板式换热器维修百科

最全面的板式换热器常识(原理、结构、规划、选型、装置、修理)

发布日期:2023-04-10 00:23:47 作者: 江南体育

  板式换热器是由一系列具有必定波纹形状的金属片叠装而成的一种新式高效换热器。各种板片之间构成薄矩形通道,经过板片进行热量交流。板式换热器是液—液、液—汽进行热交流的抱负设备。它具有换热效率高、热丢失小、结构紧凑轻盈、占地面积小、装置清洗便利、运用广泛、运用寿命长等特色。本课件由暖通南社独立完结整合修改,欢迎转载,但请注明出处。

  板式换热器的型式首要有结构式(可拆卸式)和钎焊式两大类,板片方式首要有人字形波纹板、水平平直波纹板和瘤形板片三种。

  整机由真空钎焊而成。相邻的通道别离活动两种介质。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流。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包容一种介质,而Q2和Q4包容另一种介质。

  板式换热器是由带必定波纹形状的金属板片叠装而成的新式高效换热器,结构包含垫片、压紧板(活动端板、固定端板)和结构(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/热换热介质别离在各自通道流过,与相隔的板片进行热量交流,以到达用户所需温度。

  每块板片四角都有开孔,组装成板束后构成流体的分配管和聚集管,冷/热介质热量交流后,从各自的聚集管回流后循环运用。

  一般有二种波纹的板片 (L 小视点和 H大视点),这样就有三种不同的流道(L, M 和 H),如下所示:

  但关于有相变的状况,这会导致第一个H流道和最终一个M流道之间介质的分配失调,因此,在各类制冷用BPHE中不予选用。

  板片波纹的首要效果:使得流体紊流,强化传热相邻板片的波纹构成触摸抗点,进步耐压功用。

  注:巧克力散布去:使流体均匀流过整个板片,在 A 和B处的压力降相同,使在这里的压力丢失最小,把压力降用于有用的传热,答应平行流AlfaLaval 发明发明发明,现已被广泛运用。如下图。

  平行流的优势:一块板片 & 一条密封垫,同一的板片在板片组里,旋转180º能够用于二边通道备件损耗小。彻底满意对角流一切的功用,较高的规划压力或运用较薄的板片没有穿插出管口。

  不锈钢:指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质的钢,又称不锈耐酸钢。实践运用中,常将耐弱腐蚀介质的钢称为不锈钢,而将耐化学介质的钢称为耐酸钢。两者在化学成分上存在必定差异,前者不必定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

  耐腐蚀机理:铬是不锈钢取得耐蚀性的根本元素,当钢中含铬量到达12%左右时,铬就与腐蚀介质中的氧效果,在钢外表构成一层很薄的氧化膜( 自钝化膜Cr2O3),极难溶于水,可进一步阻挠氧与铁腐蚀。同理,损坏钝化膜Cr2O3 就意味着损坏其抗氧腐蚀才能。

  别的腐蚀介质中的卤族元素(像水中常见的氯离子)在必定条件下也能替换掉Cr,所以不锈钢在必定条件下也会生锈,在含酸、碱、盐的介质中也会被腐蚀,。因此不锈钢抗腐蚀才能的巨细是随其钢质本身化学组成、加互状况, 运用条件及环境介质类型而改动的。不锈钢在水中腐蚀首要是因为水中氯离子引起的。

  不锈钢中其他添加元素也均发挥不同效果。像Mo会在必定程度上抵消氯离子引起的腐蚀,可是也有一个适用范围。

  常用不锈钢:304,316归于奥氏体不锈钢,其商标为国外叫法的简写(一般均为进口),为300系列。美国商标是美国钢铁协

  会AISI规范,日本是日本工业协会规范SUS。我国首要用成分表明,见下表。

  304、304L、316、316L的成分差异。L的意义是Low,表明更低含量的碳。带L的焊接功用好,数字相同的话,成分除碳以外其他成分无大差异。又因为316与316L价格不同不大,故直接选用316L。从成分表中能够看出304与316最大差异为Mo(钼)含量不同,所以316抗氯离子浓度才能要比304强。也是咱们选用304仍是316的首要依据。两种原料在耐受的氯离子浓度见下页表格,板材的弥补阐明:

  点评资料耐蚀性好坏的目标是“耐部分腐蚀当量PRE”值越大则耐腐蚀性越好。首要是Cr、MO、Ni的含量决议。

  1)304不锈钢:运用于有机和无机介质中,浓度<30% 温度<=100/浓度﹥30% 温度﹤50的硝酸温度﹤100的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。304L的资料根本和304资料相同,可焊接性更好,能够用作焊接式换热器。

  2)316L天然冷却水、冷却塔水、软化水、碳酸,浓度小于50%的醋酸和苛性钠溶液,醇类和丙酮等溶剂,温度小于100度的稀硝酸(﹤20%)稀磷酸(﹤30%),但不适于硫酸。316和它根本相同。

  4)AISI904L和SUS890L 性价比高,比以上资料都要好。特别适宜一般的硫酸,磷酸和卤化物。

  5)SMO 254高档不锈钢,进步了MO 含量,是对316进行改进的超级不锈钢。具有优秀的耐氯化物和缝隙腐蚀的功用。适用于含盐水,无机酸。

  垫片作为换热器板片间的密封元件,是为了防止板片走漏的。垫片的质量好坏直观地影响换热器的质量和形象。在暖通职业,垫片首要为橡胶制品,受温度、介质影响大,因此在制造进程中受配方、组分的均匀度、硫化定型的条件影响很大。

  1、配方科学,有必要具有抗老化、抗撕裂、高回弹的特性(下降弹性引起的反效果力,板片不易变形)。

  可确保用户随时随地均有热水供给,体系紧凑,无需储罐,需求较大的锅炉容量需求较大的热交流器。

  需求较小的锅炉容量,需求较小的热交流器,储罐内易成长细菌,需求额定的当地安放储罐。

  流经用户散热片后的低温水(二次回水)经过滤器除污后,由循环泵加压进入换热器,吸收一次热媒放出的热量,到达供水设定温度后,再流向供热管网对用户进行供热;

  热源经一次热网(一次水)流经过滤器、调理阀、进入换热器放热后(二次水),由热媒回水管回来热源(二次回水)被加热后再次参加循环换热;

  ②、机组总管流速:管径≦ 80时,选1m/s, ≧ 100时,见流速表。

  4.压降批改系数ф ,单流程ф度=1~1.2 ,二流程、三流程ф=1.8~2.0,四流程ф=2.6~2.8。

  选用板式换热器便是要挑选板片的面积,它的挑选首要有两种办法,但这两种都比较难了解,最简略的是套用公式:

  传热系数取决于换热器本身的结构,每个不同流道的板片,都有本身的经历公式,假如不严厉的线。最终算出的板换的面积要乘以必定的系数如1.2。

  假如水路从上部接收接入并且压力降较小,低于相应的静压差,那么,水就不会充溢BPHE。换热器的上部构成空气腔并阻塞部分传热面。

  TIG(钨极惰性气体维护电弧焊)焊接和维护气是放热量最少的焊接法,应尽量选用。

  防止在一台冷凝器内使冷凝液进一步过冷,因为K冷凝远大于K过冷,过冷面积和冷凝面积的转化会引起大的容量改变,成果或许是操控问题并产生震动。除此以外惰性气体还会在冷凝器内被有用别离,并浮在其上部。

  大温差(小流量)下的答应压力降比小温差(大流量)下的答应压力降高,但温差不该小于1~2℃。

  管口的压力降应小于20%的总压力降,否则从第一个到最终一个通道会产生分配不均。

  应坚持尽或许低的规划冷凝压力,下降冷凝压力意味着给定制冷量下,削减紧缩机的耗能,或紧缩机耗能必守时,添加制冷量。冷凝温度与进口水温之差操控在5~10℃最为适宜。

  紧缩机运转进程中,应坚持压力不变,当冷却水温下降时,冷凝压力至少不该下降到限定值,如下降过多,热力胀大阀就不能有满足的压差给出所要求的容量。

  因为冷凝器循环的负荷(冷凝量)大于蒸腾器循环的负荷(制冷量),所以最好让冷凝器循环呈逆流(热泵循环),蒸腾器循环呈顺流(制冷循环)。

  从经济观念动身,可把压力降调整到一个合理的值,压力降小于0.2~0.3MPa时,在钎焊换热器内不会有腐蚀的风险。

  最佳流量一般是使每米流道长的压力降大于0.04MPa,且管口压力降约小于30%的总压力降。

  查看冷凝器外外表的温度改变。大温差有或许是惰性气体阻塞,或水侧阻塞,要不然是制冷剂活动受阻

  若不是纯水,查看冷却流体。若是乙二醇水溶液或类似物,可校核其浓度和/或粘度。浓度太高会削弱传热。

  若排出的比吸入的多,多出的制冷剂不能在冷凝器内冷凝,使容量下降。是否因为紧缩机磨损构成制冷剂的内部走漏?转速和电流耗费是否与其容量相一致?

  容量低,但冷凝液的过冷度又太大,这意味着冷凝液液位过高,阻塞了冷凝器用于冷凝的加热外表。此现象或许是体系中的制冷剂充灌量太多。

  储液器压力操控阀与冷凝器之间间隔大,意味着冷凝液在其液位升高曾经不得不充溢冷凝液管,即呼应时刻长,与此相反,当冷凝器排液时,呼应时刻短

  查看各种阀门的力学功用。尤其是胀大阀,水中的杂质或因磨损而产生的金属碎屑,很简略阻塞活动并损坏阀门。假如流量削减是由阻塞所构成,其容量相同要下降。这种被阻塞的阀门会经过其不规则的操控运作和/或反常声响显露出来。

  关于与油五溶的制冷剂,如R12,油的影响能够进步欢腾放热系数,在R22中油的浓度在3~5%范围内,欢腾放热系数随油浓度的添加而增大,超越5%时,欢腾放热系数又下降。这种影响可用制冷剂-油混合物的外表张力下降,使更多的汽化中心起效果来加以解说。油浓度高时制冷剂中油的影响能够疏忽,此刻混合物粘度加大将起主导效果。

  制冷剂流入蒸腾器进口处已部分汽化,一般对R22进口蒸汽干度约为25%,制冷剂是饱满状况,当液体在蒸腾器中上升时,压力下降(压力降和静压的原因).温度将由进口处降至制冷剂都蒸腾的状况点.蒸汽将开端过热.过热度是改变的,对R22一般是5℃。

  蒸汽过热能维护压机免受液滴(5%的不行紧缩油滴不会导致液击)蒸腾引起的冲击.并能防止液滴冲走压机中的油。

  依照对液击灵敏凹凸程度,分压机类型由高到低依此是:敞开活塞式压机,螺杆式压机,对液击最不灵敏的是透平压机和涡旋式压机。

  过热度5 ℃可将R22(饱满温度0 ℃)含有1.8%的液滴蒸腾为100%的饱满蒸汽(0℃)。

  万一有或许产生不安稳的体系,蒸腾器应该规划成其过热度大于5℃的名义过热度。因为正常规划预量和垢阻,实践规划应该如此。这会增大斜率,可是容量有必定丢失。

  挑选最大容量小于蒸腾器零过热度容量的阀门,假如震动产生,也不会有未蒸腾的制冷剂进入紧缩机的风险。

  在换热器中,因为管口速度低,风险在于:经过胀大阀的气态和液态制冷剂,或许别离而进入不同的流道。另一方面,假如管口流速过大,导致管口压降相关于流道压降要大,这将导致制冷剂分液不均。

  以下的各种改进分液不均的计划都有缺陷,正确装置的胀大阀是使其进口管径尽或许的小(如加装一个带有预混器的接收)。特别对低温制冷,钦宝的分配器是很有用的。其缺陷是它很难运用于可逆的体系,即当用作冷凝器时,胀大阀也应比一般状况稍大。

  制冷剂会从胀大阀的填料盒走漏出来,因此液态制冷剂会和蒸汽一同进入紧缩机。一般 阐明书阐明,感温包应装置在压力表的上游,避免读数过错,但这意味着进入紧缩机的过热度不正确。因此,假如蒸腾器和紧缩机之间有满足的间隔,感温包要放在压力表下流 400~600mm外,液态制冷剂可充沛蒸腾。感温包将可测到正确的过热度。传压管有必要装置在感温包的下流。

  感温包和传压管有必要装置在水平弯头之后的 一段水平管路上,弯头充作汽液别离器,扫除液态制冷剂和油对丈量的搅扰。

  假如紧缩机与感温包和传压管之间间隔太短 ,因为胀大阀没有时刻对负荷作出呼应,液态制冷剂有或许进入紧缩机。电磁阀应该尽或许近地装置于胀大阀前面。

  震动是否仅在低容量下产生?具有十分低的流道流量的蒸腾器,有时作业不安稳。

  尽量进步蒸腾器中两种介质的温差,使胀大阀曲线移到其斜率小于蒸腾器曲线斜率的区域,

  查看体系的制冷剂充溢度。如缺乏,储液器将跑干,胀大阀制冷剂流量不规则,这样给蒸腾器安稳性和容量带来影响。

  查验流量,温度和压力降等参数。压力降是否暗示某些不正常?水活动受阻或油过多。

  查看加热流体。若是乙二醇水溶液或类似物,可校核其浓度和/或粘度。浓度太高会削弱传热,太低简略冻住。

  查看过热度,假如大于规划值,阐明蒸腾器应能蒸腾比实践更多的制冷剂,即增大容量。

  或许因为太小的阀门,管道阻止物,过滤器过脏,结冰,储液器跑干等等。由此蒸腾器不能蒸腾超越其进入量更多的制冷剂,并且进入量太少,致使容量太低。

  假如针对已被调好过热度,胀大阀不能给予所需的容量,且静装置过热度设置小,体系将不行能供给更多制冷剂。

  将感温包卸下,让其加热。感温包温度升高迫使胀大阀到达最大容量值,看看容量添加了吗?

  查看胀大阀的进口温度。假如具有适当高的过冷度,如装有回热器,比较于在冷凝压力下进入胀大阀,有较少的液体蒸腾。较低蒸汽干度下降传热系数。因此容量削减。

  一般不对制冷剂侧进行清洗,除非体系被彻底阻塞。这种尘垢最或许是油极端分化物。可用一些适宜的洗涤剂清洗。

  为了确保油在蒸腾器中杰出地经过,制冷剂蒸汽速度或许剪切应力越大越好。剪切应力正比于单位流道长的压力降。一般5KPa/m就满足了。

  井水—适当冷且洁净及较低的微生物含量,可是生成水垢的含盐(硫化钙,流化镁,碳酸钙及碳酸镁)浓度有时会适当高。从简略的过滤到精密的预处理或许是需求的。

  因为水温低,并且一般可取得的数量很少,所以答应温升大于冷却塔水的水温升,而冷却塔水的温升在低流量条件下为10~15℃。

  冷却塔水—冷却塔水一般比来自同一区域的井水温度高15~20℃。含盐量会10倍于弥补水。在污染严峻区域,会夹藏尘埃和腐蚀性气体。需求对其进行各种处理。冷却塔一般规划成约5℃的水温降。

  河水和湖水—盐浓度一般适当低,可是含有适当数量的固体颗粒。微生物活性(藻类,细菌和真菌)很高,有时会有农药。预处理是必需的,温度一般介于井水和冷却塔水之间。因为环境的原因,其温升不答应超越10℃。

  城市废水—一般含有天然农药,特别是自在氨。有时用吹气法除氨。一般不能用作BPHE的冷凝器的冷却介质。

  水中加氯处理(如游泳池)或海水倒灌,此刻氯转变成氯离子(Cl-)并逐步递加,一段时刻后,氯离子浓度会添加至在板片上构成坑蚀,腐蚀的产生比下图所显现的要低得多。

  氯化钙和溴化锂溶液浓缩的氯化钙溶液在高PH值和低温(0℃)时,不腐蚀不锈钢。对25%浓度的氯化钙溶液,316L可用于温度80℃,100%浓度时,可用于温度20℃。假如用抗腐蚀剂如重铬酸盐,对溶液进行处理,它对铜相同有腐蚀性。当设备中止运转,且使溶液的温度升高,尤其是使溶液的PH值下降了,比

  如不适当地用水清洗后,则会引起金属点腐蚀。上述性质相同适用于溴化锂溶液。

  防备金属点腐蚀是一种很快的进程,对蒸腾器内点腐蚀的影响或许是灾难性的。只是运用抗腐蚀的工业溶液。这种溶液正确地阐明,它与铜和不锈钢是相容的。

  氢氟氯碳化物(HCFC)的分化产品。在必定条件下,HCFC将分化,氯氟和氢将构成盐酸和氢氯酸。

  水的存在。彻底枯燥的氢氯酸和氢氟酸无很大的腐蚀性,在水溶液中成为最强的酸。

  高温。100℃时,风险性很小,但当有催化剂时,分化将加快。镍,铬,钒等以及氧化物能够做催化剂。不锈钢在焊接时可构成这些氧化物。因此在焊接进程中不容许有氧化进程。

  油分化进程中有机酸的构成。当有水存在时会加快。矿物油一般不会有费事。一些新式组成油含有十分活泼的双键分子,与水或氧构成有机酸。

  氨。枯燥的氨不会对铜腐蚀。因为水份一般是存在的,在氨制冷体系中,不能用铜钎焊换热器。氨的热力特性意味着紧缩机排气温度较高,有油分化的风险。这或许导致光滑毛病,以及构成无腐蚀性的尘垢。在油分化的进程中构成的酸将被氨中和掉。

  焊剂(一般不会进入换热器)。焊剂化合物能除掉金属外表的氧化物,构成烈性腐蚀剂。

  —查看停机程序和蒸腾温度。冷凝器中压力是否得以操控?冬天最大冷凝压力低会迫使蒸腾温度下降。

  —查看泊车和发动程序和假如热冲击或许产生的温度改变查看。是否冷流体忽然进入较热的BPHE,或反之亦然?

  —在并联紧缩机或BPHE状况下,当一台机组忽然起动或泊车时,或许会导致忽然的压力或温度动摇。是否一切的BPHE都有本身的压力操控器?

  —在水侧是否运用了电动阀或电磁阀?在BPHE之后装置电磁阀,或许导致水击。

  —是否运用了经过调理运转时刻能够半接连运转的阀门?这种阀门或许开1秒,关5秒,从关转向开5秒,关1秒。它们是温度,压力突变的原因。

  在一个直接胀大蒸腾器里,制冷剂的进口温度一般要比蒸腾温度高出1.5-2.5℃。活动方式一般是逆流,即温度最低的水将遇到温度最低的液态制冷剂。

  在一般的安稳运转工况下,当壁温还没有降到0℃以下时蒸腾温度或许现已远低于0℃了。但这种状况会在哪里产生?

  —先在一个流道内结冰,流道阻力添加而使水流量减小,水温文壁温被冷却到更低的程度,结更多的冰,直至板片决裂。

  乙二醇或盐溶液的冻住冻住时,构成的冰晶体中含有纯水,因此该冰晶体的融点是0℃。所以当温度升高时“冰”仍然存在,与水结的冰将消融有所不同。

  因为这种结冰滞后效果,或许在蒸腾器中呈现冰的集结现象。所幸的是溶液冰晶体中含有乙二醇或盐,因此它更象一团松懈的泥浆而不象纯冰那样是坚固的一块。

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