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【摘要】新型板式换热器是液—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。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3—5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，换热效率可高达98%以上。板式换热器广泛应用于集中供热系统，是加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。
【关键词】新型换热器;结构原理;应用特点
1.结构及原理
板式换热器由一组波纹金属板片、垫片、框架结构及紧固件组成，板片组夹在固定压紧板与移动压紧板之间，并用夹紧螺柱夹紧到预定尺寸，板片上有四个角孔供两种介质通过，板片上装有免粘结密封垫片，将流体通道密封，并引导流体交替流至各自的通道内，形成热交换。
每台板式换热器换热面积的大小,决定了板片组的板片数量多少。垫片保证每个板片间流道中的液体不泄露,同时决定流体在换热器内部的流动方向。单流程连接口通常在板式换热器的固定端板上，多流程连接口通常在固定端板上和移动端板上。
板式换热器由于金属板片波纹表面的特殊作用，使流体沿着狭窄弯曲的通道流动，其速度的大小、方向不断改变，致使流体在较小的流速下（雷诺数Re=200时），激起了强烈湍动（紊流），因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程，有效地提高了传热能力。并具有结构紧凑，金属耗量低，热损失小，安装、拆卸、清洗、检修方便，耐腐蚀性强，使用寿命长等突出优点。
2.流程及流道
流道为板式换热器内相邻板片组成的介质流动通道，分为热流体侧流道和冷流体侧流道；流程为板式换热器内介质向同一方向流动的一组流道。
换热器的流程是由许多板片按一定工艺及设计技术要求组装而成的。板片间形成网状通道，四个角孔形成分配管和汇合管，密封垫把冷热介质密封在换热器里，同时又合理的将冷热介质分开而不致混合。在通道里面冷热流体间隔流动，可以逆流也可以顺流，在流动过程中冷热流体通过板壁进行热交换。板式换热器的流程组合形式很多，都是采用不同的换向板片和不同组合来实现的，流程组合形式可分为单流程，多流程，混合流程形式。
单流程板式换热器可实现100%逆流换热。所有连接接口均位于固定端板上,便于安装及维修。当换热温差较小或允许小温差换热时,使用多流程板式换热器会更经济。若冷热介质的流道数接近,也可实现近100%的逆流换热。
3.换热板片型式及组合
相同型号的板式换热器板片型式分为高角度板片（H型板片）和低角度板片（L型板片）见图三。高角度板片（H型板片）能实现高湍流换热即能获得较高传热系数，但压力降较大，适用于小温差换热；低角度板片（L型板片）则反之，换热效率较低，压力降较小，适用于大温差换热。
板型混合流道，根据实际换热工况，既要实现一定的换热效率又要满足允许压力降要求，可进行板型混合流道的优化设计。HH板型组合(高阻流道)即混装高角度板片；LL板型组合(低阻流道)即混装低角度板片；HL(中阻流道):混装一种高角度和一种高角度板片。
4.板片及垫片材料
板片材料选择必须考虑换热器的使用条件如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等以及材料的经济合理性。板片材料通常采用如下材料：
不锈钢（304、316、316L、317、AVESTA254SMO）；
钛及钛钯合金（Ti、Ti-Pd）；
哈氏合金（C-276、C-22）；
镍及镍合金（N6、N200）；
其它合金；
垫片材料选择须考虑材料物理性能、垫片材料与换热流体的相容性（即耐腐蚀性、溶胀性）、使用温度与使用压力的因素。下面为常用垫片材料的适用范围：
丁腈橡胶（NBR）适用水、海水、脂类介质等；温度可达110℃；
乙丙橡胶（EPDM）适用普通酸碱液，温度可达170℃；
氯丁橡胶（Heoprene）适用石蜡、脂肪、油类、润滑油及多种石油冶炼产品、普通碱、无机盐溶液及稀释矿物酸等；
氟橡胶（FPM）适用酸、碱流体，温度可达180℃；
硅橡胶（Silicone）适用一些腐蚀性介质，温度可达175℃；
纤维、石棉适用腐蚀性化学品和其他流体，温度可达220℃；
5.板式换热器的清洗
一般情况可不解体清洗，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。清洗工艺如下：
A.清洗时，要注意清除管线内杂物不要堵塞板式换热器，故在清洗前应把不与管道同时清洗的设备、容器及仪表等与清洗的管道隔开。先关闭供水阀门,再关闭循环泵,最后关闭出口阀门(顺序不可颠倒)。
B.等换热器冷却到40℃左右时,将流道内的媒介排空。
C.现场用清洗剂代替介质，让其从换热器中流过，清洗剂的溶解能力会将杂质溶解并通过手工操作排出管路。清洗剂的用量由换热器的类型（单程或多程）和连接设备决定。
如长时间使用，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。注意不得用金属刷洗刷，以免损伤板片影响防腐能力。
6.板式换热器技术特点
A.传热效率高
优帕板式换热器由于板型独特,内部流体即使再低流速（低雷诺数）下亦处于紊流状态，传热效率比壳管式换热器高出3—5倍，传热系数最高可达7500W/m2·℃。
B.紧凑的设计
采用紧凑的设计, 板式换热器的结构尺寸很小。例如单台200m2换热面积最大外形尺寸也不超过3m×2m×1m（长×宽×高）,设备净重不超过 3吨；然而对于壳管换热器,要达到以上相同的换热量，则需600m2换热面积。若选择壳管换热器，需要换热面积300/台的二台，其壳体直径为1200mm，长度为5500mm，管长4000mm，占地面积最小需12米×6米，单台重量将超过10吨。 [科]
【参考文献】
［１］工业锅炉实用手册.江苏科学技术出版社,2008.
［２］工业锅炉技术大全.科学普及出版社,2007.
［３］热水锅炉安全技术监察规程.辽宁科学技术出版社,2008.
［４］蒸汽锅炉安全技术监察规程.辽宁科学技术出版社,2008.
【关键词】新型换热器;结构原理;应用特点
1.结构及原理
板式换热器由一组波纹金属板片、垫片、框架结构及紧固件组成，板片组夹在固定压紧板与移动压紧板之间，并用夹紧螺柱夹紧到预定尺寸，板片上有四个角孔供两种介质通过，板片上装有免粘结密封垫片，将流体通道密封，并引导流体交替流至各自的通道内，形成热交换。
每台板式换热器换热面积的大小,决定了板片组的板片数量多少。垫片保证每个板片间流道中的液体不泄露,同时决定流体在换热器内部的流动方向。单流程连接口通常在板式换热器的固定端板上，多流程连接口通常在固定端板上和移动端板上。
板式换热器由于金属板片波纹表面的特殊作用，使流体沿着狭窄弯曲的通道流动，其速度的大小、方向不断改变，致使流体在较小的流速下（雷诺数Re=200时），激起了强烈湍动（紊流），因而加快了流体边界层的破坏，强化了传热过程，有效地提高了传热能力。并具有结构紧凑，金属耗量低，热损失小，安装、拆卸、清洗、检修方便，耐腐蚀性强，使用寿命长等突出优点。
2.流程及流道
流道为板式换热器内相邻板片组成的介质流动通道，分为热流体侧流道和冷流体侧流道；流程为板式换热器内介质向同一方向流动的一组流道。
换热器的流程是由许多板片按一定工艺及设计技术要求组装而成的。板片间形成网状通道，四个角孔形成分配管和汇合管，密封垫把冷热介质密封在换热器里，同时又合理的将冷热介质分开而不致混合。在通道里面冷热流体间隔流动，可以逆流也可以顺流，在流动过程中冷热流体通过板壁进行热交换。板式换热器的流程组合形式很多，都是采用不同的换向板片和不同组合来实现的，流程组合形式可分为单流程，多流程，混合流程形式。
单流程板式换热器可实现100%逆流换热。所有连接接口均位于固定端板上,便于安装及维修。当换热温差较小或允许小温差换热时,使用多流程板式换热器会更经济。若冷热介质的流道数接近,也可实现近100%的逆流换热。
3.换热板片型式及组合
相同型号的板式换热器板片型式分为高角度板片（H型板片）和低角度板片（L型板片）见图三。高角度板片（H型板片）能实现高湍流换热即能获得较高传热系数，但压力降较大，适用于小温差换热；低角度板片（L型板片）则反之，换热效率较低，压力降较小，适用于大温差换热。
板型混合流道，根据实际换热工况，既要实现一定的换热效率又要满足允许压力降要求，可进行板型混合流道的优化设计。HH板型组合(高阻流道)即混装高角度板片；LL板型组合(低阻流道)即混装低角度板片；HL(中阻流道):混装一种高角度和一种高角度板片。
4.板片及垫片材料
板片材料选择必须考虑换热器的使用条件如设计温度、设计压力、介质特性和操作特点等以及材料的经济合理性。板片材料通常采用如下材料：
不锈钢（304、316、316L、317、AVESTA254SMO）；
钛及钛钯合金（Ti、Ti-Pd）；
哈氏合金（C-276、C-22）；
镍及镍合金（N6、N200）；
其它合金；
垫片材料选择须考虑材料物理性能、垫片材料与换热流体的相容性（即耐腐蚀性、溶胀性）、使用温度与使用压力的因素。下面为常用垫片材料的适用范围：
丁腈橡胶（NBR）适用水、海水、脂类介质等；温度可达110℃；
乙丙橡胶（EPDM）适用普通酸碱液，温度可达170℃；
氯丁橡胶（Heoprene）适用石蜡、脂肪、油类、润滑油及多种石油冶炼产品、普通碱、无机盐溶液及稀释矿物酸等；
氟橡胶（FPM）适用酸、碱流体，温度可达180℃；
硅橡胶（Silicone）适用一些腐蚀性介质，温度可达175℃；
纤维、石棉适用腐蚀性化学品和其他流体，温度可达220℃；
5.板式换热器的清洗
一般情况可不解体清洗，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。清洗工艺如下：
A.清洗时，要注意清除管线内杂物不要堵塞板式换热器，故在清洗前应把不与管道同时清洗的设备、容器及仪表等与清洗的管道隔开。先关闭供水阀门,再关闭循环泵,最后关闭出口阀门(顺序不可颠倒)。
B.等换热器冷却到40℃左右时,将流道内的媒介排空。
C.现场用清洗剂代替介质，让其从换热器中流过，清洗剂的溶解能力会将杂质溶解并通过手工操作排出管路。清洗剂的用量由换热器的类型（单程或多程）和连接设备决定。
如长时间使用，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。注意不得用金属刷洗刷，以免损伤板片影响防腐能力。
6.板式换热器技术特点
A.传热效率高
优帕板式换热器由于板型独特,内部流体即使再低流速（低雷诺数）下亦处于紊流状态，传热效率比壳管式换热器高出3—5倍，传热系数最高可达7500W/m2·℃。
B.紧凑的设计
采用紧凑的设计, 板式换热器的结构尺寸很小。例如单台200m2换热面积最大外形尺寸也不超过3m×2m×1m（长×宽×高）,设备净重不超过 3吨；然而对于壳管换热器,要达到以上相同的换热量，则需600m2换热面积。若选择壳管换热器，需要换热面积300/台的二台，其壳体直径为1200mm，长度为5500mm，管长4000mm，占地面积最小需12米×6米，单台重量将超过10吨。 [科]
【参考文献】
［１］工业锅炉实用手册.江苏科学技术出版社,2008.
［２］工业锅炉技术大全.科学普及出版社,2007.
［３］热水锅炉安全技术监察规程.辽宁科学技术出版社,2008.
［４］蒸汽锅炉安全技术监察规程.辽宁科学技术出版社,2008.