板式換熱器的案例
相比管殼式換熱器，板式換熱器有哪些優勢？
板式換熱器與管殼式換熱器相比有哪些優勢
板式換熱器是熱換器的一種類型，主要是由一系列波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型又高效的換熱器，器械內的各個板片組合形成了薄矩形通道，就這樣進行熱量交換，那么板式換熱器原理有哪些呢?板式與管殼式換熱器相比有哪些優勢呢?下面來看看吧。
板式換熱器原理
有哪些一：結構原理
板式換熱器的結構原理是結構上的組合，是指按一定間隔將可拆卸的板式換熱器中的沖壓有波紋薄板通過墊片密封好，并且用特有的框架和壓緊螺旋重疊來壓緊，而板片和墊片的四個角孔就是流體的分配和匯集管道，能合理地將冷熱流體分開，通過板片進行熱交換。
板式換熱器原理
有哪些二：工作原理
而板式換熱器的工作原理則是通過板片進行熱量交換，工作中的氣流在兩塊板片之間的通道中流過。中間的隔層板片將依次通過流道的冷熱流體分開，在此板片進行換熱交換。
板式換熱器原理原理就這兩種，熱換器除了板式熱換器還有管殼式熱換器，與此相比，有很多優勢之處，所以受到更多人的選擇，那么都有哪些優勢呢：
1、傳熱系數高
板式換熱器是由不同的波紋板相互倒置才組合成的流道，，所以流體通過管道時的傳熱系數會更高，是管殼式的3至5倍。
展開 板式換熱器優化設計方法
因此，冷熱介質流量比過大時不宜采用熱混合板。
② 采用非對稱型板式換熱器
對稱型板式換熱器由板片兩面波紋幾何結構相同的板片組成，形成冷熱流道流通截面積相等的板式換熱器。非對稱型 (不等截面積型 )板式換熱器根據冷熱流體的傳熱特性和壓力降要求，改變板片兩面波形幾何結構，形成冷熱流道流通截面積不等的板式換熱器，寬流道一側的角孑 L直徑較大。非對稱型板式換熱器的傳熱系數下降微小，且壓力降大幅減小。冷熱介質流量比較大時，采用非對稱型單流程比采用對稱型單流程的換熱器可減少板片面積 15% 一 3O% 。
③ 采用多流程組合
當冷熱介質流量較大時，可以采用多流程組合布置，小流量一側采用較多的流程，以提高流速，獲得較高的傳熱系數。大流量一側采用較少的流程，以降低換熱器阻力。多流程組合出現混合流型，平均傳熱溫差稍低。采用多流程組合的板式換熱器的固定端板和活動端板均有接管，檢修時工作量大。
④ 設換熱器旁通管
當冷熱介質流量比較大時，可在大流量一側換熱器進出口之問設旁通管，減少進入換熱器流量，降低阻力。為便于調節，在旁通管上應安裝調節閥。該方式應采用逆流布置，使冷介質出換熱器的溫度較高，保證換熱器出口合流后的冷介質溫度能達到設計要求。設換熱器旁通管可保證換熱器有較高的傳熱系數，降低換熱器阻力，但調節略繁。
⑤ 板式換熱器形式的選擇
換熱器板間流道內介質平均流速以 0．3～ 0．6m／ s為宜，阻力以不大于100 kPa為宜。
展開 板式換熱器優化設計方法
因此，冷熱介質流量比過大時不宜采用熱混合板。
② 采用非對稱型板式換熱器
對稱型板式換熱器由板片兩面波紋幾何結構相同的板片組成，形成冷熱流道流通截面積相等的板式換熱器。非對稱型 (不等截面積型 )板式換熱器根據冷熱流體的傳熱特性和壓力降要求，改變板片兩面波形幾何結構，形成冷熱流道流通截面積不等的板式換熱器，寬流道一側的角孑 L直徑較大。非對稱型板式換熱器的傳熱系數下降微小，且壓力降大幅減小。冷熱介質流量比較大時，采用非對稱型單流程比采用對稱型單流程的換熱器可減少板片面積 15% 一 3O% 。
③ 采用多流程組合
當冷熱介質流量較大時，可以采用多流程組合布置，小流量一側采用較多的流程，以提高流速，獲得較高的傳熱系數。大流量一側采用較少的流程，以降低換熱器阻力。多流程組合出現混合流型，平均傳熱溫差稍低。采用多流程組合的板式換熱器的固定端板和活動端板均有接管，檢修時工作量大。
④ 設換熱器旁通管
當冷熱介質流量比較大時，可在大流量一側換熱器進出口之問設旁通管，減少進入換熱器流量，降低阻力。為便于調節，在旁通管上應安裝調節閥。該方式應采用逆流布置，使冷介質出換熱器的溫度較高，保證換熱器出口合流后的冷介質溫度能達到設計要求。設換熱器旁通管可保證換熱器有較高的傳熱系數，降低換熱器阻力，但調節略繁。
⑤ 板式換熱器形式的選擇
換熱器板間流道內介質平均流速以 0．3～ 0．6m／ s為宜，阻力以不大于100 kPa為宜。
展開 板式換熱器中的換熱管應該如何進行固定？
說到這里，也許你會問：那管殼式換熱器里的管子是怎么固定的？沒錯，在那種結構中，換熱管確實需要被固定在管板上，通常采用脹接或焊接的方式，確保管子不會松動或泄漏，但那是另一個故事了。
回到板式換熱器，它的“固定”哲學更偏向于整體的壓緊與精密的定位，而非單根管子的束縛，這種設計不僅提升了換熱效率，也讓設備更加緊湊、靈活，維護起來也相對簡便。
所以，下次當你聽到“板式換熱器的換熱管”時，不妨一笑置之，然后優雅地糾正：我們固定的是板片，不是管子，這才是真正懂行的人才會說的話。
換熱面積在板式換熱器設計中的重要性是什么？
在現代工業系統中，能源效率與設備性能的平衡始終是工程師關注的核心，而在眾多熱交換設備中，板式換熱器因緊湊的結構、高效的傳熱能力和靈活的配置，廣泛應用于暖通空調、食品加工、化工、電力等多個領域，然而在設計和選型過程中，一個看似基礎卻相當重要的參數——換熱面積，往往決定了整個系統的成敗，它不僅僅是圖紙上的一個數字，更是決定換熱效率、運行成本乃至設備壽命的關鍵因素。
艾克森板式換熱器：https://www.accessen.cn/
那么換熱面積到底意味著什么？簡單來說，它是所有換熱板片有效傳熱表面的總和，想象一下，熱量就像水流，需要通過一塊塊“橋梁”從一種介質傳遞到另一種介質，這些“橋梁”的總面積越大，熱量傳遞的通道就越寬，換熱過程也就越順暢，因此換熱面積直接決定了設備的熱負荷能力，面積不足，系統可能無法達到預期的溫度變化，導致生產效率下降；面積過大，則可能造成材料浪費、設備體積臃腫，增加初期投資和運行阻力。
在實際設計中，換熱面積的選擇并非孤立進行，而是與流體特性、溫差、流量、板片材質和波紋結構等參數緊密關聯，例如在溫差較小的工況下，為了達到相同的換熱量，就必須增大換熱面積來補償傳熱推動力的不足，同樣，對于高粘度或低導熱系數的流體，也需要更大的面積來保證足夠的熱交換效率，這就要求設計人員在計算時，不僅要依據標準公式，更要結合實際運行條件進行精細優化。
值得一提的是，板式換熱器的模塊化設計為換熱面積的調整提供了極大便利，通過增減板片數量，可以在一定范圍內靈活調節總面積，以適應不同的工況需求，這種靈活性不僅提升了設備的適應性，也降低了用戶在不同項目中的選型難度，然而這也帶來了一個難題：如何在滿足性能要求的同時避免過度設計？這就需要制造商具備深厚的工程經驗和精準的模擬分析能力。
展開 哪種清洗方法最適合板式換熱器？
清洗板式換熱器，到底哪種方法最“對癥”？這問題，聽起來簡單，實則暗藏玄機，你可能已經試過沖水、泡藥、甚至拆開一片片擦——但效果總差那么一點？別急，今天咱們不走尋常路，不列一二三，不堆專業術語，就用一場“換熱器的體檢報告”來聊聊，哪種清洗方法，才真正適合你的設備。
艾克森板式換熱器：https://www.accessen.cn/
想象一下，你的板式換熱器是一臺精密的“人體器官”，長期運行后，它的“血管”（也就是板片間的流道）開始堵塞，傳熱效率下降，能耗飆升，這時候，它需要的不是一頓猛藥，而是一次精準的“診斷”。
癥狀一：輕微結垢，流量略降，溫度差變大
這就像人有點感冒，打個噴嚏，體溫略高，這時候，最合適的“治療”是在線化學清洗，不需要拆機，不影響生產，通過外接管路，讓清洗液在系統內循環，弱酸性或專用清洗劑，能溫和溶解碳酸鈣、鐵銹這類常見污垢，優點？省時省力，成本低，適合那些不能停機太久的連續生產場景，但記住，藥劑濃度和時間得拿捏準，不然“感冒沒治好，反倒傷了胃”。
癥狀二：明顯堵塞，壓差升高，換熱效率暴跌
這已經不是感冒了，是“慢性支氣管炎”了，板片間可能積了厚厚一層生物粘泥、油污或硬垢，這時候，離線浸泡清洗才是王道，把板片拆下來，放進專用清洗槽，用更強力的藥劑浸泡，時間可以更長，溫度可以更高，清洗更徹底，有些廠家還會配合超聲波清洗，利用高頻震動，把縫隙里的頑固污漬震下來，這招對付粘泥和細微顆粒特別有效，但代價是停機時間長，人工成本高，還涉及拆裝風險——板片可嬌貴，別弄變形了。
展開 五分了解讀換熱器
c.占地面積小
板式換熱器結構緊湊，單位體積內的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所，因此實現同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。
d.容易改變換熱面積或流程組合，
只要增加或減少幾張板，即可達到增加或減少換熱面積的目的；改變板片排列或更換幾張板片，即可達到所要求的流程組合，適應新的換熱工況，而管殼式換熱器的傳熱面積幾乎不可能增加
e.重量輕
板式換熱器的板片厚度僅為0.4~0.8mm，而管殼式換熱器的換熱管的厚度為2.0~2.5mm，管殼式的殼體比板式換熱器的框架重得多，板式換熱器一般只有管殼式重量的1/5左右。
f.價格低
采用相同材料，在相同換熱面積下，板式換熱器價格比管殼式約低40%~60%。
g. 制作方便
板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工，標準化程度高，并可大批生產，管殼式換熱器一般采用手工制作。
h. 容易清洗
框架式板式換熱器只要松動壓緊螺栓，即可松開板束，卸下板片進行機械清洗，這對需要經常清洗設備的換熱過程十分方便。
i. 熱損失小
板式換熱器只有傳熱板的外殼板暴露在大氣中，因此散熱損失可以忽略不計，也不需要保溫措施。而管殼式換熱器熱損失大，需要隔熱層。
j. 容量較小
是管殼式換熱器的10%~20%。i. 單位長度的壓力損失大 由于傳熱面之間的間隙較小，傳熱面上有凹凸，因此比傳統的光滑管的壓力損失大。
k.
展開 板式換熱器板片設計的4大特性
板式換熱器是制冷主機上的重要配件，它是由一組波紋金屬板組合而成，板上有四個角孔，供傳熱的兩種液體通過，引導流體交替地流經各自的通道，進行熱交換，它們排列緊密、精度高，體積小，換熱效率高，節省空間，使用環境要求較高，適合在小型制冷機組上使用，廣泛應用與冶金、石油、化工、食品、制藥、船舶、紡織、造紙等行業，是加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌的優良設備。
板式熱交換器板片設計的四大特性
一、分流區設計
即使最寬的板片，也能使流體充分均勻地分布在板片的各個角落，使分流區壓力損失最小.板片所有的換熱面積都參與高效換熱，板片的所有物理面積都轉化為有效的換熱面積，無換熱死區，不存在流動死角，不容易發生積垢，不易出現積垢引起的氯離子腐蝕，可以充分利用允許的壓力降，提高對流換熱部分的流速，提高整體的換熱效率。
二、單邊流設計
整臺板式換熱器僅用一種板片，更易配管，更易安裝和設備維護，減少板片和膠墊的備品種類和數量。
三、有H和L兩種波紋角度
通過換熱器板片優化組合，最大限度提高傳熱系數，降低設備造價。
展開 換熱器基礎知識，看完了，多想想
三 、 壓降過大
1 產生原因
①運行系統管路未進行正常吹洗，特別是新安裝系統管路中許多臟物(如焊渣等)進入板式換熱器的內部，由于板式換熱器流道截面積較窄，換熱器內的沉淀物和懸浮物聚集在角孔處和導流區內，導致該處的流道面積大為減小，造成壓力主要損失在此部位。
② 板式換熱器首次選型時面積偏小，造成板間流速過高而壓降偏大。
③ 板式換熱器運行一段時間后，因板片表面結垢引起壓降過大。
2 處理方法
①清除換熱器流道中的臟物或板片結垢，對于新運行的系統，根據實際 情況每周清洗一次。
②二次循環水最好采用經過軟化處理后的軟水，一般要求水中懸浮物質量濃度不大于5 mg／L、雜質直徑不大于3 mm、pH≥ 7。
當水溫不大于95℃時，Ca 、Mg 濃度應不大于2 mmol／L；
當水溫大于95℃ 時，Ca 、Mg 濃度應不大于0．3 mmol／L、溶解氧質量濃度應不大于0．1 mg／L。
③對于集中供熱系統，可以采用一次向二次補水的方法。
四、供熱溫度不能滿足要求
1 產生原因
①一次側介質流量不足，導致熱側溫差大，壓降小。
②冷側溫度低，并且冷、熱末端溫度低。
③并聯運行的多臺板式換熱器流量分配不均。
④換熱器內部結垢嚴重。
2 處理方法
① 增加熱源的流量或加大熱源介質管路直徑。
② 平衡并聯運行的多臺板式換熱器的流量。
③拆開板式換熱器清洗板片表面結垢。
展開 連換熱器都沒了解透徹，還說自己是化工人？
U形管換熱器
如上圖為U形管換熱器，U形管換熱器的每根換熱管都彎成U形，進出口分別安裝在同一管板的兩側，封頭以隔板分成兩室。每根管可自由伸縮，與外殼無關。
從而消除熱應力，其結構比浮頭式換熱器簡單。
但管程不易清洗，使用有很大的局限性只適用于潔凈流體。
e) 板式換熱器
板式換熱器是由一組長方形的薄金屬傳熱板片構成，用框架將板片夾緊組裝于支架上。
兩個相鄰板片的邊緣襯以墊片(各種橡膠或壓縮石棉等制成)壓緊，板片四角有圓孔，形成流體的通道。
板式換熱器和管殼式換熱器的區別：
a.傳熱系數高
由于不同的波紋板相互倒置，構成復雜的流道，使流體在波紋板間流道內呈旋轉三維流動，能在較低的雷諾數（一般Re=50~200）下產生紊流，所以傳熱系數高，一般認為是管殼式的3~5倍。
b.對數平均溫差大，末端溫差小
在管殼式換熱器中，兩種流體分別在管程和殼程內流動，總體上是錯流流動，對數平均溫差修正系數小，而板式換熱器多是并流或逆流流動方式，其修正系數也通常在0.95左右，此外，冷、熱流體在板式換熱器內的流動平行于換熱面、無旁流，因此使得板式換熱器的末端溫差小，對水換熱可低于1℃，而管殼式換熱器一般為5℃.
c.占地面積小
板式換熱器結構緊湊，單位體積內的換熱面積為管殼式的2~5倍，也不像管殼式那樣要預留抽出管束的檢修場所，因此實現同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5~1/8。
展開 板式換熱器板片設計的4大特性
板式換熱器是制冷主機上的重要配件，它是由一組波紋金屬板組合而成，板上有四個角孔，供傳熱的兩種液體通過，引導流體交替地流經各自的通道，進行熱交換，它們排列緊密、精度高，體積小，換熱效率高，節省空間，使用環境要求較高，適合在小型制冷機組上使用，廣泛應用與冶金、石油、化工、食品、制藥、船舶、紡織、造紙等行業，是加熱、冷卻、熱回收、快速滅菌的優良設備。
板式熱交換器板片設計的四大特性：
一、分流區設計
即使最寬的板片，也能使流體充分均勻地分布在板片的各個角落，使分流區壓力損失最小.板片所有的換熱面積都參與高效換熱，板片的所有物理面積都轉化為有效的換熱面積，無換熱死區，不存在流動死角，不容易發生積垢，不易出現積垢引起的氯離子腐蝕，可以充分利用允許的壓力降，提高對流換熱部分的流速，提高整體的換熱效率。
二、單邊流設計
整臺板式換熱器僅用一種板片，更易配管，更易安裝和設備維護，減少板片和膠墊的備品種類和數量。
三、有H和L兩種波紋角度
通過換熱器板片優化組合，最大限度提高傳熱系數，降低設備造價。
四、一次沖壓成型
在同一板片上，板片波紋深度相同，從而保證板間每一接觸點完好銜接，板片上無過度沖壓區.不會產隱性裂紋，板片上金屬紋路高度同一，板片最薄可達0.3mm.這樣使得板片承壓能力增強，避免熱應力疲勞，避免振蕩和高頻顫抖引起的機械疲勞腐蝕，板片機械性能更佳，避免了隱性裂紋造成的泄漏，接觸點分布均勻，介質流過板片時，湍流加強，最大限度提高傳熱效率，減輕設備重量，在保證承壓要求下，獲得更高的傳熱系數。
來源：板式熱交換器密封墊片技術平臺
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展開 
大型重整芳烴聯合裝置反應進出料換熱器選型分析
當換熱器大到一定程度，由于受到板寬的限制(最寬2m)，板束橫截面的長寬比差別較大，為了保證換熱，板長要加長，又會引起壓力降過大的問題，所以裝置規模大到一定程度，板式換熱器需要2臺并聯。而采用2臺并聯，在使用過程中有可能出現偏流等問題，大規模時選用一臺繞管式換熱器更有優勢。
03
歧化反應進出料換熱器
歧化裝置進出料換熱器回收反應產物熱量用以加熱反應進料至接近歧化反應所需溫度。歧化進料加熱爐僅對反應進料溫度起調節作用，熱端溫差越小，歧化進出料換熱器回收熱量越多，但進出料加熱爐對反應進料溫度調節作用也越小。因此，歧化進出料換熱器熱端溫差的選擇需結合熱量回收及裝置操作的靈活性和穩定性確定。目前已投產歧化裝置中最大的繞管式換熱器應用于某2.7Mt/a歧化裝置。裝置運行初期熱端溫差27℃，比設計值低10℃，換熱性能較好。
最大的板式換熱器應用于某3.6Mt/a歧化裝置，裝置運行初期熱端溫差18℃，比設計值低17℃，換熱性能較好。
04
異構化反應進出料換熱器
異構化裝置進出料換熱器熱負荷相當于異構化反應加熱爐輻射段熱負荷6～10倍，是異構化裝置回收熱量大戶。近期設計的大型化芳烴裝置異構化進出料換熱器熱端溫差40℃左右。目前已投產異構化裝置中最大的繞管式換熱器應用于某1.5Mt/a芳烴裝置異構化單元，裝置運行初期熱端溫差28℃，比設計值低13℃，換熱性能較好。
最大的板式換熱器應用于某2.0Mt/a芳烴裝置異構化單元，裝置運行初期熱端溫差34℃，比設計值低9℃，換熱性能較好。
展開 FLUENT基礎案例#359-簡易板式換熱器仿真（不考慮壁厚）
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FLUENT基礎案例#359-簡易板式換熱器仿真（不考慮壁厚）
01
案例介紹
如下圖所示的冷熱水換熱器（SpaceClaim模型），換熱板部分共十層，每五層（間隔）連通。長管一端進80℃熱水，短管一端進10℃冷水，另兩端均出水。
本例SpaceClaim模型關鍵提示：需要在不同的域之間設置共享拓撲，否則無法設置傳熱耦合面。
相關操作可以參考本公眾號之前的推送《三維網格劃分中無厚度面的處理（三）》
02
網格情況
ANSYS MESH網格（FLUENT檢測質量不低于0.7），如下圖。
03
仿真基本設置
1、穩態計算
2、標準k-ε湍流模型
3、流體介質設置
4、打開能量方程
5、冷水入口速度、溫度
6、熱水入口速度、溫度
7、初始化并計算，殘差曲線如下
04
基本結果
05
使用軟件及視頻情況
1、使用ANSYS WORKBENCH19.2制作案例：SpaceClaim建模；ANSYS MESH網格；FLUENT仿真；POST云圖成圖。
2、以上過程均有高清視頻，總時長約40分鐘，可在平臺購買。
展開 「CFD案例-Fluent」20 板式換熱器
本案例在ANSYS2019R3中演示了如何利用Fluent進行板式換熱器CFD仿真。首先于SpaceClaim中建立幾何模型，并進行命名邊界條件，接著導入Fluent Meshing進行網格劃分，然后利用Fluent進行求解，最后在CFD-POST中進行后處理。案例基于3D、穩態求解。
多種換熱器工作原理圖不容錯過，值得收藏！
按用途分類
加熱器
加熱器是把流體加熱到必要的溫度，但加熱流體沒有發生相的變化。
預熱器
預熱器預先加熱流體，為工序操作提供標準的工藝參數。
過熱器
過熱器用于把流體（工藝氣或蒸汽）加熱到過熱狀態。
蒸發器
蒸發器用于加熱流體，達到沸點以上溫度，使其流體蒸發，一般有相的變化。
3. 按結構分類
可分為：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等。
三、各式工作原理圖
套管式換熱器
焦化廠蓄熱室
浮頭式換熱器
沉浸蛇管換熱
板式換熱器
具有補償圈的換熱器
板翅式換熱器
夾套換熱器
U型管式換熱器
列管換熱器部件
螺旋板式換熱器
列管式換熱器
噴淋式換熱器
氣體冷卻塔
熱管換熱器
蓄熱室原理
浴室溫水加熱
四、行業狀況
1. 概述
換熱器在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業生產中，常常用作把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器既可是一種單元設備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設備的組成部分，如氨合成塔內的換熱器。換熱器是化工生產中重要的單元設備，根據統計，熱交換器的噸位約占整個工藝設備的20%有的甚至高達30%，其重要性可想而知。
2. 管殼式
管殼式換熱器是一個量大而品種繁多的產品，迫切需要新的耐磨損、耐腐蝕、高強度材料。
我國在發展不銹鋼銅合金復合材料、鋁鎂合金及碳化硅等非金屬材料等方面都有不同程度的進展，其中尤以鈦材發展較快。
展開 