板式换热器在流体系统的应用与分析

　　0 前言

　　液压、润滑系统中的液压泵、润滑泵、液压马达等动力源的传动效率损失、 流体控制元件及传输过程中的压力损失等都以能量消耗的形式转化成热能， 系统油温升高粘度下降，元件的内泄增加磨损加剧，各类故障频发。 板式换热器具换热效率高、介质温差小等优点，在流体传动的恒温控制中应用较为广泛。

　　板式换热器与管式换热器具有较为明显的综合优势，但就结构强度而言，管换的结构强度优于板式换热器，管式换热器的泄漏事故具有明显的渐变特性，延续期间内更容易在检查中发现并实施控制，比较而言，板式换热器的泄漏事故突发性强、危害更大，短时间内即可形成大量的介质泄漏或窜液。常规的大型工业的冷却介质为软水， 该水质采用了集中过滤并配比了一定的化学添加剂， 介质在循环过程中具有一定的除垢功能， 采用集中循环板式换热器的大量泄漏会引起较多的系统连锁问题， 特别是泄漏的油品介质会附着在系统管线和相关设备的内壁，腐败变质后形成胶状物质堵塞阀体、泵体等，补救措施繁琐，修复成本较高。 对于这类事故的控制和预防具有较好的实际意义。

　　1 结构原理

　　1.1结构组成

　　板式换热器是由上下导梁、固定压板、活动压板、管道接口、换热板片、板片密封件、压紧螺栓等零部件组成，如图1 所示。

　　换热板片按工艺要流程进行组合进行装配， 固定压板和活动压板孔的周边粘有密封件。 装配时，换热板片粘有密封件的一侧朝向活动压板， 交替组合的板片组形成了冷、热两侧流体通道。 该通道通过外部的管道接口与对应的介质相连通，实现两介质的热量传递，达到预定的温控要求。

　　1.2工作原理

　　传热板片是换热器的核心部件， 板片的成型工艺及材质特性对密封和换热效率会产生直接影响。 换热器通常以水作为冷却介质， 板片多数采用不锈钢薄板制造，在板片上压制有波纹流槽，相邻两板片之间的空间即为介质流道，冷、热流体在板片两侧流动时，通过板片进行热量交换。波纹所形成的特殊流道， 使流体在极低流速的条件下发生湍流(雷诺系数 Re 约 200)，低雷诺系数下的湍流具有自身除垢效应，有力地破坏隔热边界层，减少界面上液膜热阻。 一般情况下板式换热器的传热系数K 值在3 000～6 000W/m2℃范围内，同时，两种介质几乎是全逆流流动，热传导效率较高。 在同等换热效率下，板式换热器只需要管壳式换热器面积的 1/2～1/4 即可达到同样的换热效果。

　　2 流程组合

　　板式换热器使用1~2 年的周期 (根据实际使用工况而定)后需要进行必要的拆检、清洗、打压测试等。 对于变形或穿孔等存在问题的板片需要及时更换， 在这过程中散热板片的装配必须严格按流程图排列。 流程图是按冷却工艺设计的， 采用并联或串联的方式将各板片连接起来，常见的有单流程和双流程(或多流程组合)换热器，单流程换热器的介质接入和流出管口通常都固定压板一侧， 热介质和冷介质又分别在固定压板垂直轴线的单侧布置， 同一种介质同时在左侧或同时在右侧。