HTRI_2019年成都年会-板式换热器培训班资料_Xphe2
HTRI培训教程-板式换热器概要
Incrementation
Xphe
Analyzes exchanger by dividing it into multiple
small pieces
Solves heat transfer and pressure drop in
each increment using local physical properties
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Xphe Geometry
Cocurrent or countercurrent flow
within a pass
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Module 1
Plate-and-Frame Geometry
Geometry supported
Plate types, passes, port arrangement
Geometry input
Plate type Plate group
Plate configuration
Port configuration
Design mode
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Program Description
HTRI培训教程1
仿真计算
利用HTRI软件强大的计算功能，对 换热器进行仿真计算，得到详细的温 度场、流场和压力场等结果。
传热计算与性能评估
传热计算
根据仿真结果，计算换热器的传 热系数、热流量和换热效率等关
键参数。
性能评估
将计算结果与实验数据或设计要求 进行对比，评估换热器的性能优劣 。
优化设计
根据性能评估结果，对换热器结构 或操作参数进行优化设计，提高换 热效率。
换热器的性能。
04
换热器运行与维护管理
换热器清洗与除垢方法
010203 Nhomakorabea04机械清洗
利用刷子、刮刀等机械工具清 除换热器表面的污垢和沉积物
。
高压水清洗
使用高压水枪对换热器进行冲 洗，清除内部的杂质和沉积物
。
化学清洗
使用化学清洗剂对换热器进行 浸泡或循环清洗，溶解和去除
垢层。
超声波清洗
利用超声波的空化作用对换热 器进行清洗，去除难以清除的
板式换热器
由一系列金属板片组成， 通过板片之间的间隙进行 传热，具有结构紧凑、传 热效率高等特点。
螺旋板式换热器
由两张平行的金属板卷制 成螺旋形，形成两个均匀 的螺旋通道，适用于粘性 较大的液体和气体换热。
换热器传热原理
热传导
热量通过物体内部的微观 粒子（如分子、原子、电 子等）的热运动进行传递 。
大数据与云计算技术应用
数据驱动建模
01
利用大数据技术对海量数据进行处理和分析，提取有用信息，
构建更精确的仿真模型。
云仿真平台
02
借助云计算技术，实现仿真资源的弹性扩展和按需使用，降低
计算成本。
协同设计与仿真
03
HTRI_成都年会-板式换热器培训班资料_Xphe1 PPT资料共42页
Module 1
Plate-and-Frame Geometry
Geometry supported
Plate types, passes, port arrangement
Plate Configuration
Number of different channel types
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Plate Configuration
Incrementation
End Plates 1
10 1 234 56
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Required Input
Red outlines around icons indicate required input
Afternoon
Fluid property specifications Design and analysis methods
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
HTRI手册(中文)
HTRI Exchanger 使用手册一、换热器的基础设计知识1.1 换热器的分类1．按作用原理和实现传热的方式分类(1)混合式换热器；(2)蓄热式换热器；（3）间壁式换热器其中间壁式换热器按传热面的形状和结构分类：(1)管壳式：固定管板式、浮头式、填料函式、U型管式(2)板式：板翅式、平板式、螺旋板式(3)管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式(4)液膜式：升降膜式、括板薄膜式、离心薄膜式(5)其他型式：板壳式、热管2．按换热器服务类型分类：(1)交换器(Exchanger): 在两侧流体间传递热量。
(2)冷却器(Chiller)：用制冷剂冷却流体。
制冷剂有氨(Ammonia)、乙烯、丙烯、冷却水(Chilled water)或盐水(brine)。
(3)冷凝器(Condenser)：在此单元中，制程蒸汽被全部或部分的转化成液体。
(4)冷却器(Cooler)：用水或空气冷却，不发生相变化及热的再利用。
(5)加热器(Heater)：增加热函，通常没有相变化，用如Dowtherm或热油作为热媒加热流体。
(6)过热器(Superheater)：高于蒸汽的饱和蒸汽压进行加热。
(7)再沸器(Reboiler)：提供蒸馏潜热至分流塔的底部。
(8)蒸汽发生器(Steam generator)（废热锅炉(waste heat boiler)）：用产生的蒸汽带走热流体中的热量。
通常为满足制程需要后多余的热量。
(9)蒸馏器(Vaporizer)：是一种将液体转化为蒸汽的交换器，通常限于除水以外的液体。
(10)脱水器(Evaporator)：将水蒸气浓缩为水溶液通过蒸发部分水分以浓缩水溶液。
1.2换热器类型z管壳式换热器(Shell and Tube Exchanger)：主要应用的有浮头式和固定管板式两种。
－应用：工艺条件允许时，优先选用固定管板式，但下述两种情况使用浮头式：a)壳体和管子的温度差超过30度，或者冷流体进口和热流体进口温度差超过110度；b)容易使管子腐蚀或者在壳程中容易结垢的介质。
板式换热器培训(2024)
2024/1/29
24
实际运行效果评估报告分享
评估对象
某型号板式换热器在实际运行中 的性能表现。
评估方法
采用实验测试和数据分析相结合 的方法，对板式换热器的换热效 率、压力损失、耐腐蚀性等进行
全面评估。
评估结果
该型号板式换热器在实际运行中 表现出较高的换热效率和较低的 压力损失，但耐腐蚀性有待提高
预防措施建议
为减少故障发生，建议采取以下预防措施：定期清洗板式换热器，保持其表面 清洁；定期检查紧固螺栓等连接部件的紧固情况；定期更换密封垫等易损件； 加强操作人员培训，提高其操作技能和维护保养意识。
2024/1/29
22
06
CATALOGUE
板式换热器性能评价与改进方向
2024/1/29
23
性能评价指标体系构建
5
传热过程与热效率
2024/1/29
01
传热过程
热量从热流体通过板片传递给冷流体，使冷流体温度升高，同时热流体
温度降低。传热过程受到流体的物理性质、流动状态、板片结构等因素
的影响。
02
热效率计算
热效率是衡量板式换热器性能的重要指标，可通过计算实际传热量与理
论传热量的比值来得到。提高热效率的措施包括优化板片结构、提高流
板式换热器制造工艺与质量控制
2024/1/29
11
制造工艺简介
材料准备
选择高质量的板材，进行切割、打磨和清洗 等预处理。
组装
将压制好的板片和密封垫进行组装，采用合 适的夹紧力保证密封性能。
2024/1/29
压制成型
将板材按照设计要求进行压制，形成换热器 的板片和密封垫。
焊接
对需要焊接的部位进行焊接处理，确保焊接 质量和强度。
HTRI_2019年成都年会-板式换热器培训班资料Xphe3
properties
Develop grid properties for ammonia condenser
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Fluid Property Options
Component and grid properties User-specified heat
Ideal mixtures User-defined
components
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Component by Component
Mixture Properties via Grid
Property Grid Required properties
are identified
Do not leave blanks even if case runs
© Heat Transfer Research, Inc. All rights reserved. Confidential: For HTRI member use only.
Grid Available?
板式换热器培训资料
板式换热器是一种以波纹板为传热面，以对流和热传导为主要手段的换热设备，是一种高效、紧凑、节能的换热设备。
板式换热器主要是通过外力将板式换热板片夹紧组装在一起，介质通过换热板片上的角孔在板片与板片间进行流动。
每张板片都是一个传热面，板片的两侧分别有冷热介质通过进行换热，角孔和板片四周装有密封胶垫，限制介质在板片组内流动。
各半片形成平行的通道。
板片形式：按介质流动方向可分为：对交流和单边流。
按波纹形式可分为：人字波、平行波、球形波和异形波。
按板片的结构可分为兑成型和肥对称型。
按流道深浅可分为：深槽波纹浅槽波纹。
可拆板式换热器的组成结构：框架、波纹板片、密封胶垫。
板式换热器的优点：（重点）1换热效率高。
采用人字形波纹在水水交换下传热系数达到6000W(m².K),，在一般情况下也能达到2000~3000 W(m².K)。
2针对性强。
对于不同的工况条件，不同的介质，有多种材料以及波纹形式供选择。
3结构紧凑，重量轻。
与传统的列管式换热器相比较，在换热效果相同的条件下，占地面积仅为列管式的十分之一。
4适应性强。
可用于绝大多数换热工艺，跨行业、跨领域，对于一般的液-液，气-液交换都有很好的效果。
5热损失小。
由于板式换热器是全封闭的换热设备，不会产生热量散失在空气中的情况，热能能全部加以转移和利用。
6拆装维修方便，通过吊孔吊装，脚底三点固定安装，安装空间固定后在拆卸时不需要额外的空间，板片可以卸下清洗，密封垫损坏后更换也非常方便。
缺点（仅作了解）1承压性能较低。
由于可拆板式换热器通过胶垫密封，一般工作压力不超过2.0MPa，并且设备面积越大，承压性能越差。
2工作温度比较低。
采用密封胶垫的密封的板式换热器一般工作温度都在200°C以下。
短时间内可以略高。
但对密封垫的损坏非常严重。
3不适用与杂质较多的介质。
波纹板的波纹深度一般在2~7mm，这样的深度易于介质形成喘流。
当介质杂质较多时，极易堵塞流道，减小换热面积，降低换热效果，严重时还会损坏板片造成两种介质混合。
换热器培训ppt
6、热器E101壳程排凝
全开壳程排气阀VX1E101、壳程泄液阀 VI3E101，放净壳程中的液体（壳程泄液 标志块由绿变红）后，关闭排气阀 VX1E101和泄液阀VI3E101。
（四）事故处理
1.换热器结垢 2.P102A坏
1.换热器结垢
事故原因：换热器结垢严重 事故现象：冷物流出口温度降低，热物
备用（设备事故）。 特定事故：详见操作手册中事故的处理
方法。
后手阀和前手阀TV1001AI、TV1001BI、 TV1001AO、TV1001BO； （4）关闭E101热物流出口阀VI4E101。
3、停冷物流泵P101A
（1）关闭泵P101A后阀P101O； （2）停泵P101A；
4、停冷物流进料
（1）当泵P101A出口压力PI1001降为0.0 Mpa(g)时，关闭泵P101A前阀P101I；
TV1001BI、TV1001AO、TV1001BO； （2）待管程排气标志由红变绿的时候，管程不凝气排净，关闭
排气阀VX2E101； （3）手动控制调节器TIC1001输出值，逐渐打开调节阀
TV1001A至开度50％； （4）打开热物流出口阀VI4E101，同时手动调节TIC1001的输出
值，改变热物流在主、副线中的流量，使热物流温度分别稳定 在（177±2）℃左右，然后将TIC1001投自动（设定值为 177℃）。
8 开车（TV1001AK） 开车初态：TV1001A阀卡 见备注
9 开车（TV1001BAK） 开车初态：TV1001BA阀卡 见备注
(五)项目列表
序号 项 目 名 称
项目描述
事故处理方法
10 开车（P102AH）
开车初态：P102A泵坏 见备注
板式换热器培训
integritas
perilaku positif
komitmen
perbaikan berkesinambungan
inovasi
loyal
框架结构
采用防滑垫圈，提 高夹紧螺栓紧固性 上导杆双坡度设计 ，提高板片稳定性 夹紧板内侧采用衬 环结构，提高配合精 度
integritas
perilaku positif
化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。 c. 化学工业：纯碱工业，合成氨，酒精发酵，树脂合成冷却等。 冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。 d. 冶金工业：铝酸盐母液加热或冷却，炼钢工艺冷却等。 机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却等。 e. 机械工业：各种淬火液冷却，减速器润滑油冷却等。 电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等 轴承油冷却等。 f. 电力工业：高压变压器油冷却，发电机轴承油冷却等。 造纸工业：漂白工艺热回收，加热洗浆液等。 g. 造纸工业：漂白工艺热回收，加热洗浆液等。 纺织工业：粘胶丝碱水溶液冷却，沸腾硝化纤维冷却等。 h. 纺织工业：粘胶丝碱水溶液冷却，沸腾硝化纤维冷却等。 i. 食品工业：果汁灭菌冷却，动植物油加热冷却等。 食品工业：果汁灭菌冷却，动植物油加热冷却等。 油脂工艺：皂基常压干燥，加热或冷却各种工艺用液。 j. 油脂工艺：皂基常压干燥，加热或冷却各种工艺用液。 集中供热：热电厂废热区域供暖，加热洗澡用水。 k. 集中供热：热电厂废热区域供暖，加热洗澡用水。 其他：石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用。 l. 其他：石油、医药、船舶、海水淡化、地热利用
komitmen perbaikan berkesinambungan inovasi loyal
integritas
板式换热器培训
integritas
perilaku positif
komitmen
perbaikan berkesinambungan
inovasi
loyal
1.2板式换热器的特点
i. 热损失小 板式换热器只有传热板的外壳板暴露在大气中， 因此散热损失可以忽略不计，也不需要保温措施。而管壳式
换热器热损失大，需要隔热层。
流动方式，其修正系数也通常在0.95左右，此外，冷、热
流体在板式换热器内的流动平行于换热面、无旁流，因此
使得板式换热器的末端温差小，对水换热可低于1℃，而
管壳式换热器一般为5℃.
integritas
perilaku positif
komitmen
perbaikan berkesinambungan
inovasi
• f. 价格低 采用相同材料，在相同换热面积下，板式换热器价格比管壳 式约低40%~60%。
• g. 制作方便 板式换热器的传热板是采用冲压加工，标准化程度高， 并可大批生产，管壳式换热器一般采用手工制作。
• h. 容易清洗 框架式板式换热器只要松动压紧螺栓，即可松开板束， 卸下板片进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便
komitmen
perbaikan berkesinambungan
inovasi
loyal
板片
大角度波纹
小角度波纹
大角度波纹设计，提高 传热系数，阻力降偏大；
小角度波纹设计，降 低阻力降，传热系数较小
设计选型时，根据工 况参数的不同，合理选用 相应的板型，达到最佳的 使用效果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
integritas
integritas
HTRI培训教程：板式换热器PPT教案
焊接式板式换热器
由激光焊接或真空钎焊工艺将不锈钢板片 焊接而成，具有较高的承压能力和耐腐蚀 性，适用于高温、高压和腐蚀性介质。
螺旋板式换热器
由两张平行的金属板卷制而成，形成两个 同心的螺旋形通道，适用于液-液、气-液、 气-气等多种换热场合。
关键部件功能解析
板片
作为板式换热器的核心部件，负责 将两种流体分隔开并通过板片上的
环保政策的实施，促 进废旧板式换热器的 回收和再利用
未来发展趋势预测
板式换热器将向更高效、更紧凑、 更智能化的方向发展
新兴市场如海水淡化、地热利用 等领域将成为板式换热器的重要
应用领域
国际化合作和竞争加剧，推动板 式换热器技术的不断创新和进步
06
总结回顾与学员互动环节
关键知识点总结回顾
板式换热器的基本构造和工作原理
保持设备清洁。
停机操作
先关闭热侧阀门，再关闭冷侧 阀门；排空设备内介质，避免
结垢和腐蚀。
维护保养周期和内容
01
02
03
日常维护
检查设备外观，清理灰尘 和杂物；检查紧固件和密 封件，确保无泄漏。
定期维护
根据设备运行时间和介质 情况，制定清洗、检查和 维修计划；对易损件进行 更换。
长期停用保养
排空设备内介质，进行干 燥处理；对设备进行全面 检查和维护。
根据流体物性和传热要求选择合适的板片波 纹形状和间距，以提高传热效率。
计算传热面积和压降
根据工艺要求选择合适的传热面积和压降范 围，以满足生产需求。
考虑安全和维护因素
确保换热器设计符合相关安全标准，并考虑 易于清洗和维护的需求。
案例分析：成功选型经验分享
案例一
某化工厂采用板式换热器进行热 回收，通过合理选型设计，实现 了高效传热和节能减排的目标。