板式换热器多用于液液的热交换,也可用于蒸发和冷凝,其优点是单位体积传热面积大,占地面积小;可多股物料同时换热,利用较低温位的热能,节约能源;可完全逆流传热,温度效率高。其缺点是由于所采用的密封材料的制约,温度不能太高,一般不高于150℃。但采用压紧石棉作密封材料时,可提高到260℃;压力不高于1.5MPa。板式换热器至少可以分为三类:波纹板式换热器、螺旋板式换热器和板壳式换热器。波纹板式换热器是由很多个具有各种压纹的板组装在一起,板与板之间用密封填料密封,然后由螺栓压紧。换热流体按不同的物料由板上的进口进入两个相临的夹板通道之内。通过有压纹的板进行热量交换,流体从板的上(下)面的一角进入,从板下(上)面的另一个角流出,在全板面均匀流过,板上的压纹使流体产生扰动而增加传热膜系数。一般波纹板式换热器的传热系数可达:3000W/m2•K～7000W/m2•K(对于水)。板式换热器已广泛应用于食品、石油、冶金和发电等行业。传统的焦化生产中,化产回收各工段采用的换热器多为管壳式或螺旋板式换热器,而现在由于波纹板式换热器用材省、投资小、占地小和易检修等优点,使它逐步取代了传统的换热器,广泛应用于化产回收各个工段中。1波纹板式换热器与传统换热器的比较

管壳式换热器在换热器家族中已有悠久的历史,应用范围很广。但它体积大、重量大、壳程难于清洗,更换列管需要较大的检修空间,一些强腐蚀场合,需要用哈氏合金、钛和英科尔合金等昂贵的材料,其用材量巨大。螺旋板换热器占地较小,但*大的缺点是难于清洗,焦化生产中煤气中的焦油很容易沉积,阻塞流体间隙,一旦阻塞只能报废(蒸汽吹扫很难清除污垢),这势必造成巨大的浪费,而且会严重影响正常的生产。化产回收各个工段操作压力都较低,在1.6MPa以下,操作温度也在150℃以下,有些场合腐蚀较为严重。如粗苯工段的贫油一段冷却器,材质需选用不锈钢。如果选用波纹板式换热器就能节省换热面积1/2左右,投资大为减少。2应用实例

波纹板式换热器,由于其独特的优点,可以应用在焦化生产的各个工段中。2.1易于清洁

波纹板式换热器易于清洁,它的结构为板框式各板片夹在钢制框架之间,检修时只需把紧固螺栓松开,抽出板片即可。如粗苯工段的贫油冷却器。以往采用螺旋板换热器,但是前边各工段开车不正常或其他原因使煤气中焦油含量较大,贫油洗涤煤气后使洗油中煤焦油含量较高。当洗油经过贫油冷却器时温度降低,黏度较大的煤焦油很容易沉积在板片之间,造成阻塞影响换热效果,时间一长就会使换热器报废。我们在设计中改用波纹板式换热器代替螺旋板换热器取得了很好的效果。当焦油沉积到一定程度时,换热效果就会受到影响,表现为换热器出口贫油温度升高,这时我们可以关闭单台换热器,把板片卸下,可以看到板片上沉积了不少黑色焦油杂质,沉积物用工具很容易刮下,重新装好,总共耗时1h左右,只需操作工2名,不需要蒸汽,对生产影响很小。因此得到了厂家的好评。2.2传热效率高,单位体积内的传热面积大

波纹板式换热器的传热效率高,单位体积内的传热面积大,是传统列管换热器的2倍～5倍。一方面,换热面积可以大为减小,使同样换热效果的换热器的体积大为减小,同时操作空间也相应地减小,这样减少了占地面积,降低了土建施工费用。由于它是由很多板片组成,所以它不需很大的检修空间,使总的占地面积比传统的换热器减少了2倍～3倍。如规模为40万t/a焦化工程,粗苯工段的粗苯冷凝冷却器,采用管壳式换热器时,换热面积为240m2,而采用波纹板式换热器时,换热面积可减少到101m2,体积由2台Φ1000mm×4000mm减小到2台2100mm×650mm×1150mm。因为它布置在框架上,所以采用波纹板式换热器后,使操作体积和检修空间大为减小(检修空间<1000mm),框架的载荷降低,操作重由2.56t减轻到1.2t。平台的面积减小,大大降低了建造框架的成本。2.3耐腐蚀

波纹板式换热器比较耐腐蚀,采用一些新型垫片(聚四氟乙烯垫片)或改变板片的连接方式(焊接式),可使它更适用于有腐蚀性介质的场合。如硫铵工段中的氨水换热器,换热介质主要为氨水(碱性),采用聚四氟乙烯垫片后,密封效果好,基本不腐蚀,氨水和废水有杂质时也好清洗。又如粗苯工段的贫油一段冷却器,贫油温度在110℃左右。由于前面工段脱硫不达标或洗油中含其他腐蚀性介质,换热器的材质需选用不锈钢。又因为波纹板式换热器的板效率较高,所以换热面积可以减小,从而设备造价可以大为降低。粗苯冷凝冷却器,当粗苯在90℃左右时对有机垫片的腐蚀较大,所以我们采用焊接连接粗苯流道板片。这样既能保证不泄漏,又能保留其易拆装性,有效地解决了这类问题。

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