选择板式换热器需要综合考虑工况条件、介质特性、热力需求和经济性等因素。以下是详细的选型步骤和关键考虑点:
1. 明确工艺需求
(1) 确定热负荷(Q)
计算所需换热量:
Q=m⋅Cp ⋅ΔT
Q:热负荷(kW 或 kcal/h)
m:流体质量流量(kg/s 或 kg/h)
Cp:比热容(kJ/kg·K)
ΔT:流体进出口温差(℃)
(2) 确定介质参数
冷/热介质类型:水、蒸汽、油、腐蚀性液体等。
流量(m³/h 或 kg/h)
温度范围(进口/出口温度)
允许压降(通常≤0.1MPa,高压系统可放宽)
污垢倾向(易结垢介质需增加换热面积或选择易清洗结构)
2. 选择板式换热器类型
可拆式(Gasket)
:
特点:垫片密封,易拆卸清洗,承压≤2.5MPa,温度≤180℃(特殊垫片可达200℃)
适用场景:水-水换热、食品、化工、暖通
半焊式
特点:部分焊接,耐高压(≤4.0MPa)、耐高温(≤300℃),抗腐蚀性优于全焊式
适用场景:制冷、化工、含颗粒介质
全焊式
特点:无垫片,耐高压(≤6.0MPa)、高温(≤400℃),但不可拆卸清洗
适用场景:高温蒸汽、腐蚀性气体、石化行业
钎焊式
特点:铜或镍钎焊,紧凑型,承压≤3.0MPa,不可拆,适用于小型系统
适用场景:制冷、热泵、小型暖通系统
3. 关键选型参数
(1) 板片材质选择
304不锈钢
适用介质:清洁水、空调系统
耐温/耐压:≤150℃, ≤1.6MPa
成本:低
316不锈钢
适用介质:海水、弱腐蚀介质(Cl⁻<200ppm)
耐温/耐压:≤150℃, ≤1.6MPa
成本:中
钛(Ti)
适用介质:海水、强腐蚀介质(Cl⁻>200ppm)
耐温/耐压:
≤200℃, ≤2.5MPa
成本:高
哈氏合金
适用介质:强酸(硫酸、盐酸)、高温腐蚀介质
耐温/耐压:≤300℃, ≤4.0MPa
成本:极高
(2) 垫片材质选择
NBR
耐温范围:
-20~120℃
适用介质:水、油类
寿命:5~8年
EPDM
耐温范围:-50~150℃
适用介质:热水、蒸汽、弱酸碱性介质
寿命:8~10年
氟橡胶(FKM)
耐温范围:-20~180℃
适用介质:强酸、强碱、有机溶剂
寿命:10~15年
(3) 流速与压降优化
推荐流速:0.2~0.8 m/s(过低易结垢,过高则压降大)。
允许压降:一般≤0.1MPa,高压系统可放宽至0.3MPa。
4. 选型计算步骤
1.计算对数平均温差(LMTD)
2.估算传热系数(U值)
水-水换热:3000~7000 W/m²·K
蒸汽-水:1500~4000 W/m²·K
油-水:500~1500 W/m²·K
3.计算所需换热面积
K:污垢系数(通常取0.7~0.9)
5. 选型注意事项
✅ 防堵塞设计:含颗粒介质选择宽流道板型(如自由流板式换热器)。
✅ 维护便捷性:易结垢介质优先选择可拆式,便于清洗。
✅ 经济性:普通水系统用304不锈钢+ NBR垫片;腐蚀性介质用316或钛材。
✅ 系统匹配:检查接口尺寸(DN)、泵的扬程是否匹配压降需求。
6. 常见选型错误
❌ 忽略污垢影响 → 导致换热面积不足,效率下降。
❌ 流速过低 → 结垢加速,传热效果差。
❌ 材质选择不当 → 如氯离子含量高仍用304不锈钢,导致腐蚀泄漏。
总结
板式换热器选型需结合 热力计算、介质特性、材质选择、维护需求 四大核心因素,建议与供应商沟通工况细节,必要时进行仿真验证。