淺析板式換熱裝置的應用及方法

【摘要:】當前，板式換熱器作為一種高效緊湊式換熱器，有效節約利用能源、開發新能源，推進可持續發展。其使用已遍及化工、機械、制造、冶金、發電、交通運輸、食品、釀造等各個行業，對產品質量、能量利用率以及系統經濟性、可靠性起著舉足輕重的作用。

【關鍵字:】板式換熱裝置；換熱器；

換熱器是正確的利用與節約能源、開發新能源、維系可持續發展的關鍵設備，它對產品質量、能量利用率以及系統經濟性、可靠性起著舉足輕重的作用。20世紀60年代初，國外就逐漸對板式換熱器展開應用，近年來，隨著我國國民經濟和化工領域的飛速發展，人們開始熱忠于開發研究換熱裝置的廣泛應用。板式換熱器是一種應用廣泛的熱利用設備。板式換熱器和板式換熱裝置是工業傳熱過程中必不可少的設備，幾乎應用于包括動力、化工、冶金、食品、輕工等一切工業部門；同時，它也是空調、供熱中的重要組成部分；在可持續發展的國策下，未來它還將是余熱利用、太陽能利用、海水利用、污水利用、地熱利用中的關鍵[1]。

板式換熱裝置的結構和種類

板式換熱器是由多個傳熱板片（傳熱板片是板式換熱器的關鍵元件，主要有以下幾種：人字形波紋板、水平平直波紋板、瘤形板），將他們按一定的間隔，通過密封墊圈、壓緊裝置及其他軸或接管組成的可拆卸的新型換熱設備。板片組裝時，兩組交替排列，板與板之間用粘結劑把橡膠密封板條固定好，其作用是防止流體的外漏和流體間的內漏使兩板之間形成狹窄的網形流道。換熱板片壓成各種波紋形，以增加換熱板片面積和剛性，并能使流體在低流速成下形成湍流，以達到強化傳熱的效果；密封墊圈安裝于密封槽中，運行中承受壓力和溫度，而且受著工作流體的侵蝕；壓緊裝置包括固定與活動的壓緊板、壓緊螺栓，它用于將墊圈壓緊．產生足夠的密封力，使熱交換器在工作時不發生泄漏，通過旋緊螺栓來產生壓緊力。板上的四個角孔，形成了流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質分別流入各自流道，形成逆流或并流通過每個板片進行熱量的交換。見下圖1。

換熱裝置利用熱源的形式有很多種，大多是是根據所利用的熱源的溫度（從-200℃的低溫到超過超過1O00℃的高溫）或獲得方式（獲得動力和電力的方式、獲得供熱空調用熱和獲得工藝用熱和原料的方式）來分的，主要是利用余熱、太陽能、海水、污水、地熱等，根據其能量的不同轉換形態、利用方法，所使用的設備裝置也不同，形式多樣，主要有可拆式板式換熱器、焊接板式換熱器（半焊式板式換熱器、全焊式板式換熱器）、釬焊式板式換熱器、板殼式板式換熱器等。

板式換熱裝置應用及方法

當前，板式換熱器的結構及換熱原理決定了其是一種高效緊湊式換熱器，具有占地面積小、傳熱效率高、應用范圍廣、操作靈活性大、熱損失小、安裝和清洗方便等特點。其使用已遍及化工、機械、制造、冶金、發電、交通運輸、食品、釀造等各個行業，對產品質量、能量利用率以及系統經濟性、可靠性起著舉足輕重的作用。有效節約利用能源、開發新能源，推進可持續發展。

2．1工業方面的應用

在一般工業生產中需要消耗大量的能量，很多的工業制造、工藝加工過程需要加熱、冷卻、殺菌、消毒、蒸發、蒸餾、分離、干燥等工序，而板式換熱裝置有效節約利用能源，是這些工藝過程中必須的用熱與節能設備。其主要應用范圍見下表1。

表1. 板式換熱裝置應用及方法

應用行業 主要內容 方法

鋼鐵 煉鋼、金屬鍛造 鋼的鍛造、冷卻

化工 石油化工、制造、一般化學 化學反應溫度要求、分解、蒸餾、干燥、溶劑回收等

印刷業 美術印刷工程 提高工作效率

養殖、漁業 魚池處理、水溫控制等 加速培育期、提高成品率

園藝 溫室栽培、植物工程、果樹種植等 增產、換季栽培等

汽車 零部件組裝、鑄造等 節能、環保等

食品 蒸餾、解凍、殺菌、凈洗、熟化、制作等 食品保存、干燥、無菌等

制藥 片劑、散藥制造工程 防止變質、無菌實驗室、動物無菌培養等

木材 建材、運輸、家具制造等 木材的干燥保存、加工時候的干濕度要求等

服務業 酒店、賓館、醫院、餐飲等 室內取暖、制冷、生活熱水、浴池熱水等

畜牧業 牲畜舍的采暖、擠乳、運輸等 幼畜培養、清洗、孵化等

環境調節 恒溫恒濕調節、無菌培養、污泥處理等尖端技術設施 試驗研究、污泥干燥、提高效率等

2．2回收利用的應用

我國的工業發展是與能源息息相關的，當經濟不斷發展的同時，能源也在大量的被消費，煤、石油、天然氣等能源被大規模的開采耗盡，雖然大大的推進了人類的物質生活水平，但是卻也會我們生存的環境帶來了非常大的破壞，為此，有效的節約利用能源，以及回收再利用成了當前迫切需要解決的問題。在工業生產中，板式換熱裝置不但可以有效節約利用能源，同時還是利用廢氣廢水余熱、降低空調、采暖和生活熱水用能的重要和必須設備。如在鋼鐵、石油化工、造紙紙漿、水泥、玻璃、印染和汽車行業中的余熱回收，通過板式換熱裝置將余熱轉化為電力或動力，從各個行業各項工藝節能出發，在加熱、冷卻、蒸發、蒸餾分離等工藝過程中多余的能源加以回收應用。

3．結論

由表1可見， 板式換熱裝置的適用范圍非常非常的廣，其應用幾乎涉及到所有的工業領域且還在不斷發展。但是在我國，其產品技術、質量、品種規格等方面還是與國外有很大差距，為此，隨著經濟的發展，我們需要在加大開發研究力度，更進一步改進板式換熱裝置的現行結構，并擴大其應用范圍。

參考文獻：

姚榮華. 板式換熱器及換熱裝置技術應用手冊[J]. 中文核心期刊. 2006,3(6)：155-158.

程寶華 李先瑞. 板式換熱器及換熱裝置技術應用手冊[J]. 中國建筑工業出版社,2005. 7（10）:112-

鄭雪蘋，孫俊杰，李寶安. 新型換熱器的發展趨勢[J]. 內蒙古科技與經濟. 2010,7 (4):14-15.

簡介：紀強（1980-），男，河北石家莊人，職稱：助理工程師，學歷：本科，主要研究方向：鍋爐 換熱暖通 污水處理。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。