全焊接板式換熱器是1種高效而緊湊的換熱設(shè)備。因為有傳熱系數(shù)高、壓力丟失小、結(jié)構(gòu)緊湊、維修便利等許多長處,而且跟著結(jié)構(gòu)的改善和大型化制作技能的進步,板式換熱器的運用日益遭到人們的重視[1]�？墒莻鹘y(tǒng)的散裝式板式換熱器(可拆卸式板式換熱器),因為自身結(jié)構(gòu)的局限性,運用壓力不超越2.5MPa,運用溫度不超越250℃,拼裝面積2000m3,別的還存在橡膠密封墊在高溫下簡單失效的缺點以及在某些特定介質(zhì)中的運用問題一向未能處理。因而,為了進步板式換熱器的運用溫度和壓力,擴展其運用范圍,國內(nèi)外接連開發(fā)、制作并運用了多種焊接板式換熱器。這些焊接板式換熱器現(xiàn)已越來越多地用于化工、石油、動力、冶金等范疇的加熱、冷卻、冷凝、蒸騰和熱回收等過程中。

經(jīng)運用證明全焊接板式換熱器其有以下長處:

(1)適用溫度為-200～900℃,壓力改動范圍為真空～6.0MPa,拼裝面積可達6000m2。

(2)傳熱效率高,板片表面簡直都參與了熱交換。

(3)因為板片熱交換充沛、均勻,波紋深度改動范圍大,不論流體在板間或管間流道,活動均順利,沒有死區(qū),阻力丟失小。

(4)占地面積小,與可拆卸式適當(dāng)。緊湊的結(jié)構(gòu)可到達250m2/m3。

(5)重量輕,僅為相同換熱面積管殼式換熱器的1/5～1/4。

(6)同一種流體在列管式換熱器內(nèi)當(dāng)雷諾數(shù)為4000～6000時,才干到達湍流狀況,而在全焊接板式換熱器內(nèi)當(dāng)雷諾數(shù)為100～300時,就可到達湍流狀況。

(7)板片在四周交織焊接后,在運行過程中因為熱脹冷縮現(xiàn)象,板片內(nèi)應(yīng)力開釋,會使板片表面塵垢主動脫落下來。一般塵垢熱阻僅為列管式換熱器塵垢熱阻的1/5～1/4。

1　全焊接板式換熱器的主要制作工藝

1.1　全焊接板式換熱器的芯體結(jié)構(gòu)制作

全焊接板式換熱器的板片材料一般為奧氏體不銹鋼:304,304L,306,316L,321等以及鎳基合金、工業(yè)純鈦。材料只需具有底子的可焊性和沖壓功能,都可以用來制作板片元件。板片厚度一般為0.4～1.0mm。

全焊接板式換熱器的板片出產(chǎn)使用了板片成型主動化出產(chǎn)線。使用接刀、定位與找正技能,選用整板分次接連限制成型,其板片方式主要有水平平直波紋板片、窩形波紋板片、或平板板片等。經(jīng)過改改換熱板片的長度和疊加厚度來完成結(jié)構(gòu)的改換。

單個板片兩兩正反經(jīng)過翼邊組焊成一束,板片四周交織焊接,這種共同的結(jié)構(gòu)可以使傳熱板片經(jīng)過翼邊焊接構(gòu)成另一 流體的通道。因而多個板束經(jīng)過焊接聯(lián)系起來就構(gòu)成了2個流體通道,即板間流道和管間流道(見圖1,圖2)[2]組成了全焊接板式換熱器的芯體結(jié)構(gòu)。

1.2　全焊接板式換熱器的銜接板的規(guī)劃

眾所周知鋼板越薄,傳熱作用就越好,可是鋼板太薄會給制作加工帶來很大的困難,尤其是在焊接時,薄板的對接焊縫易燒穿,無法成型。在全焊接板式換熱器當(dāng)中就存在這樣的問題。

在全焊接板式換熱器中因為管側(cè)端板為δ=20mm的0Cr18Ni9的鋼板,而換熱器板片的板厚僅為0.4～1.0mm,因而管側(cè)端板母材焊接加熱溫度到達熔化點時,傳熱板片已熔化掉了一大片,底子無法進行焊接。假如將傳熱板片的板厚加厚(如改為1.2mm以上),則不存在上述困難,可是為了取得良好的傳熱作用,決議不改動板厚,而是在管側(cè)端板和板束之間加焊了1層δ=3～4mm的銜接板處理了上述問題,詳細施行辦法:按板束翼端銜接處實踐形狀制作1塊δ=3～4mm的銜接板,如圖3所示。先將銜接板與板束端部符合部分用脈沖氬弧焊進行單面焊雙面成形,并做火油滲漏實驗,以不滲漏為合格,然后用手弧焊直接將銜接板搭焊于管側(cè)端板之上,再將板側(cè)端板焊接于管側(cè)端板上。接下來就是將管側(cè)端板和板側(cè)端板別離與管側(cè)殼體和板側(cè)殼體相焊接構(gòu)成全焊接板式換熱器的外殼。