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(shù)Re大約為200時.即能產(chǎn)生湍流。因此,換熱效率高,其傳熱系數(shù)是管殼式換熱器的3~5倍。
2、通用性強板式換熱器適應(yīng)工況能力強。對于已設(shè)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(shù)量或改變板片的組合形式,即可適應(yīng)生產(chǎn)負荷的變動和新的工況要求。
3、結(jié)構(gòu)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(shè)備需用耐腐蝕材料時(如工業(yè)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(shè)計原則及方法:
1、板式換熱器選型設(shè)計原則:
為某一工藝過程選型設(shè)計板式換熱器時,要考慮其設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、介質(zhì)特性和經(jīng)濟性等因素。
(1)單板面積的選擇
單板面積過小,則板片數(shù)目多,占地面積大,阻力降減??;反之,單板面積過大,則板片數(shù)目少,占地面積小,阻力降增大,但是難以保證適當?shù)陌彘g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(shù)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(tài),且會形成較大的死角區(qū);流速過高會導(dǎo)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(cè)流體的流量大致相當時,應(yīng)盡量按等程布置:當兩側(cè)流體的流量相差較大時,則流量小的一側(cè)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(zhì)的溫升或溫降幅度較大時,也可采用多流程。有相變發(fā)生的一側(cè)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,一般對同一流體在各流程中應(yīng)采用相同的流道數(shù)。換熱器壓降修正系數(shù),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,逆流具有最大的平均溫差,一般在板式換熱器的設(shè)計中要盡可能把流體布置為逆流。兩側(cè)流體為等流程時,為逆流;當兩側(cè)流體