板式换热器原理

板式换热器是由许多波纹形的传热板片，按一定的间隔，通过橡胶垫片压紧组成的可拆卸的换热设备。板片组装时，两组交替排列，板与板之间用粘结剂把橡胶密封板条固定好，其作用是防止流体泄漏并使两板之间形成狭窄的网形流道，换热板片压成各种波纹形，以增加换热板片面积和刚性，并能使流体在低流速成下形成湍流，以达到强化传热的效果。板上的四个角孔，形成了流体的分配管和泄集管，两种换热介质分别流入各自流道，形成逆流或并流通过每个板片进行热量的交换。

其特点：（1）体积小，占地面积少；（2）传热效率高；（3）组装灵活；（4）金属消耗量低；（5）热损失小；（6）拆卸、清洗、检修方便；（7）板式换热器缺点是密封周边较长，容易泄漏，不能承受高压。

板式换热器有哪几部分组成？有什么作用？

板式换热器主要由传热板片、密封垫片、两端压板、夹紧螺栓、支架等组成。

各部件作用如下：

一、传热板片

传热板片是换热器主要起换热作用的元件，一般波纹做成人字形，按照流体介质的不同，传热板片的材质也不一样，大多采用不锈钢和钛材制作而成。

二、密封垫片

板式换热器的密封垫片主要是在换热板片之间起密封作用。材质有：丁腈橡胶，三元乙丙橡胶，氟橡胶等，根据不同介质采用不同橡胶。

三、两端压板

两端压板主要是夹紧压住所有的传热板片，保证流体介质不泄漏。

四、夹紧螺栓

夹紧螺栓主要是起紧固两端压板的作用。夹紧螺栓一般是双头螺纹，预紧螺栓时，使固定板片的力矩均匀。　　

五、挂架

主要是支承换热板片，使其拆卸、清洗、组装等方便。

换热器的安装和使用方法

板式换热器按照有无鞍式支架分为两种安装方式。第一种，对于没有鞍式支架的板式换热器，应把换热器安装在砖砌的鞍形基础上，安装后的板式换热器此刻不用与基础固定，整个板换可随着膨胀的改变自由移动。

第二种，对于有鞍式支座的板换，应首先在基础上平铺混凝土，待完全干透后用地脚螺栓将鞍式支座与地面混凝土完全固定起来。

在安装板式换热器的过程中，应在换热器前后两端留出足够的空间以便维护和清洗。换热器不得在超过铭牌规定的条件下运行，对于换热器介质的温度和压力要进行察看和分析，防止换热器出现异常运行情况。

换热器的换热效果和水垢有很大关系，水垢越多，换热效果越不理想。因此，对于换热片上的水垢要及时清洗。以免积垢过多影响换热效果。

换热器的清洗及日常养护方法

由于水中含有少量钙镁离子以及细菌等微生物，换热器在长期使用后光洁的板片上难免会有水垢聚集，细菌滋生。

水垢是由于水中含有钙镁盐类，部分钙镁盐类的溶解度随着温度的升高而下降，析出的结晶盐聚集附着在板片上形成水垢。水垢导热性差，附着在板片上势必会影响板片的换热效果。若长时间得不到有效的清理，越积越多的水垢将减小流通截面（如图中板片的波纹面），加大流通阻力，严重时甚至堵塞流通截面。

因此，定期清洗水垢是保证板换换热效果的基础。目前最常用的清洗方法是化学清洗杀菌法。在清洗时，加入化学剂和杀菌剂，让板片上的水垢，浮锈，细菌等与试剂发生化学反应清洗后排除，还原板片光洁表面。

此外，在日常维护方面，可以适当加入缓蚀阻垢剂，防止钙镁离子结晶沉淀。条件好的可以采用磁化及离子棒防垢处理，钠离子交换处理等方法。

板式换热器的传热机理及应用范围

板式换热器的传热机理是根据热力学定律：“热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，当两种物体间存在温差就必然有热量传递的过程。”两种液体在板式换热器板片两侧对流时，热量从温度高的的那侧液体传向温度低的那侧液体（一般情况下，高温侧在一次侧，低温侧在二次侧）。由于板片采用了瓦楞波结构优化设计，其换热效率可以达到92％左右，如此以来，高温侧的热量可以有效被低温侧吸收，利用。具体来说如图所示，在高温侧，深红色箭头所指向的是高温侧的进口，粉红色指向的是高温侧的出口；在低温侧，深蓝色指向的是低温侧的进口，天蓝色指向的是低温侧的出口。当液体从深红色的进口进入后，经过对流，热量通过板片传递给由深蓝色进口进入的低温侧液体。在高温侧液体温度降低后，液体由粉红色的出口流出；在低温侧液体温度升高后，液体由天蓝色的出口流出。此时，液体完成换热过程。

板式换热器具有结构紧凑，换热效率高，安装方便，占地面积小，维护成本低等诸多优点，现已广泛应用于电力、石油、化工、冶金、机械、食品、医药、船舶、家庭等领域

板式换热器的分类

1．直接传热式换热器。一种不需传热壁面,由冷流体与热流体直接接触进行换热的操作过程的换热器,此类换热器常用于工业生产中。

2．间壁传热式换热器。冷、热流体通过管子、板等壁面进行热量交换的传热操作过程的换热器,是最普通的也最常用的换热器,冷、热流体都是流体,可以是空气、烟气、蒸汽、水。

3．蓄热式换热器。系间歇传热,在废热再生器中是切实可行有效的回收废热的方式,常被用于回收燃烧气体的废热以及蒸汽等用量不均时作为调节手段。

智能换热机组中水泵的相关知识

智能换热机组是板式换热器更高级别的应用。在实际应用中，智能换热机组可根据实际需要调节管道内流体流量大小，从而实现温度调节。另一方面，流量改变后，不需要被利用的热量不会被损失掉，从而实现了节能效果。

在智能换热机组中，水泵是一个必不可少的工业设备，在水泵的选型中必须考虑两点：流量、扬程。

水泵的流量是反应水泵输水能力的量，指水泵在单位时间内输送水的数量，单位通常为吨每小时或者立方米每小时。

水泵的扬程指水泵能够扬水的高度，用H表示，单位是m。水泵的扬程由两部分组成，以叶轮中心线为基准，至水源面的垂直高度叫吸水扬程简称吸程。以叶轮中心线为基准，至水池的垂直高度，即水泵把水压上去的高度叫压水扬程，简称压程。水泵的扬程由吸程和压程组成。需要注意的是管道水流受摩擦阻力会引起扬程损失，在选型时这部分损失要考虑。否则可能会吸不上来。

减压阀的原理

减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，它可将阀前管路较高的水压减少至阀后管路所需的水平。减压阀广泛用于高层建筑、城市给水管网水压过高的区域、矿井及其他场合，以保证给水系统中各用水点获得适当的服务水压和流量。鉴于水的漏失率和浪费程度几乎同给水系统的水压大小成正比，因此减压阀具有改善系统运行工况和潜在节水作用，据统计其节水效果约为30％。

减压阀的构造类型很多，以往常见的有薄膜式、内弹簧活塞式等。减压阀的基本作用原理是靠阀内流道对水流的局部阻力降低水压，水压降的范围由连接阀瓣的薄膜或活塞两侧的进出口水压差自动调节。近年来又出现一些新型减压阀，如定比式减压阀，其构造原理如图14．2－2所示。定比减压原理是利用阀体中浮动活塞的水压比控制，进出口端减压比与进出口侧活塞面积比成反比。这种减压阀工作平稳无振动；阀体内无弹簧，故无弹簧锈蚀、金属疲劳失效之虑；密封性能良好不渗漏，因而既减动压（水流动时）又减静压（流量为0时）；特别是在减压的同时不影响水流量。

减压阀通常有DN50～DN100等多种规格，阀前、后的工作压力分别为＜1MPa和0．1～0．5MPa，调压范围误差为±5％～10％。

应该看到，水流通过减压阀虽有很大的水头损失，但由于减少了水的浪费并使系统流量分布合理、改善了系统布局与工况，因此总体上讲仍是节能的。

什么是蝶阀

蝶阀又名翻板阀，是一种调节阀，又可用于低压管道的开关控制。蝶阀的关闭件为圆盘，圆盘围绕阀轴旋转，从而达到开关和调节的作用。全开和全关通常是小于90度的。蝶阀无自锁功能，为了定位，通常要加装蜗轮减速器，加装蜗轮减速器后蝶阀不仅可以自锁，使蝶阀停止在任意位置，还可以改善蝶阀的操作性能。

工业用蝶阀具有耐高温，适用压力范围广，公称通径大等特点，阀体采用碳钢制造，密封垫采用金属环代替橡胶环。

什么是截止阀

截止阀是换热机组上经常被使用的一种阀门，其只适用与全关和全开的状态，不允许作调节和节流。截止阀的关闭件为塞形的阀瓣。密封面呈平面或锥面。阀瓣沿流体的中心线作直线运动，截止阀的关闭方式有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降）和升降螺旋杆式（阀杆和手轮一起升降）截止阀的阀瓣开启高度为公称直径的25%-30%，是工业领域常用的一种阀门，如图所示。

截止阀具有如下优点：

1.结构简单，制造和维修都比较方便。

2.行程小，开启和关闭时间短。

3.密封性能好，使用寿命长。

此外截止阀也有不足之处，如调节性能差，开关所需力气较大，不适合有颗粒，粘度大，易结焦的介质。

止回阀的原理

在换热机组中，止回阀是使用得最多的阀门，在暖通领域也是常见阀门之一。止回阀与其它阀门在外观上最大的区别就是止回阀没有阀轴，不用人工操作或者电动控制。

止回阀又叫单向阀或者逆止阀。主要作用是防止管路中的介质倒流。其启闭件依靠介质流动的力量自行开启或者关闭。止回阀只允许介质从一个方向向另一个方向流动，不允许逆流，防止事故发生，所以止回阀又叫做逆止阀。

在安装时，应注意不要让止回阀承受重量，大型止回阀独立支撑；介质流动的方向要与阀门箭头上的方向一致。

止回阀按照结构可分为升降式，旋启式，蝶式和隔膜式。按照连接方式分为螺纹连接，法兰连接和焊接三种。

安全阀的原理与分类

安全阀是一种保护系统压力过高而被破坏的阀门，一旦介质压力过大超过定值，安全阀会自动打开，从而达到安全保护的作用。

按照结构安全阀可分为重锤杠杆式，弹簧式和脉冲式。

重锤杠杆式是利用杠杆原理，用质量较小的重锤通过杠杆的放大作用获得作用于阀门开启的力，通过移动重锤的位置或者改变重锤的位置来改变作用于阀门的开启压力，如左图所示。其优点是结构简单，调整准确，适用于高温高压场合如锅炉和压力较高的容器上。缺点是较笨重加载机构容易因振动而产生泄露，被压力冲开后不易关闭及保持严密。

弹簧微启式安全阀是利用压缩弹簧的力来平衡作用于阀瓣上的力，弹簧的压缩量可通过调整它上面的螺母来改变，可用来调节安全阀的开启压力。优点是结构轻便紧凑，灵敏度高，安装位置不受限制可用于移动式的压力容器上。如下左图所示，缺点是因弹簧的弹力随着压缩量的增大而增大，故加载阀门的压力会随着压缩量的增大而增大，这样就直接使得安全阀不能迅速开启。

最后一种是脉冲式安全阀，由主阀和辅阀组成，通过辅阀的脉冲作用来带动主阀的工作。其适用范围较窄，结构复杂，只适用于安全泄放量很大的锅炉和压力容器。

在这三种安全阀中，弹簧微启式安全阀用使用得最为普遍。

板片材料不锈钢304，316，316L和317的区别

板式换热器板片的材料常用的有304，316，316L和317。这四种材料是用得最普遍的，其中，又以304最为常见。304是一种通用型的不锈钢，其广泛应用于需要有良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备中，其性价比最高。

316和317相比304而言，二者都含有钼，但317的含钼量要高于316。二者总的性能优于304的不锈钢。316不锈钢可以应用于硫酸浓度低于15％和高于85％的介质中，316具有良好的抗氧化物侵蚀的性能，通常用于海洋环境。（图中板片为316板）

316L的最大碳含量为0.03，主要用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。

什么是电动调节阀？

电动调节阀是楼宇乃至工业自动化领域重要的一类带执行机构的阀门，随着自动化程度的越来越高，电动调节阀正在各个领域发挥其明显的作用和优势。是替代传统气动调节阀的新一代调节阀，与传统气动调节阀相比，其有节能，环保，安装快捷等优点。

电动调节阀由执行机构和位于执行机构下方的阀体组成，执行机构与调节阀经过连接组合，安装调试后方可使用。

其原理也较简单，通过接收楼宇或工业控制器发出的弱点信号（0－10v或者4－20mA）来改变阀门的开度，从而实现调节介质流量，温度，压力等参数。实现自动化调节，达到节能的效果。

在选配电动调节阀时，有条件最好选用带手动控制的，这样可以防止由于电路故障造成的阀门不能正常开启或关闭的情况发生。如图中的电动调节阀顶端螺纹型圆盘就是手动调节盘。

在使用电动调节阀的过程中要注意定期检查，检查执行机构有没有故障，执行机构与阀轴的连接有没有出现异常情况。这样可以保障其安全高效运行。一般来说每隔半个月检查一次。

平衡阀的原理

平衡阀是一种特殊功能的阀门，它具有良好的流量特性，有阀门开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。利用专用智能仪表，输入阀门型号和开度值，根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值，只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用专用智能仪表进行一次性调试，就可使各用户的流量达到设定值。