㈠ 板式交换器的清洗方法。清洗板换式交换器密封圈需更换吗
板式换热器的清洗方式1板式热交换器结垢的主要原因及其危害板式热交换器在使用过程中，使水中的钙、镁及碳酸盐遇热后分解为碳酸钙和氢氧化钙沉淀物结在热交换器的受热面上，形成了坚硬的水垢。由于水垢的导热性能差，造成热交换器热交换效率的降低以及热能的严重浪费。2板式热交换器结垢的清洗方法 1）机械清洗（因为垢硬，必须用铁刷刷）是最简单的清洗方法，但弊端是： ①对板片有划伤，而且刷后更易挂垢。 ②工人在冷水中作业，劳动条件差。 ③清洗时必须将热交换器拆开，对板片及胶条有损害，劳动强度大。 2）化学方法清洗：目前采用的是酸洗，通过试验发现，选择甲酸及草酸作为清洗液效果较好，又不腐蚀热交换器板片。 （1）甲酸清洗。在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。 ①清除水垢的基本原理 a溶解作用：酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。 b剥离作用：酸溶液能溶解金属表面的氧化物，破坏与水垢的结合，从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离，并脱落下来。 c气掀作用：酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后，产生大量的CO2.CO2气体在溢出过程中，对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从热交换器受热表面脱落下来。 d疏松作用：对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙、镁、碳酸
㈡ 怎样清洗板式热交换器
根据换热器的形式，应在换热器的两端留有足够的空间来满足条件（操作）清洗专、维修的需要。固定管板式属换热器在安装时，两端应留出足够的空间以便能抽出和更换管子。并且，用机械法清洗管内时，两端都可以对管子进行刷洗操作。浮头式换热器的固定头盖端应留有足够的空间以便能从壳体内抽出管束，外头盖端必须也留出一米以上的位置以便装拆外头盖和浮头盖。U形管式换热器的固定头盖应留出足够的空间以便抽出管束，也可在其相对的一端留出足够的空间以便能拆卸壳体。
采用化学清洗时，要根据实际请况和水质的不同所结垢的垢质进行分析化验分别配制药剂清洗。
由于清洗的困难程度是随着垢层厚度或沉积的增加而迅速增大的，所以清洗间隔时间不宜过长，应根据生产装置的特点，换热介质的性质，腐蚀速度及运行周期等情况定期进行检查，修理及清洗。
㈢ 各种换热器的工作原理和特点
各种换热器 的 工作原理和特点
一、换热器
1、U形管式换热器
每根管子都弯成U形，固定在同一侧管板上，每根管可以自由伸缩，也是为了消除热应力。
性能特点：
（1）优点
此类换热器的特点是管束可以自由伸缩，不会因管壳之间的温差而产生热应力，热补偿性能好；管程为双管程，流程较长，流速较高，传热性能较好；承压能力强；管束可从壳体内抽出，便于检修和清洗，且结构简单，造价便宜。
（2）缺点
是管内清洗不便，管束中间部分的管子难以更换，又因最内层管子弯曲半径不能太小，在管板中心部分布管不紧凑，所以管子数不能太多，且管束中心部分存在间隙，使壳程流体易于短路而影响壳程换热。
此外，为了弥补弯管后管壁的减薄，直管部分需用壁较厚的管子。这就影响了它的使用场合，仅宜用于管壳壁温相差较大，或壳程介质易结垢而管程介质清洁及不易结垢，高温、高压、腐蚀性强的情形。
2、沉浸式蛇管换热器
沉浸式蛇管换热器以蛇形管作为传热元件的换热器，是间壁式换热器种类之一。根据管外流体冷却方式的不同，蛇管式换热器又分为沉浸式和喷淋式。
（1）优点
这是一种古老的换热设备。它结构简单，制造、安装、清洗和维修方便，便于防腐，能承受高压，价格低廉，又特别适用于高压流体的冷却、冷凝，所以现代仍得到广泛应用。
（2）缺点
由于容器体积比管子的体积大得多、笨重、单位传热面积金属耗量多，因此管外流体的表面传热系数较小。为提高传热系数，容器内可安装搅拌器。
3、列管式换热器
冷流体走管内，热流体经折流板走管外，冷、热流体通过间壁换热。
性能特点：
列管式换热器的结构比较简单、紧凑、造价便宜，但管外不能机械清洗。此种换热器管束连接在管板上，管板分别焊在外壳两端，并在其上连接有顶盖，顶盖和壳体装有流体进出口接管。通常在管外装置一系列垂直于管束的挡板。同时管子和管板与外壳的连接都是刚性的，而管内管外是两种不同温度的流体。因此，当管壁与壳壁温差较大时，由于两者的热膨胀不同，产生了很大的温差应力，以至管子扭弯或使管子从管板上松脱，甚至毁坏换热器。
为了克服温差应力必须有温差补偿装置，一般在管壁与壳壁温度相差50℃以上时，为安全起见，换热器应有温差补偿装置。但补偿装置（膨胀节）只能用在壳壁与管壁温差低于60～70℃和壳程流体压强不高的情况。一般壳程压强超过0.6MPa时，由于补偿圈过厚，难以伸缩，失去温差补偿的作用，就应考虑其它结构。
SPEET无源动力强化换热系统，是由深圳中创鼎新工业节能智能化技术有限公司自主研发的一项革新性的工业高效节能技术，可广泛应用于化工、冶金、石油、制盐、制糖、造纸、制药、海水淡化、制冷等行业的列管式换热器，有效解决列管式换热系统因设计或运行等原因导致的换热效率不足的问题，有效提高换热效率20%以上。
与传统的换热器清洗方式相比，SPEET具有无腐蚀、无污染、免拆卸、对设备无损伤、高可靠性、高效节能的优势。
SPEET工作原理为，沿着介质流向将SPEET纽带插入到每一根换热管中，当设备运行时，利用介质自身流速驱动SPEET装置不停地快速旋转，一方面打破管内温度分层，将流体边界滞留层厚度降低一个数量级，实现强化换热；另一方面通过强化扰流和对管壁不规则刮扫，减少垢的析出，阻止垢的附着，加快垢的剥蚀，防止换热管壁结晶或结疤，从而实现在线除垢防垢。通过这两方面共同作用，将换热器的换热系数K值提高20%-50%以上，从而达到节能降耗的目的。
SPEET安装便捷，无需停工或改动换热器主体；无需专人维护，节省化学清洗及人工清洗费用，投资回报周期6到12个月，经济效益十分显著，大幅提升大工业用户能源利用效率，助力工业企业低碳绿色发展。
4、螺旋板式换热器
由两块相互平行的钢板，卷制成相互隔开的螺旋形流道。螺旋板的两端焊有盖板。冷热流体分别在两流道内流动。
性能特点：
（1）传热效率高（性能好）
一般认为螺旋板式换热器的传热效率为列管式换热器的1～3倍。等截面单通道不存在流动死区，定距柱及螺旋通道对流动的扰动降低了流体的临界雷诺数，水-水换热时，螺旋板式换热器的传热系数最大可达3000W/（㎡·K）。
（2）有效回收低温热能
螺旋板式换热器由两张卷制而成，进行余热回收，充分利用低温热能。
（3）运行可靠性强
不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性，保证两种工作介质不混合。
（4）阻力小
在壳体上的接管采用切向结构。比较低的压力损失，处理大容量蒸汽或气体；有自清刷能力，因其介质呈螺旋型流动，污垢不易沉积；清洗容易，可用蒸汽或碱液冲洗，简单易行，适合安装清洗装置；介质走单通道，允许流速比其他换热器高。
（5）可多台组合使用
单台设备不能满足使用要求时，可以多台组合使用。但组合时，必须符合下列规定：并联组合、串联组合，设备和通道间距相同。混合组合：一个通道并联，一个通道串联。
5、喷淋式换热器
热流体在裸露的管中流过，冷却水喷淋流过蛇管。
性能特点：
这种换热器是将换热管成排地固定在钢架上，热流体在管内流动，冷却水从上方喷淋装置均匀淋下，故也称喷淋式冷却器。喷淋式换热器的管外是一层湍动程度较高的液膜，管外给热系数较沉浸式增大很多。
另外，这种换热器大多放置在空气流通之处，冷却水的蒸发亦带走一部分热量，可起到降低冷却水温度，增大传热推动力的作用。因此，和沉浸式相比，喷淋式换热器的传热效果大有改善。
6、热管换热器
一根密封的金属管子，管内壁覆盖一层有毛细结构材料作成的芯网，其中间是空的。管内装有一定量的热载体（如液氨、氟利昂等），被气化，流向冷端，蒸汽在冷端被冷凝，放出汽化潜热，而加热了冷流体。冷凝液又流回热端，如此反复。
性能特点：
（1）热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中，单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时，基本不影响换热器运行。热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体，换热场合具有很高的可靠性。
（2）热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的逆流换热。冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数，用于品位较低的热能回收场合非常经济。
（3）对于含尘量较高的流体，热管换热器可以通过结构的变化、扩展受热面等形式，解决换热器的磨损和堵灰问题。
（4）热管换热器用于带有腐蚀性的烟气余热回收时，可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域。
7、套管式换热器
冷、热流体分别在内管和套管中流动并换热。
（1）优点
这种换热器具有若干突出的优点，所以至今仍被广泛用于石油化工等工业部门。
结构简单，传热面积增减自如。因为它由标准构件组合而成，安装时，无需另外加工。传热效能高。它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取合适的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的传热系数，因此它的传热效果好。液-液换热时，传热系数为 870～1750W/（m2·℃）。这一点特别适合于高压、小流量、低传热系数流体的换热。套管式换热器的缺点是占地面积大；单位传热面积金属耗量多，约为管壳式换热器的五倍；管接头多，易泄漏；流阻大。结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便，两侧流体均可提高流速，使传热面的两侧都可以有较高的传热系数，是单位传热面的金属消耗量大，为增大传热面积、提高传热效果，可在内管外壁加设各种形式的翅片，并在内管中加设刮膜扰动装置，以适应高粘度流体的换热。可以根据安装位置任意改变形态，利于安装。（2）缺点
检修、清洗和拆卸都较麻烦，在可拆连接处容易造成泄漏。生产中，有较多材料选择受限，由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，而套管式换热器大多数为了节省空间选择，弯制，盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产。套管换热器国内还没有形成统一的焊接标准，各个企业都是根据其它换热产品经验选择焊接方式，所以，套管式换热器的焊接处，出现各类问题司空见惯，需要经常注意检查，保养。
二、具有补偿圈的换热器
1、浮头式换热器
两端的管板，有一段不与壳体相连，可以在管长方向自由浮动，当壳体与管束因温度不同而引起不同的热膨胀时，可以消除热应力。
冷流体入口热流体入口
（1）优点
管束可以抽出，以方便清洗管、壳程；介质间温差不受限制；可在高温、高压下工作；可用于结垢比较严重的场合；可用于管程易腐蚀场合。 （2）缺点
小浮头易发生内漏；金属材料耗量大，成本高20%；结构复杂。 2、夹套式换热器
夹套式换热器是间壁式换热器的一种，在容器外壁安装夹套制成。
性能特点：
结构简单，但其加热面受容器壁面限制，传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀，可在釜内安装搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时，亦可在夹套中设置螺旋隔板或其它增加湍动的措施，以提高夹套一侧的给热系数。为补充传热面的不足，也可在釜内部安装蛇管。夹套式换热器广泛用于反应过程的加热和冷却。
3、板翅式换热器
由隔板、肋片和侧条组成单元体，多个单元体经逆流或错流组装为组装件，再将带有集流出口的集流箱焊接到组装件上。由于材料轻薄，换热面积与换热器体积之比可达4000 m2/ m3。
性能特点：
（1）传热效率高，由于肋片对流体的扰动使边界层不断破裂，因而具有较大的换热系数；同时由于隔板、肋片很薄，具有高导热性，所以使得板肋式换热器可以达到很高的效率。
（2）紧凑，由于板肋式换热器具有扩展的二次表面，使得它的比表面积可达到1000 m2/ m3 。
（3）轻巧，原因为紧凑且多为铝合金制造，现在钢制，铜制，复合材料等的也已经批量生产。
（4）适应性强，板肋式换热器可适用于：气－气、气－液、液－液、各种流体之间的换热以及发生集态变化的相变换热。通过流道的布置和组合能够适应：逆流、错流、多股流、多程流等不同的换热工况。通过单元间串联、并联、串并联的组合，可以满足大型设备的换热需要。工业上可以定型、批量生产以降低成本，通过积木式组合扩大互换性。
（5）制造工艺要求严格，工艺过程复杂。
（6）容易堵塞，不耐腐蚀，清洗检修很困难，故只能用于换热介质干净、无腐蚀、不易结垢、不易沉积、不易堵塞的场合。
4、涡流热膜换热器
流热膜换热器体积只有传统管壳式换热器的1/5，采用全不锈钢焊接结构。既具有钎焊板式换热器体积小、耐高温的优势，又克服了框架板式换热器胶条老化、维护费用高的缺陷，它采用经纳米技术处理的不锈钢涡流管作为换热元件，极大提高了换热器的整体性能。
性能特点：
高效节能，该换热器传热系数为6000～8000W/（m2·℃）；全不锈钢制作，使用寿命长，可达20a以上，十年内出现换热器质量问题免费更换；改层流为湍流，提高了换热效率，降低了热阻；换热速度快，耐高温（400℃），耐高压（2.5MPa）；结构紧凑，占地面积小，重量轻，安装方便，节约土建投资；设计灵活，规格齐全，实用针对性强，节约资金；应用条件广泛，适用较大的压力、温度范围和多种介质热交换；维护费用低，易操作，清垢周期长，清洗方便；采用纳米热膜技术，显著增大传热系数；应用领域广阔，可广泛用于热电、厂矿、石油化工、城市集中供热、食品医药、能源电子、机械轻工等领域。
㈣ 最常用的换热器设备
请看以下转贴：常见换热器类型对比一、板式换热器
1、特点：[url= http://www.syhrq.cn/proctpic/200581115FGF5107.jpg][/url]
（1）体积小，占地面积少；结构紧凑、体积小、占地面积小、重量轻。每m3体积内约布置250m2的传热面积，占地面积仅为列管式换热器的1/5～1/10。特别适用于老厂改造中技改等充分利用原有没备，克服空间局限的场合。
（2）传热效率高；一般可达4000～6000W/m2 ℃（介质为水-水），是同样流速下的管壳式换热器传热系数的2～3倍。
（3）组装灵活；拆装清洗更换胶垫或更换板片均方便快捷。
（4）金属消耗量低、质量轻，传热板薄，耗用金属量少，每平方米加热面积约消耗金属10kg。仅为列管式加热器的1／3～1／4。（5）热损失小；
（6）拆卸、清洗、检修方便； 耐腐性强、使用寿命长
（7）加热物料在加热器中停留时间短，内部死角少
（8）操作灵活性大，应用范围广，可以根据需要增加或减少板片的数量以改变其加热面积，或改变工作条件。
（9）板式换热器因其内部物料湍流强烈且板片表面很光滑，生成积垢较少，故亦称为“自洁式换热器”。
（10）板式换热器缺点是密封周边较长，容易泄漏，使用温度只能低于150oC，承受压差较小，处理量较小，一旦发现板片结垢必须拆开清洗
2、密封材料
★ 丁腈橡胶（N） 使用温度≤110℃
★ 三元乙丙橡胶（E） 使用温度≤150℃
★
硅橡胶（C） 使用温度≤230℃
3、板片的波纹有两个很重要的功能：
（1）提高传热性能。
（2）提高板片的刚性和受压能力
4、主要参数：
单片换热面积(m2)，最大装机面积(m2)，通道直径(mm)，最大物料量(t/h)，每通道流量(kg/s)，传热系数ｋ值(w/m2.k)，以及框架的尺寸等。
5、关于板式换热器的选用要注意如下几点：
（1）加热面积不可按照原有管式加热器的面积，一般只需后者的30％～50％。
（2）注意设备的通道直径即角孔和连接管的直径，它决定了物料的最大通过量。如选用了较大的通道直径，在以后有需要时可以增加板片数量来提高物料处理量。直径不足会限制物料的流量。特别是在使用低压蒸汽作热源时，管径不足会使进汽量不足，严重降低换热器的性能。
（3）板片之间的间距(缝隙宽度)也很重要，多数板式换热器的这一数值为5～6mm，可应用于液体，也可使用略有正压的水蒸汽(汽压0.03～0.1mpa)。有些产品的这一数值小于4mm，只能用于液体或压力较高的蒸汽；如使用低压蒸汽，则因通道面积不够限制了进汽量，也降低了换热器的性能。
6、板式换热器的使用方法
（1）板式换热器的装置
板式换热器的连接管路要适当处理。要防止管路的重量及热胀冷缩的拉力或推力作用在它的连接法兰上，换热器的连接管路应装90°弯头。它的进汽阀之前应有泄水阀，开机前将管内积水及污物排去，防止开机时发生水击及带入污物。物料管应设旁路及阀门，最低处设排底管。并应有试水压的接头，开用前分别对两面的通道试水压检查。
各连接管口应装温度计和压力表。在用蒸汽加热时，汽凝水温度应只稍低于蒸汽温度(以饱和计算)，若下降过大则说明器内有积水，这会明显降低它的传热性能。换热器应配有良好的汽凝水排除设备。
板式换热器的多块板片通过两侧的端盖和多个螺栓压紧成为一个整体。其中一侧的端盖是固定在机架上并用以连接管路，另一侧端盖在装拆时可沿导轨移动。在物料全部为单程流动时，冷热流体的进出口共四根管子都连接在固定的端盖上，这种方式最便于管理和安装。此时全部板片的四角都开大圆孔，从头到尾贯通。
每件板片的同一侧面都牢固地粘着一件有弹性的垫片。将螺栓上紧后，被压紧的垫片厚度等于板片波纹突出的高度，此时板片与垫片的突出端位于同一平面上，互相紧贴。垫片厚度一定要准确。如垫片过厚，则板片波纹不能互相接触，受压时会变形；如垫片不够厚，则上紧螺栓时会使板片波纹顶端紧贴后再压入而形成小凹坑，以后易穿孔泄漏。瑞典am-20型的板片，所配垫片在压紧后的厚度为5.4mm。
在安装之前，要先将垫片与板片粘结固定成为一体。板片在装置垫片的位置上压有相应的凹坑，放入垫片，根据垫片的材质使用规定的胶粘剂和工艺进行粘结(某些垫片和粘合剂要经过加热硬化)。这种做法在已有的设备需更换垫片时比较麻烦，处理不好时会泄漏。国外厂家近年制造的板式换热器，可以不用粘合而用“搭扣式”(clip on) 的固定方法，板片上装置垫片的位置处有特殊的结构，装上小扣环就可将垫片固定在沟槽内。这种方法简单易行，拆除更换旧垫片亦容易。这对于垫片易老化的使用场合更为适合。
（2）板式换热器的装拆
新购买的换热器已装好成一个整体，可整体安装。如非必要，不应拆开。
板式换热器的拆卸和再安装是很细致的工作，需由有经验的人员按一定的规则进行，以确保安装后密封良好，能正常使用。不正确的装拆和安装会造成密封不良以至板片变形损坏，难以复原。
换热器在拆卸之前要用钢尺测量板片组原来的厚度，应当分别在设备的上下左右四角分别测量并做好记录。在再安装时应尽可能恢复这一厚度。如增减板片数量，应先算出正确的总厚度。例如，用am－20板片80件，其公称厚度为：
80×(5.4+0.8) = 496mm
安装压紧后的厚度与公称值之差应小于1%，上例厚度应在491～501mm之间。
板式换热器通常用6～12个螺栓压紧成整体。在装拆时这些螺栓应均匀平衡地上紧或放松，决不可松紧不匀。
在拆卸放松螺栓时，应先放松中部螺栓，然后到四角。初时每次1～2圈，以后多些，重复多次至完全松开。要求在放松过程中，在四角测量板片总厚度，左右偏差不超过10mm，上下偏差不超过25mm。
在上紧螺栓时，应先上紧四角螺栓，再上紧中部螺栓，逐小进行，反复多次。要求上紧过程中板片组总厚度的不对称偏差亦不超过上述数值。装拆螺栓应当用一定长度的扳手，使施加的力矩适当。如am－20型的紧固螺栓为m39，规定扳手长度为550mm。
国外供应的板式换热器常提供一个“限力扳手”，限定其上紧力矩不超过一定限度(当施加力矩过大时扳手自动打滑)。过长的扳手和过大的力矩是有害的，它可能使垫片压缩过度，以至将板片波纹顶部压成小凹坑。国内某糖厂的板式换热器就因此造成多块板片在该处穿孔而报废。
板式换热器的紧固螺栓常配有小的平面轴承，装在压紧螺母的底部，以减少上紧螺栓时的表面摩擦力，使螺栓的紧固力适当。在上紧或放松螺栓时，另一端是被端盖管制而不能转动的。换热器拆开后，板片应悬挂在机体支架上，如需卸下来清理，要放在平滑的平台上，不可放在不平的地面上，更不可将多件板片叠起成堆，以免板片弯曲变形。每件板片在清理后应即挂回原位。不可用锤敲击，不锈钢薄板受锤击会引起内部结构变化，降低其防锈性能。在检查全部板片和垫片正常后，即将螺栓上紧复位。
（3）板式换热器的清洗
板式换热器因其内部物料湍流强烈且板片表面很光滑，生成积垢较少，故亦称为“自洁式换热器”。如果在运行期间定期加大物料流量或使物料反向流动，可以将它内部的一些沉积物冲去，延长换热器的工作周期。在需要把换热器打开清洗前，先大量泵水冲洗也可除去其内部的部分沉积物。
现代的化学工业和食品工业大力发展各种容器设备的化学清洗，简化清洗工作，板式换热器也如此。食品工业中近年普遍推广“原位自动清洁技术”(automatic cleaning in-place，简称cip)，容器设备不用拆卸打开，分别用化学药剂和水进行清洁，由电脑按程序自动控制操作，大大提高了清洗工作的效率。对清净剂的配方和使用方法也不断研究改进。
板式换热器的材料能抵受多种化学药剂的作用，而且它的内部容积较小，很便于用化学清洗。所用的化学药剂视积垢的种类和成份而定，如有机沉积物可用2%naoh或碱性洗涤剂溶液，氧化物或碳酸盐沉积物用2%聚偏磷酸钠或三聚磷酸钠、或5%乙二胺四乙酸、或0.7%硝酸(按浓硝酸容积计)，使用温度为50℃，最高70℃。化学清洗后再反复泵水洗净。
在良好的情况下，板式换热器可以常年不拆开。在确实需要拆开清洗时，要小心操作，将板片逐件用水冲洗，用软布或软刷洗抹，或配合用适当的清洁剂。不可使用钢刷或其它坚硬的工具，以免把板片表面刮花。清洗后应即装回和紧固。
二、管壳式换热器。
管壳式换热器是最常用的普通结构,它包括:固定管板式换热器、U 型管壳式换热器、带膨胀节式换热器、浮头式换热器、分段式换热器、套管式换热器等。
固定管板式换热器具有结构简单、重量轻、造价低等优点;缺点就是由于热膨胀而引起管子拉弯。
U型管壳式换热器就是克服此缺点将管子作成“U”型,一端固定另一端活动,使得换热器不受膨胀的影响,结构较简单,重量轻,其缺点是不能机械清洗、管子不便拆换、单位容量及单位质量的传热量低,适用于温差大、管内流体介质比较干净的场合。
带膨胀节式换热器可解决膨胀问题,用膨胀接头的结构,故适用温差大的流体和高压流体,因为可将接头拆下来进行清洗,所以可处理易结垢流体,而对低压气体则不适宜,但其缺点就是制造复杂。
浮头式管壳换热器,其浮头不与外壳相连,可自由伸缩,这样既解决了热膨胀的问题,也方便清洗,检修时可将管芯抽出即可。
对于固定管板、列管、套管式换热器每一外壳容积为1 m3
时,其传热面积约为30～40 m3
。对U 型管壳式换热器、浮头式换热器每一外壳容积为1 m3
时,其传热面积为70 m2
左右。
三、螺旋板式换热器
螺旋板式换热器是由螺旋形传热板片构成的换热器。它比列管式换热器的传热性能好，结构紧凑，制造简单，安装方便。
螺旋板式换热器的结构包括螺旋形传热板、隔板、盖板、定距柱和连接管等部件，其结构因型式不同而异。各种型式的螺旋板式换热器均包含由两张厚约2～6mm的钢板卷制而成，构成一对相互隔开的同心螺旋流道。冷、热流体以螺旋板为传热面相间流动。
按流体在流道内的流动方式和使用条件不同，螺旋板式换热器可分为I、II、III三种结构型式，如图5-20所示。
I型：两流体在螺旋流道的两侧均作螺旋流动。通常是冷流体由外周边流向中心排出，热流体由中心流向外周排出，可实现严格的逆流传热，常用于液-液换热。由于通道两侧完全焊接密封，因此I型结构为不可拆卸结构。
II型：在这种型式中，一种流体在螺旋形流道内进行螺旋流动，而另一种流体则在另一侧螺旋流道中作轴向流动。因此，轴向流道的两端是敞开的，螺旋流道的两端是密封的。这种型式适用于两侧流体的流率差别很大的情况，常用作冷凝器、气体冷却器等。
III型：在这种型式中，一种流体在螺旋形流道内进行螺旋流动，另一种流体则在另一侧螺旋流道中作轴向流动和螺旋流动的组合。这种型式适用于蒸汽的冷凝冷却，蒸汽先进入轴流部分冷凝，体积减少后再转入螺旋形流道进一步冷却。
由上述结构可见，由于流体在螺旋板间流动时离心力形成二次环流和定距柱扰流作用，使流体在较低的雷诺数下（Re=1400～1800）就形成湍流，换热器中的允许流速较高（液体2m/s，气体20m/s），传热系数比较高。由于流体的流速较高，又是在螺旋形通道内流动，一旦流道某处沉积了污垢，该处的流通截面减小，流体在该处的局部流速相应提高，使污垢较易被冲刷掉，具有一定的自洁作用，适于处理悬浮液和粘度较大的流体。由于流道较长而且可实现逆流传热，故有助于精密控制流体的出口温度和有利于回收低温热能，在纯逆流的情况下，两流体的出口端温差最小仅为3℃。
螺旋板式换热器的主要缺点是操作压力和温度不能太高，一般只能在2.0MPa以下、300～400℃以下运行，而且流动阻力较大。此外还存在检修和维护困难的问题。
四、板式换热器的化学清洗
板式换热器在19世纪开始提出，到20世纪20年代初开始用于牛奶工业中杀菌。由于板式换热器在制造上和使用上都有一些独到之处，所以在工业上一经使用成功之后就发展很快。早期的板式换热器大都用于食品工业，现在板式换热器的使用已遍及食品、酿造、化工、机械、冶金、发电、交通运输等各个行业。
1. 板式换热器简介
板式换热器是用薄金属板(厚度一般为0．5-1．5mm左右)压制成具有一定形状波纹的换热板片，然后叠装而成的一种换热器。工作流体在两块板片所形成的窄小而曲折的通道中流过。冷热流体依次通过各自流道，中间隔一层板片，通过此板片进行换热。
板式换热器主要由板片、垫圈、机架、压紧机构等组成。
1)板片是板式换热器的主要部分，即换热面。板片是用薄金属板冲压而成的一个整张，大致由下列几部分组成。
(1)板片本体部分，它是主要的换热面部分。
(2)液体进出孔(角孔)，它是流体的进出通道，同时也起到联箱的作用。
(3)进出口导流部分，它介于角孔与板片本体之间，主要使流体能在板间流动均匀，同时，它也有换热的作用。
(4)密封槽，位于板片的周围，是安放密封垫圈之用，使工作流体不向外泄露和内部相互泄露。
(5)定位孔及挂钩，使板片组装时保证相互位置及固定之用。
板式换热器根据板片不同的花纹形状板式换热器可归纳为4类：回流型、波流型、网状型、扰流型。
目前板片使用的主要材料是奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金等。
2)密封垫圈是板式换热器中一个重要的辅助零件，主要保证流体在板间流动时的密封性；垫圈的断面尺寸常影响板间隙的工作尺寸值，从而影响其放热强度和阻力特性。
垫圈材料是一个极为关键的因素，目前已成为影响板式换热器使用范围的一个重要因素，选择垫圈的材料要考虑其耐温、耐压和化学稳定性，以及弹性等性质。目前常用的材料有丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯、复合垫片等。
3)机架的作用在于装载板片，也同时作为压紧设备之用。
2. 板式换热器的特点
2．1 板式换热器的优点
1)传热系数高。板式换热器的流道小，板片是波形，截面变化复杂，使流体的流动方向和流速不断变化，增加了流体的扰动，因而能在很小的流速下达到紊流，具有较高的传热系数。特别适用于液—液换热及黏度较大的流体间换热。
2)适应性大。可通过增减板片达到所需要的传热面积。一台换热器可分成几个单元，可适应同时进行几种流体间的加热或冷却。
3)结构紧凑，体积小，耗材少。每立方米体积间的传热面积可达250 m2，每平方米传热面仅需金属15kg左右。
4)传热系数高和金属消耗少，使其传热有效度可达85％-90％以上。
5)易于拆洗、修理。
6)污垢系数小。由于流动扰动大，污垢不易沉积；所用板片材质较好，很少有腐蚀，这些都使其污垢系数值较小。
7)板式换热器主要用金属板材，因而原材料价格比同种金属的管材要低廉。
2．2 板式换热器的缺点
1)密封性较差，易漏泄。需常更换垫圈，较麻烦。
2)使用压力受一定限制，一般不超过1MPa。
3)使用温度受垫圈材料耐温性能的限制。
4)流道小，不适宜于气—气换热或蒸汽冷凝。
5)易堵塞，不适用于含悬浮物的流体。
6)流阻较管壳式为大。
针对板式换热器的特点，结合其他清洗方法的经验，对于板式换热器的清洗方法使用化学清洗有较好的效果。化学清洗一般有以下步骤。
3. 板式换热器的化学清洗
3．1 清洗前的准备
清洗前的准备主要有以下工作。
1)查看了解设备的启用时间、使用记录、维修记录以及设备图纸等资料。
2)了解清楚设备所使用的材质。
3)对设备进行垢样的采集及分析化验o
4)了解设备内积垢的分布。
5)做溶垢实验并通过实验确定清洗药剂配方和工艺。
3．2 清洗工艺的确定
对于未拆开的板式换热器可以采用静态清洗或动态的清洗工艺。
1)静态浸泡清洗工艺见图1。
2)动态循环清洗工艺步骤如下。
(1)水冲洗及系统试压。水冲洗及试压的目的是去除系统中的积灰、泥沙、脱落的金属氧化物及其它疏松污垢，并在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况进行检查。
图1 静态浸泡清洗工艺方框图
(2)碱洗。利用碱洗除去有机化合物及油污以及把垢进行软化使之容易除去。时间10～24h，温度要求85℃，流速0．3 m／s以下。
(3)碱洗后水冲洗。目的是除去残留的碱性清洗液，并使部分杂质脱离表面而被带走。
(4)酸洗。利用酸洗液与垢等杂质发生反应，生成可溶性物质。
(5)酸洗后水冲洗。是为了除去残留的酸液和脱落的固体颗粒，以便后续工序的进行。
(6)漂洗采用漂洗液与残留在系统内的铁离子结合，且除去水冲洗过程中所产生的二次浮锈，以降低[Fe2+／Fe3+]含量，为钝化作准备。
(7)中和钝化。是采用钝化剂在金属表面形成钝化膜，从而防止设备金属返锈。
3)对于拆开的板式换热器可以采用如下“循环+浸泡”的清洗工艺。
(1)人工处理。目的是尽量通过人工减少垢的数量，不仅可以为下一工序减轻处理的压力，而且可以减少化学药剂的用量，从而减轻对废液的处理。本工序主要可采用尼龙刷、毛刷、铜刷、小型清洗机等。
(2)循环+浸泡清洗。使用清洗药剂进行溶解和剥离污垢，并通过强制循环来保持一定的流速以达到较好的清洗效果。
(3)人工处理。清洗结束后，对沉积物进行人工处理。
4. 应用实例
某铝厂生产氧化铝的可拆式板式换热器由于结垢严重，已经严重影响到了生产的正常使用，需要进行清洗，其材质为奥氏体不锈钢。
原始垢样为灰白色，垢层分为表层和底层。表层垢主要为碳酸盐垢，可以较容易地进行处理；底层垢质地坚硬且有大量酸不溶物，使用一般的酸洗液与垢反应极其缓慢，经分析，层垢以非常致密的氧化铝为主，此外还含有其他的一些氧化物和少量的磁性氧化铁和炭质，层垢虽较薄但非常坚硬致密。因此处理底层垢成为清洗的关键。
对底层垢使用单一的清洗配方难以达到较好的清洗效果。溶垢试验表明，使用稀H2S04、冷HNO3、HF及强碱均不能溶解污垢，长时间处理也不能使污垢松散，仅有细微的气泡极其缓慢地产生。
在加热条件下用较浓的HNO3能将垢样松散和溶解。
A12O3+6HNO3 2Al(NO3)3+3H2O
C+4HNO3 4NO2+CO2 +2H2O
Fe2O3+6HNO3 2Fe(NO3)3+3H2O
FeO+4HNO3 Fe(NO3)3+NO2+2H2O
经过溶垢试验确定清洗配方，由于设备为不锈钢材质，经过反复实验确定清洗主剂采用硝酸，对污垢进行松散和溶解；并添加促进剂、渗透剂以及缓蚀剂等清洗助剂。清洗配方如表1。
药剂名称质量分数 / %作用说明硝酸25—30清洗主剂Xl0．5—1促进剂有机物，有刺激性气味，水溶液呈酸性。X21—3渗透剂有强腐蚀性、刺激性气味，无机弱酸。有很强的溶解氧化铁的能力。Lan-8260．3缓蚀剂——
虽然温度越高、浓度越大、时间越长效果可好一些，但考虑到硝酸的腐蚀性，对清洗时的温度、浓度、时间进行了一定的限制，以减轻由于药剂的使用而造成的废液处理及排放。
1)清洗方法
按照拆开的板式换热器的清洗工艺进行清洗。
(1)先采用人工刷洗，高压水(控制压力在10MPa以下，防止设备变形)清除板片上疏松垢层。
(2)在清洗槽内配置好清洗药剂，因为清洗液浓度较高，加热温度不宜过高。将板片放人清洗槽内进行循环+浸泡清洗，清洗时应动静结合，以静为主。清洗时间控制在12h左右。由于板式换热器的特殊性，清洗时需严格控制酸洗液的流速，防止流速过快影响缓蚀剂缓蚀效，率，造成设备腐蚀。
(3)化学清洗结束后，取出板片，用小型清洗机冲洗，换热器板片光亮如新。
(4)清洗废液的处理。清洗废液处理后的排放标准应达到GB8978—1996《污水综合排放标准》中三级排放标准。由于适用的硝酸浓度较高，因此在废液中的酸性较强，不能直接排放，可通过加入碱来中和进行处理。此外还需在废液中加入石灰粉(CaO)处理其他有害离子。
2)清洗结果
(1)腐蚀情况。根据对清洗时的腐蚀速率监测，清洗腐蚀速率为0．97g／m2．h。
(2)除垢率。除垢率达到为100％，换热器板片清洗后光亮如新。通过多次对铝厂的可拆式板式换热器的清洗，并结合清洗效果发现，对可拆式板式换热器采用拆开清洗效果较好，并可以直接观察到清洗效果，还可以充分利用其他清洗方法作为补充，减少化学药剂的使用。但是板式换热器的拆开要耗费一定时间、人力和物力。
对全焊式板式换热器、宽通道焊接式板式换热器等类型的板式换热器不可拆的板式换热器，当无法拆开时，由于板式换热器内流体流动速度很快，所以清洗时循环速度应当严格控制在0．5—0．6 m／s以下(板片内流速)。防止流速过快影响缓蚀剂缓蚀效率，造成设备腐蚀。清洗时还需添加稳定剂，使颗粒垢悬浮在清洗液中，通过清洗液循环带出换热器。
对于不可拆开的板式换热器的清洗更适用于易溶垢，如碳酸盐水垢等；可拆开的板式换热器的清洗多适用于难溶垢，如物料垢等
㈤ 浮头式换热器列管外部怎么清理
浮头管式换热器先把两端浮头盖打开，大侧一端把孝带钩圈卸下，另一端可以把整个管束抽出来，这样就能清洗列管外部了，清洗好后再按高源照原样装回去就好了，但密戚慎态封垫应该会换的，提前准备好。