探讨新型板式换热器在石膏板生产线余热回收中的运用

探讨新型板式换热器在石膏板生产线余热回收中的运用

林树新 刘喜

山东三金玻璃机械有限公司 山东淄博 255300

摘要：在传统石膏板生产线中，主要通过采用碳钢列管式换热器对干燥机余热进行回收与利用，但碳钢列管式换热器体积较大，效率却很低，而且防腐性能差。为了能够提高换热效率，结合国外换热器的使用情况，可以选用不锈钢板式换热器代替原有的碳钢列管式换热器。

关键词：板式换热器；石膏板生产线；余热回收

前言

余热是指能利用而未被利用的能源。以前，我国工业装备落后，能源利用率低，如石油化工、冶金、轻纺、建材、食品、造纸、电子电器等行业生产中存在着大量的热能直接排空，既浪费能源又污染环境。

1. 石膏板生产线余热回收的原因

目前，建筑业已成为我国经济发展的支柱性产业，它带动了所涉及的十几种上下游产业的发展，为经济发展提供了巨大动力。例如，它带动了装潢、装饰用的纸面石膏板产业的发展。在纸面石膏板生产中，需要用导热油来烘干石膏板，由于利用导热油加热与利用蒸汽加热相比较既有加热均匀、操作简单、安全环保、节约能源、控温精度高、操作压力低等优点,在现代工业生产中已被作为传热介质得到广泛的应用。然而，导热油的尾气温度可达到180～200℃，如果直接将它排到大气中，既浪费了能源又污染了环境。石膏板生产用余热回收则能有效利用导热油高温度的尾气，不仅节约能源，而且保护环境。

2. 板式换热器

板式换热器是由带有波纹由不锈钢、吕、钛合金等材料压成的金属板片，橡胶垫片以及压紧装置三部分组成。橡胶垫片既用来防止介质泄露，又控制构成板片间流体的通道。冷热两种流体分别由上下两角孔进入换热器，并相间流过偶数与奇数流到，然后分别从上下角孔流出换热器。传热板片是换热器的关键原件，板片型式的不同将直接影响到换热器的传热系数，流动阻力与承压能力。换热器的板型一般分为平直波纹与斜波纹两种，人字波纹是在斜波纹上发展而来的。

由于板式换热器具有传热系数高、结构紧凑、重量轻、维修清洗方便、热损失小、金属耗量低，使用灵活性大等优点，已广泛应用于供热采暖系统及食品医药、化工等部门。目前为了板式换热器之发展，国内外众多学者都在对换热器板片波形对换热器系数的影响，及换热器内流体的流动机理进行广泛的研究，以求获得更佳板型，来适应高参数、大容量的板式换热器的开发与应用。目前国内外都致力于折型的板式换热器大板片的设计开发，但由于压制大板片的模具的制作费高昂，因此如何在开悦之前预知新板片的换热效果就显得十分重要。为达到这个目的，国内外学者都致力于对各种波形秒道内的流体流动倩形、传热机理进行研究。

析式换热器用于处理从水到高粘度的液体。的加热、冷却、冷凝、蒸发等过程。它在食品工业中应用得最早、最广泛，如牛奶、果汁、啤酒、动植物油的加热杀菌和冷却。在化工中用作冷却氨水、凝缩甲醇蒸气、冷却各种树脂、且广泛用于造碱、制酸、染料工业。在钢铁与机械制造中。用于冷却淬火油、水和润滑油。另外在电力工业、造船、石油钻探、造纸、制药和纺织工业中也开始广泛使用板式换热器。板式换热器的换热能力高，安装方便，占地面积小，便于检修的冷凝水没有余气。

3. 新型不锈钢板式换热器的结构

新型不锈钢板式换热器采用逆流式进行气到气的换热。采用冷热空气通过热板时能够进行热量交换的原理，新型不锈钢板式换热器能够将干燥机排除的湿热空气进行降温与除湿，同时还能够对冷空气进行预热，将预热后的冷空气再输送到干燥机中，可以减少干燥机的加热时间，更高效的对石膏板进行干燥工作，这一过程中使湿热空气的热量能够被重新利用的同时，还能够将水分析出。

新型不锈钢板式换热器由整体机架、不锈钢隔板换热层、换热器排水系统、风道进出口、焊接法兰等结构构成。新型不锈钢板式换热器整体机架选取采用普通碳钢制作，能够用于更好的对换热器进行固定。并且将换热器内部，需要与湿热空气接触的部分全部选取采用不锈钢材料，预防因与湿热空气接触进行排水时可能导致的锈蚀情况发生。新型不锈钢板式换热层采用了不锈钢板制造，并通过冷加工的方式成型，形成一侧通过冷空气，另一侧通过湿热空气的间隔式风道腔体。通过使用的不锈钢板焊接方式隔开冷热气体通道，实现冷热气体互不串气的需求，作为新型不锈钢换热器的核心部分。为了保证不锈钢隔板的质量，在制造过程中，需要使用整张不锈钢板进行制造，且不锈钢隔板之间不能产生漏气现象，还需要能够耐压。在进行不锈钢板冷加工时，应形成凸台、压筋，再将凸台、压筋对装，用来支撑各层钢板且耐压。在不锈钢板之间选用电阻焊焊接方式，将每层进行焊接形成间隔式的封闭腔口。

排放管路以及阀门共同组成换热器排水系统。换热器排水系统必须实现能够及时将换热器中的冷却水排出换热器，防止冷却水未及时排除沿着风道流动溢出，导致石膏板质量受到不良影响。

4. 换热器可能出现的问题

1. 粉状固体颗粒堵塞换热器

由于换热器内水的流速很低，粉状固体颗粒极易沉积在换热器板片上，而板片上的波纹前、后缘是粉状颗粒沉积的理想场所。因此，在长时间运行后，除盐热水中的粉状颗粒杂质在板片上越积越多，最终造成换热器堵塞，换热能力下降。因换热器不能长时间停用进行检修，否则催化裂化装置的加工量将会被迫降低，只能将换热器短时间切除进行处理。

2. 原油堵塞换热器

热水中的原油在经过换热器时，由于换热器冷介质的温度较低，原油凝固在板片上，造成换热器堵塞，换热能力下降。只有采取适当的办法，将换热器的温度提高到原油的熔化温度以上，原油才可液化而流出。但加热的温度不能太高，否则超过了板式换热器的允许最高温度时，将会损坏垫片。

3. 循环水与新鲜水侧结垢堵塞换热器

由于循环水的水质问题，在循环水换热器的板片上会形成大量水垢，同时新鲜水换热器也存在这一问题。于是我们在循环水和新鲜水侧加上了化学清洗阀，用适当的化学清洗剂进行循环清洗，实现不拆卸清洗。同时，在停工检修时应将换热器板片拆下进行彻底清洗。

结语

板式换热器具有传热效率高、结构紧凑、占地面积小、组装灵活、清洗与维修方便等诸多优点，在余热回收系统中应用板式换热器可以大幅增加回收的能量，低温热水温度得到了很好的控制，确保了催化裂化装置的安全生产，为我厂原油加工量的提高打下良好的基础。由于板式换热器的换热能力强，出口冷热介质温差小，使得除盐水和新鲜水回收的热量比管壳式大大增加。

参考文献

[1] 李少岩, 刘少平. 高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用[J]. 山东工业技术, 2018, 277(23):56-56.

[2] 史志强, 谢富冬. 新型板式换热器在石膏板生产线余热回收中的应用[J]. 中国设备工程, 2012(04):72-73.