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第一章板式换热器的发展现况和展望板式换热器的发展现况和展望

第一节板式换热器的发展现状

一、板式换热器的发展现况：

1、概述：

最近几十年来板式换热器发展很快，主要表现在以下几个方面。

⑴板式换热器的种类越来越多，技术性能越来越好，应用范围越来越广。

①板式换热器的种类：

从板式换热器的连接方式上看：从可拆式板式换热器发展到钎焊式板式换热器。从半焊接式、全焊接式发

展到板壳式换热器。

从板片的形式上看：从对称型发展到非对称型。

从板片的流道上看：从对称流道发展到宽窄流道、宽宽流道。

从板片波纹的深浅看：从波深为3~5mm的一般板发展到波深为2~2.5mm的浅密波纹板。

②板式换热器的技术性能越来越好

图1-1表示板式换热器的设计温度、设计压力范围。

工作温度从可拆式的260℃发展到板壳式的1000℃。

工作压力从可拆式型的2.5MPa发展到板壳式的8.0MPa。

传热系数从2000W/m·k发展至12000W/m·k。

最大当量直径28mm。

最大可拆式单板换热面积4.75m2。

最大焊接式单板换热面积18m2。

最小钎焊式单板换热面积0.006m2。

最大可拆式单台换热面积2500m2。

最大全焊式单台换热面积10000m2。

最大接管尺寸500mm。

③板式换热器的应用范围越来越广（见表1-1）。

表1-1各种类型板式换热器的应用范围

⑵板式换热器向大型化、小型化、专业化、多元化、装置化发展。

①大型化

大型板式换热器主要用于中央冷却系统（以下简称CCS），该系统集中冷却各种工厂使用的冷却水，并作为

发电厂轴承冷却水的冷却器。板式换热器的容量与工厂的规模，工艺过程等有关，必要的冷却水量从数千

至数万m3/h,大型板式换热器可达数十万大型板式换热器可达数十万m3/h，CCS中希望采用尽可能少的台数进行处理，故要求采用大

型板式换热器，近几十年，中东地区建设了许多具有世界级规模的LNG工厂，使用过去的冷却塔的冷却方

式不能确保补给水，故希望变更为使用板式换热器的CCS方式。过去发电厂使用ST轴承冷却水方式，但

通过性能评价说明，板式换热器在成本、传热性能、小型化及维护性等方面均具有明显的优越性，因此需

要将它们更换为板式换热器的方式。如巴塞罗那论坛区能源系统采用的是垃圾利用（将巴塞罗那市区收集

的垃圾进行厌氧分析，产生人造燃气），废热发电（垃圾产生的燃气加热蒸汽锅炉，驱动气轮发电机，向论

坛区及城市电网供电），发电余热制冷（高压蒸汽发电后衰减为低压蒸汽，被送至远大空调制造的吸收式制

冷机加热溴化锂溶液，进行制冷），海水冷却。设备设计容量：吸收式制冷机4×4500kW；蒸汽—水板式

换热器4×5000kW；蓄冷罐5053m3；海水板式换热器4×12000kW（每台海水板式换热器流量961m3/h，

压力降58kPa）,板片材料为钛。海水冷却板式换热器（见照片1-1）。

上述用途的共同特征是以海水作为冷却水的水源，在板式换热器中使用海水的问题之一是防垢。今后，随

着CCS和电厂中的冷却器采用板式换热器不断增长的要求，就必须研究海生生物附着在板片上后对传热性

能的影响程度，并要了解板片的耐腐蚀性能。

a、耐海水性

使用海水时的防污问题。现在，作为防止海生生物附着的方法有往海水中连续注入通过电分解方法得到次

亚盐酸钠(NaClO)的方法。实际运行说明，在使用海水的板式换热器中连续注入次亚盐酸钠(0.9ppm)后进行

测定，运行3个月后，其总传热系数没有发生变化。在夏季海藻和贝类容易繁殖的时期，连续注入次亚盐

酸钠也能确保传热性能不变。其它的方法还有，从环境保全上看，采用臭氧和热水的防污也是有效的，但

尚未进行实验验证和确立相应的技术方法。

b、耐腐蚀性

使用海水时，板片的材质一般为钛板。钛对海水具有优良的耐腐蚀性，从相关的耐腐蚀性资料可知，对于

海水来说，即使至120℃，钛板也不会腐蚀。此外，为了抑制海生生物的附着而注入的次亚盐酸钠还会产

生一种坚固的非动态的膜，从而提高了钛板的耐腐蚀性。使用丁腈类橡胶作为密封垫片，即使海水温度达

到80℃，也不会对它产生任何腐蚀。在耐热性方面，当海水温度低于60℃时，不会产生热的劣化现象，

能长期确保良好的密封性能。

c、大型板式换热器的特性

·每台板式换热器的处理流量与板的角孔口径有关，大型板式换热器角孔的口径为Φ500，每台处理的流量

为5000m3/h，与以往的所