在高温高压工况下,全焊式板式换热器的选型需综合考虑介质特性、运行参数及结构可靠性,以下为关键选型步骤:
1. 介质特性分析
- 腐蚀性:根据介质的 pH 值、氧化性等选择合适的板片材料。例如,强腐蚀性介质(如盐酸、硫酸)可选用哈氏合金 C276 或钛合金;弱腐蚀性介质可选用 316L 不锈钢。
- 结垢性:若介质易结垢(如含悬浮物的水、原油),需选择宽流道板片(如人字波纹、大角度波纹),并设计在线清洗系统(如 CIP 清洗接口)。
2. 运行参数确定
- 温度与压力:明确介质的最高温度(如 400℃)和压力(如 3.5MPa),确保所选换热器的设计温度和压力留有足够余量(通常设计压力为工作压力的 1.25 倍,设计温度为工作温度的 1.1 倍)。
- 流量与温差:根据热负荷计算所需的换热面积,结合介质流量确定板片数量和流道布置。高温高压工况下,需控制流速在 1.5-3.0m/s,以避免湍流不足导致的换热效率下降或流速过高引起的冲蚀。
3. 结构设计优化
- 板片厚度与波纹角度:高温高压下,板片需承受较大的应力,通常选择厚度≥0.8mm 的板片,并采用小角度波纹(如 30°-45°)以增强结构刚性。
- 焊接工艺:优先选择激光焊接,其焊缝均匀、热影响区小,可减少应力集中,提高设备的抗疲劳性能。焊接接头需进行无损检测(如 X 射线探伤),确保无缺陷。
- 框架与接管:框架采用高强度碳钢或不锈钢,接管需与板片材质匹配,法兰连接采用对焊法兰,以承受高压。
4. 辅助系统配置
- 膨胀节:在高温工况下,设备热膨胀可能导致框架变形,需在接管处安装膨胀节以吸收热位移。
- 温度与压力监测:配备热电偶、压力表等监测装置,实时监控运行参数,确保设备在安全范围内运行。
5. 标准与认证
- 选择符合 ASME BPVC、EN 13445 等国际标准的产品,并确保通过第三方认证(如 PED 认证、ABS 认证),以满足行业规范要求。
全焊式板式换热器与可拆式换热器的核心区别在于结构设计和应用场景,前者适用于高温高压、强腐蚀性工况,后者适用于中低压、易维护场景。在高温高压选型中,需重点关注介质特性、运行参数、结构设计及辅助系统配置,确保设备的安全性和可靠性。