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板换的结构及各部件的作用

发布时间:2018-04-27      点击次数:2705

换热器是合理利用与节约能源、开发新能源的关键设备。据统计,在现代石油化工企业中,换热器投资占30% ~40%。在制冷机中,蒸发器和冷凝器的重量占机组重量的30% ~40%,动力消耗占总动力消耗的20% ~30%。可见换热器对企业投资、金属耗量以及动力消耗有着重要的影响。由于在生产中存在的热交换千变万化,因此所需的换热器必然各式各样,但从承受高温、高压、超低温及耐腐蚀能力上看,管壳式换热器的数量和使用场所在20世纪80、90年代仍居主要地位。随着全焊、钎焊、板壳式等新型结构板式换热器的发展,以及新技术、新工艺、新材料在板式换热器中的应用,板式换热器在进一步发展自身的传系数高、对数平均温差大、占地面积小、重量轻、价格低、末端温差小和污垢系数低等优越性之外,还将它的承压能力从2.5MPa提高到8.0MPa,耐温能力从150℃提高到了1000℃,为其在许多应用领域取代管壳式换热器创造了条件。

板式换热器的特点:1.对数平均温差大。

2. 占地面积小,结构紧凑,清洗方便。          

3. 重量轻,板片的厚度一般在0.4-0.7mm。          

4. 传热系数高,板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。        

5. 可改变换热面积或流程组合,增加或减少板片数量即可达到所需的换热面积,改变板片的排港列,可适用于不同的换热器。          

6. 价格低。 板式换热器的工作原理  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。

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。    

造成板换泄漏的主要原因 :

(1)换热板片腐蚀穿透;    

(2)换热板片有裂纹;    

(3)夹紧螺栓紧固不均匀;    

(4)换热板片变形太大;    

(5)密封垫片断裂或老化;    

(6)密封垫片厚度不均;    

(7)密封垫片压偏。

板换腐蚀失效类型

 ① 点蚀:由“闭塞电池腐蚀”(Ocluded Cell Corrosion)作用引起的一种局部腐蚀—使局部金属表面的钝化膜破坏,形成尺寸小于1mm的穿孔或蚀坑。例如,在不锈钢板片表面生锈或积垢(碳化物、二氧化硅垢层)处,因导热不良、介质的pH值减小产生的腐蚀;

② 缝隙腐蚀:由“闭塞电池腐蚀”作用引起的一种呈斑点状或溃疡形的局部腐蚀。同点蚀的主要区别是腐蚀产生在金属零件的缝隙处,由于滞留介质的电化学不均匀性而导致的。例如, 密封垫片槽底或板片封闭流道的角孔垫片外侧处产生的腐蚀;  

③ 应力腐蚀开裂:在静态拉伸应力与电化学介质共同作用下,由阴极溶解过程引起的金属局部腐蚀裂纹或断裂。例如,板片压制成型时将产生残余内应力,若与介质中的卤素离子(如Cl -、F -等离子)或H2S接触可能引起应力腐蚀开裂;  

④ 晶间腐蚀:起源于金属表面并沿晶粒边界深入到内部的腐蚀,可导致晶粒间的结合力丧失,使材料的强度大大降低。例如,不锈钢在过敏温度范围 (400℃~600℃)内产生的腐蚀;

⑤ 均匀腐蚀:接触介质的金属表面全部或大部分被腐蚀的现象。例如,板片选材不当,或使用期过长,超过了允许使用寿命;  

⑥ 其他腐蚀失效:主要有露点腐蚀、磨蚀 、微生物腐蚀等。例如,含有酸性物质的热蒸汽与冷的板片接触,可引起露点腐蚀;板片的介质入口角孔处和导流区的流速过高,或流体中含有砂粒类颗粒物时,可导致磨蚀;海水中的藻类、细菌、原生物等,可导致板片的微生物腐蚀。

 以上几种腐蚀失效中,Cr-Ni奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂约占50%,点蚀和缝隙腐蚀共约占20%,所以比较危险、比较常见。  

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