利用Fluent软件分析了发生在空调冷凝器中的空气流动和传热过程，对于物理模型进行了合理的简化处理，充分利用了对称性边界条件和周期性边界条件。对于冷凝器的基本换热单元进行了分析计算，获得了入口风速、风压、翅片间距、翅片厚度等因素对于换热量、传热系数、气流温度、流动阻力等的影响，以曲线的形式给出了详细的计算结果，并给出了有代表性的翅片表面温度分布和换热系数的云图，从中总结并找到强化传热的关键和突破口，为试验研究提供了基础数据和理论指导。 前言 利用CFD软件分析工程实际中的问题已经成为成为研究和开发中必不可少的环节，使用计算机进行模拟分析和优化设计具有时间短、成本低、灵活性好、可操作性强等优点。广东美的集团国家级企业技术中心2001年初引进了Fluent软件，利用它进行了空调中的的流动及传热模拟分析和优化设计等工作，已经取得了明显得经济效益。利用该软件，对于空调用换热器中的空气流动与传热进行了详细的研究，分析了入口风速、风压、翅片间距、翅片厚度等因素对于换热量、传热系数、气流温度、流动阻力等的影响，找到了强化传热的关键点和突破口，并从理论上找到了具有最佳传热效果的换热器形式，为开发低成本高效率换热器提供了坚实的基础和翔实的设计数据。本文由于篇幅限制，仅介绍对于现有的冷凝器冷凝过程的计算模拟分析的结果，和大家分享。 1空调用冷凝器简介 1.1 基本形式 空调中使用的冷凝器为铜管翅片式换热器，制冷剂在铜管中流动，铜管外面通过机械胀管的方法套平行的连续翅片以增加换热面积，根据不同的结构尺寸或换热量的要求，换热器可以是一排或多排，翅片也有平片、波纹片和各种冲缝片等不同的形式。本文中计算的对象为双排弧形百叶窗型冲缝翅片，该种翅片的优点是换热效率高[1,2,3]。翅片如图1-3所示，突中，δ为翅片厚度，fin pitch 为翅片间距，T W为铜管外表面温度，T f为外界流体温度，width为单翅片宽度，tube space为管间距，r0为管外径（翅片翻边厚度计算在内）。 1.1发生在冷凝器中传热过程 制冷工况时，冷凝器向外界气体散热。制冷剂以过热气体状态进入冷凝器，在冷凝器中逐渐降温变为饱和蒸气，然后在流动的过程中，不断向外散热，蒸气逐渐冷凝，含气量降低，含液量上升，最终冷凝为饱和液体，在从饱和蒸气冷凝为饱和液体的过程中，管内制冷剂的温度不变，然后饱和液体逐渐降温，变为过冷液体然后流出冷凝器。传热过程是制冷剂将热量以对流换热的方式传递给铜管内壁，通过铜管的导热，将热量传递到铜管外壁，铜管外壁的热量以导热的方式传递到翅片上，翅片表面和流过的空气进行强制对流换热。通过此过程热量就从制冷剂传递到了外界的空气，实现了散热。 制冷工况时，情况正好相反，冷凝器从外界气体吸热。翅片表面和流过的空气进行强制对流换热，外界气流的热量传递给翅片，翅片通过导热将热量传递到铜管外壁，再通过导热将热量传递到翅片内壁，然后以对流换热的方式将热量传递给制冷剂。制冷剂以气液两相状态进入冷凝器，在冷凝器中逐渐吸热蒸发，含气量上升，含液量下降，最终变为饱和蒸气，在从两相状态蒸发为饱和蒸气的过程中，管内制冷剂的温度不变，然后饱和蒸气逐渐升温，变成过冷蒸气然后流出冷凝器。通过此过程热量就从外界空气传递到了制冷剂，实现了吸热。 2计算区域的划分和参数的设定 由于流动的对称性和周期性，所以在确定周期性边界条件和对称性边界条件后，按照图1、图4中所示的区域进行计算，其中在X-Y平面上a-a和b-b边界为对称性边界条件，Y-Z平面上c-c和d-d
板式换热器传热板片常见故障解决方案及方法 传热板片是是板式换热器的核心部件，板片的成型工艺及材质特性对密封和换热效率会产生直接影响。板式换热器通常以水作为冷却介质，板片多数采用不锈钢薄板制造，在板片上压制有波纹流槽，相邻两板片之间的空间即为介质流道，冷、热流体在板片两侧流动时，通过板片进行热量交换。一般情况下板式换热器的传热系数K值在3000～6000W/㎡℃范围内，同时，两种介质几乎是全逆流流动，热传导效率较高 板式换热器使用1~2年的周期后需要进行必要的拆检、清洗、打压测试等，对于变形或穿孔等存在问题的板片需要及时更换，在这过程中散热板片的装配必须严格按流程图排列。板式换热器板片引起的主要故障有： 1.错排板片引起的两介质短路或泄漏： 单流程板片从密封垫一侧观察，由右边流进的流体总是从右边流出：由左边流进的流体总是从左边流出。对人字形波纹板片，如果流体从左边流进，而且人字纹指向朝上A型板片,将A板沿垂直于板面的轴线旋转180°就成为B型板片，流体从右边进出，假定粘有密封垫片A板片的每个孔的分别以：a1、a2、a3、a4、盲孔为a0；B板片为b1、b2、b3、b4盲孔为b0。 排版从固定压板一端开始，板片弹性密封面朝活动压板一侧，单流程换热器的四个孔都在固定压板上，即第一块板片的四个孔都是通孔，双流程或多流程换热器活动压板和固定压板上各有两个孔，第一块板片和最后一块板片的对应的有两个通孔和两个盲孔，板片依次交错排列，排错板片会发生两介质发生短路或泄露，无法正常使用。 2.板片受力不均密封错位引起泄漏： 板式换热器拆检后需要重新按要求夹紧板片，如果为了进一步提高换热能力需要加装板片时，应充分考虑到固定压板和活动压板的变形强度，采用相同等级的实验压力，板片的数量增加同时螺栓的预紧力也需要加大，当两侧压板的弹性变形超出许可的范围，密封件的平面压缩存在径向滑动，形成错位，此时，密封失效，两介质外泄漏或内部相互窜液，无法正常使用。 对于长期未投入使用的换热器通常要适当放松螺杆的拉力，板片及密封垫长期受压后失去必要的弹性，密封容易失效，降低使用寿命。换热器的各压紧螺栓均布受力，安装就位前需要将板换按对角线进行夹紧，并实时测量两压紧板的内侧距离，保证两压紧板基本处于平行状态，四角的平行度偏差小于2%，。 板式换热器的维护需要由专业的公司来进行，江阴好尔迪公司为您提供最专业的板式换热器维护服务，包括板式换热器清洗、板式换热器维修、板式换热器板片翻新、板式换热器密封垫更换、板式换热器扩容等。同时，好尔迪公司可提供国内外知名板式换热器厂商的原厂配件及国产替代配件，品牌包括瑞典阿法拉伐Alfa Laval﹑英国安培威APV﹑美国斯必克SPX、德国基伊埃GEA﹑日本日阪HISAKA﹑美国传特TRANTER﹑瑞典舒瑞普SWEP﹑丹麦桑德斯SONDEX﹑德国艾普尔API﹑德国斯密特W.Schmidt﹑法国维卡勃Vicarb等。 一般，先夹紧到给定的最大尺寸，如在使用中发现泄露，可继续夹紧到给定的最小尺寸。设备处于工作状态时承受内压力，应停机泄压后再可预紧各螺栓。带压拧紧螺栓极易出现密封件的挤出或破损，造成事故。
板式换热器清洗方法 点击次数：252 发布时间：2009-5-9 18:45:59 近年来，板式换热器以其重量轻、占地面积小、投资少、换热效率高、组装灵活、结垢易于清除等特点，及其在供热工作中所起的作用，越来越受到供 热企业的高度重视，并逐步推广使用，以取代原有的管壳式换热器。但 由于板式换热器流通截面较小，结垢后容易产生堵塞，使板式换热 器的换热效率降低，影响了设备的安全和用户的正常用热。因此，解决板式 换热器的清洗，防止水垢的形成，将成为确保安全生产和经济运行的重要课题。 1.板式换热器结垢堵塞的主要原因及其危害板式换热器在使用过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不达标，将不合格的软化水注人供热系统中，使水中的钙、镁、碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化镁沉淀物钻结在换热器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成了换热器换热效率的降低以及热能的严重浪费，从而影响了供热的效果，给供热单位造成了严重的负面影响。 2 板式换热器结垢的清洗方式 2.1 清洗剂的选择 清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有:草酸、甲酸等。无机酸主要有:盐酸、硝酸等。根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出:. 1）换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。 2）换热器材质为镍钦合金，使用盐酸为清洗液，容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。 通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加人缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。 通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。 2.2 清除水垢的基本原理
管壳式换热器简介及分类 概述 换热器是在具有不同温度的两种或两种以上流体之间传递热量的设备。在工业生产中，换热器的主要作用是使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要。换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、航空以及其他许多工艺部门广泛使用的一种通用设备。在华工厂中，换热器的投资约占总投资的10%-20%；在炼油厂中该项投资约占总投资的35%-40%。 目前，在换热器中，应用最多的是管壳式换热器，他是工业过程热量传递中应用最为广泛的一种换热器。虽然管壳式换热器在结构紧凑型、传热强度和单位传热面的金属消耗量无法与板式或者是板翅式等紧凑换热器相比，但管壳式换热器适用的操作温度与压力范围较大，制造成本低，清洗方便，处理量大，工作可靠，长期以来人们已在其设计和加工方面积累了许多经验，建立了一整套程序，人么可以容易的查找到其他可靠设计及制造标准，而且方便的使用众多材料制造，设计成各种尺寸及形式，管壳式换热器往往成为人们的首选。 近年来，由于工艺要求、能源危机和环境保护等诸多因素，传热强化技术和换热器的现代研究、设计方法获得了飞速发展，设计人员已经开发出了多种新型换热器，以满足各行各业的需求。如为了适应加氢装置的高温高压工艺条件，螺纹锁紧环换热器、Ω密封环换热器、金属垫圈式换热器技术获得了快速发展，并在乙烯裂解、合成氨、聚合和天然气工业中大量应用，可达到承压35Mpa、承温700℃的工艺要求；为了回收石化、原子能、航天、化肥等领域使用燃气、合成气、烟气等所产生的大量余热，产生了各种结构和用途的废热锅炉，为了解决换热器日益大型化所带来的换热器尺度增大，震动破坏等问题，纵流壳程换热器得到飞速的发展和应用；纵流壳程换热器不仅提高了传热效果，也有效的克服了由于管束震动引起的换热器破坏现象。另外，各种新结构的换热器、高效重沸器、高效冷凝器、双壳程换热器等也大量涌现。 管壳式换热器按照不同形式的分类 工业换热器通常按以下诸方面来分类：结构、传热过程、传热面的紧凑程度、所用材料、