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BRM系列板式换热器

简要描述:

BRM系列板式换热器是用薄金属板(厚度一般为0.5-1.5mm左右)压制成具有一定形状波纹的换热板片,然后叠装而成的一种换热器。工作流体在两块板片所形成的窄小而曲折的通道中流过。冷热流体依次通过各自流道,中间隔一层板片,通过此板片进行换热。

  • 更新时间:2021-10-25
  • 厂商性质:生产厂家
  • 产品厂地:北京市
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一、BRM系列板式换热器简介

  板式换热器在19世纪开始提出,到20世纪20年代初开始用于牛奶工业中杀菌。由于板式换热器在制造上和使用上都有一些独到之处,所以在工业上一经使用成功之后就发展很快。早期的板式换热器大都用于食品工业,现在板式换热器的使用已遍及食品、酿造、化工、机械、冶金、发电、交通运输等各个行业。

  板式换热器简介

  板式换热器是用薄金属板(厚度一般为0.5-1.5mm左右)压制成具有一定形状波纹的换热板片,然后叠装而成的一种换热器。工作流体在两块板片所形成的窄小而曲折的通道中流过。冷热流体依次通过各自流道,中间隔一层板片,通过此板片进行换热。


二、BRM系列板式换热器构造

  板式换热器主要由板片、垫圈、机架、压紧机构等组成。

  1)板片是板式换热器的主要部分,即换热面。板片是用薄金属板冲压而成的一个整张,大致由下列几部分组成。

  (1)板片本体部分,它是主要的换热面部分。

  (2)液体进出孔(角孔),它是流体的进出通道,同时也起到联箱的作用。

  (3)进出口导流部分,它介于角孔与板片本体之间,主要使流体能在板间流动均匀,同时,它也有换热的作用。

  (4)密封槽,位于板片的周围,是安放密封垫圈之用,使工作流体不向外泄露和内部相互泄露。

  (5)定位孔及挂钩,使板片组装时保证相互位置及固定之用。

  板式换热器根据板片不同的花纹形状板式换热器可归纳为4类:回流型、波流型、网状型、扰流型。

  目前板片使用的主要材料是奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金等。

  2)密封垫圈是板式换热器中一个重要的辅助零件,主要保证流体在板间流动时的密封性;垫圈的断面尺寸常影响板间隙的工作尺寸值,从而影响其放热强度和阻力特性。

  垫圈材料是一个极为关键的因素,目前已成为影响板式换热器使用范围的一个重要因素,选择垫圈的材料要考虑其耐温、耐压和化学稳定性,以及弹性等性质。目前常用的材料有橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯、复合垫片等。

  3)机架的作用在于装载板片,也同时作为压紧设备之用。


三、板式换热器优缺点

  1、板式换热器的优点

  1)传热系数高。板式换热器的流道小,板片是波形,截面变化复杂,使流体的流动方向和流速不断变化,增加了流体的扰动,因而能在很小的流速下达到紊流,具有较高的传热系数。特别适用于液—液换热及黏度较大的流体间换热。

  2)适应性大。可通过增减板片达到所需要的传热面积。一台换热器可分成几个单元,可适应同时进行几种流体间的加热或冷却。

  3)结构紧凑,体积小,耗材少。每立方米体积间的传热面积可达250m2,每平方米传热面仅需金属15kg左右。

  4)传热系数高和金属消耗少,使其传热有效度可达85%-90%以上。

  5)易于拆洗、修理。

  6)污垢系数小。由于流动扰动大,污垢不易沉积;所用板片材质较好,很少有腐蚀,这些都使其污垢系数值较小。

  7)板式换热器主要用金属板材,因而原材料价格比同种金属的管材要低廉。

       2、板式换热器的缺点

  1)密封性较差,易漏泄。需常更换垫圈,较麻烦。

  2)使用压力受一定限制,一般不超过1MPa。

  3)使用温度受垫圈材料耐温性能的限制。

  4)流道小,不适宜于气—气换热或蒸汽冷凝。

  5)易堵塞,不适用于含悬浮物的流体。

  6)流阻较管壳式为大。

  针对板式换热器的特点,结合其他清洗方法的经验,对于板式换热器的清洗方法使用化学清洗有较好的效果。化学清洗一般有以下步骤。


四、板式换热器清洗工作

  1、清洗前的准备

  清洗前的准备主要有以下工作。

  1)查看了解设备的启用时间、使用记录、维修记录以及设备图纸等资料。

  2)了解清楚设备所使用的材质。

  3)对设备进行垢样的采集及分析化验o

  4)了解设备内积垢的分布。

  5)做溶垢实验并通过实验确定清洗药剂配方和工艺。


  2、清洗工艺的确定

  对于未拆开的板式换热器可以采用静态清洗或动态的清洗工艺。

  1)静态浸泡清洗工艺。

  2)动态循环清洗工艺步骤如下。

  (1)水冲洗及系统试压。水冲洗及试压的目的是去除系统中的积灰、泥沙、脱落的金属氧化物及其它疏松污垢,并在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况进行检查。

  (2)碱洗。利用碱洗除去有机化合物及油污以及把垢进行软化使之容易除去。时间10~24h,温度要求85℃,流速0.3m/s以下。

  (3)碱洗后水冲洗。目的是除去残留的碱性清洗液,并使部分杂质脱离表面而被带走。

  (4)酸洗。利用酸洗液与垢等杂质发生反应,生成可溶性物质。

  (5)酸洗后水冲洗。是为了除去残留的酸液和脱落的固体颗粒,以便后续工序的进行。

  (6)漂洗采用漂洗液与残留在系统内的铁离子结合,且除去水冲洗过程中所产生的二次浮锈,以降低[Fe2+/Fe3+]含量,为钝化作准备。

  (7)中和钝化。是采用钝化剂在金属表面形成钝化膜,从而防止设备金属返锈。


  3、对于拆开的板式换热器可以采用如下“循环+浸泡"的清洗工艺。

  (1)人工处理。目的是尽量通过人工减少垢的数量,不仅可以为下一工序减轻处理的压力,而且可以减少化学药剂的用量,从而减轻对废液的处理。本工序主要可采用尼龙刷、毛刷、铜刷、小型清洗机等。

  (2)循环+浸泡清洗。使用清洗药剂进行溶解和剥离污垢,并通过强制循环来保持一定的流速以达到较好的清洗效果.

  (3)人工处理。清洗结束后,对沉积物进行人工处理。


五、板式换热器应用

  某铝厂氧化铝的可拆式板式换热器由于结垢严重,已经严重影响到了的正常使用,需要进行清洗,其材质为奥氏体不锈钢。

  原始垢样为灰白色,垢层分为表层和底层。表层垢主要为碳酸盐垢,可以较容易地进行处理;底层垢质地坚硬且有大量酸不溶物,使用一般的酸洗液与垢反应极其缓慢,经分析,层垢以非常致密的氧化铝为主,此外还含有其他的一些氧化物和少量的磁性氧化铁和炭质,层垢虽较薄但非常坚硬致密。因此处理底层垢成为清洗的关键。

  对底层垢使用单一的清洗配方难以达到较好的清洗效果。溶垢试验表明,使用稀H2S04、冷HNO3、HF及强碱均不能溶解污垢,长时间处理也不能使污垢松散,仅有细微的气泡极其缓慢地产生。

  在加热条件下用较浓的HNO3能将垢样松散和溶解。

  虽然温度越高、浓度越大、时间越长效果可好一些,但考虑到硝酸的腐蚀性,对清洗时的温度、浓度、时间进行了一定的限制,以减轻由于药剂的使用而造成的废液处理及排放。

  1)清洗方法

  按照拆开的板式换热器的清洗工艺进行清洗。

  (1)先采用人工刷洗,高压水(控制压力在10MPa以下,防止设备变形)清除板片上疏松垢层。

  (2)在清洗槽内配置好清洗药剂,因为清洗液浓度较高,加热温度不宜过高。将板片放人清洗槽内进行循环+浸泡清洗,清洗时应动静结合,以静为主。清洗时间控制在12h左右。由于板式换热器的特殊性,清洗时需严格控制酸洗液的流速,防止流速过快影响缓蚀剂缓蚀效,率,造成设备腐蚀。

  (3)化学清洗结束后,取出板片,用小型清洗机冲洗,换热器板片光亮如新。

  (4)清洗废液的处理。清洗废液处理后的排放标准应达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中三级排放标准。由于适用的硝酸浓度较高,因此在废液中的酸性较强,不能直接排放,可通过加入碱来中和进行处理。此外还需在废液中加入石灰粉(CaO)处理其他有害离子。


  2)清洗结果

  (1)腐蚀情况。根据对清洗时的腐蚀速率监测,清洗腐蚀速率为0.97g/m2.h。

  (2)除垢率。除垢率达到为100%,换热器板片清洗后光亮如新。通过多次对铝厂的可拆式板式换热器的清洗,并结合清洗效果发现,对可拆式板式换热器采用拆开清洗效果较好,并可以直接观察到清洗效果,还可以充分利用其他清洗方法作为补充,减少化学药剂的使用。但是板式换热器的拆开要耗费一定时间、人力和物力。

  对全焊式板式换热器、宽通道焊接式板式换热器等类型的板式换热器不可拆的板式换热器,当无法拆开时,由于板式换热器内流体流动速度很快,所以清洗时循环速度应当严格控制在0.5—0.6m/s以下(板片内流速)。防止流速过快影响缓蚀剂缓蚀效率,造成设备腐蚀。清洗时还需添加稳定剂,使颗粒垢悬浮在清洗液中,通过清洗液循环带出换热器。对于不可拆开的板式换热器的清洗更适用于易溶垢,如碳酸盐水垢等;可拆开的板式换热器的清洗多适用于难溶垢,如物料垢等。

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