一、什么是可拆板式换热器？

可拆板式换热器（Gasketed Plate Heat Exchanger, GPHE）是由一系列冲压有波纹的金属板片叠加而成，板片之间用密封胶垫密封，并通过框架和压紧螺栓压紧，从而形成复杂网状通道的换热设备。冷、热两种流体分别在板片两侧的通道中流过，通过薄板片进行高效的热交换。

二、主要组成部分

板片（Plates）：

核心元件，通常由不锈钢（如304、316）、钛、哈氏合金等耐腐蚀材料制成。

板片上的波纹设计不仅增强了湍流，提高了传热效率，还增加了板片的刚度和承压能力。

不同的波纹角度和深度设计形成了不同的“硬度”板片，以适应不同的压力和工况。

密封垫片（Gaskets）：

位于板片周围，用于密封流体通道，防止流体向外泄漏和相互串液。

通常由各种橡胶材料（如NBR丁腈橡胶、EPDM三元乙丙橡胶、 Viton氟橡胶）制成，以适应不同的温度和流体性质。

可拆式的关键：垫片是粘接或卡扣在板片上的，可以单独更换。

框架（Frame）：

由固定压紧板（框架板）、活动压紧板、上导杆、下导杆、后支柱等组成。

用于支撑和压紧所有板片组件。

压紧螺栓（Tightening Bolts）：

用于将活动压紧板推向固定压紧板，从而将所有板片和垫片压紧，形成完整的密封。

三、工作原理

冷、热流体通过板片四角上的分配孔（Ports）交替进入板片之间的流道。板片波纹迫使流体产生剧烈湍流，从而高效地破坏边界层（层流底层），极大强化了传热过程。流体通常以逆流方式流动，这使得即使在很小的温差下也能获得很高的换热效率。

四、主要特点与优势

高效传热：波纹板设计产生高强度湍流，传热系数（K值）远高于管壳式换热器，通常是其3-5倍。

结构紧凑：在单位体积内提供了巨大的传热面积，占地面积小，节省空间。

易于维护和清洗：

这是其优点。只需松开压紧螺栓，就可以打开设备，将板片组松开，进行物理清洗（刷洗、高压水冲洗）或检查。这对于易结垢的流体至关重要。

灵活性高：

增减面积：可以通过增加或减少板片数量来轻松调整换热面积，以适应工艺变化。

改变流程：通过改变垫片布置或使用盲板，可以灵活安排流体的流程和流道，适应不同的工况需求。

成本效益：在相同的换热量下，通常初始投资和安装成本低于管壳式换热器。

热损失小：只有板片边缘暴露在空气中，热损失可忽略不计。

五、局限性与应用限制

承压能力有限：受限于垫片和板片结构，通常工作压力不超过25 bar（约2.5 MPa），特殊设计可达40 bar。

耐温能力有限：受限于垫片材料，常规橡胶垫片通常适用于-30°C 至 180°C。虽然特殊垫片可耐更高温度，但仍不如全焊接式。

对流体有要求：

不适用于含有固体颗粒、纤维或易结焦的介质，容易堵塞狭窄的流道。

垫片材料可能不耐某些有机溶剂或强氧化性介质。

可能发生泄漏：垫片是易损件，存在老化、损坏导致外部泄漏的风险（但不会造成两种流体混合）。

六、典型应用领域

由于其高效和易清洗的特点，它广泛应用于需要对流体进行加热或冷却的场合：

HVAC（暖通空调）：区域供暖、区域供冷、锅炉一次侧/二次侧换热。

工业领域：化工工艺中的冷却、加热，食品饮料的巴氏杀菌，油脂工业的加热冷却。

船舶：中央冷却器、柴油机冷却、润滑油冷却、生活热水系统。

冶金、电力、造纸等行业中的闭路循环水冷却。

余热回收：如洗浴废热回收、工业废水余热回收。

七、选型时需考虑的因素

流体性质：成分、粘度、腐蚀性、固体含量。

设计压力与温度：工作压力与温度。

流量与进出口温度：决定换热量和所需的换热面积。

允许压降：流经换热器的压力损失不能超过工艺允许值。

材质兼容性：根据流体腐蚀性选择板片材质（不锈钢、钛等）和垫片材质（NBR， EPDM等）。

八、维护与清洗

定期检查：检查是否有泄漏，螺栓是否松动。

定期清洗：

化学清洗（在线清洗）：对于水垢，可采用循环酸液或碱液清洗。

物理清洗（离线清洗）：拆开设备，用刷子、高压水枪或专用清洗设备对板片进行清洗。这是可拆式的优势。

垫片更换：发现垫片老化、变硬、开裂或损坏时，必须及时更换。

总结

可拆板式换热器以其高效、紧凑、易维护的突出优点，成为了众多工业和生活领域的热交换方案。尽管它在承压、耐温和对流体洁净度要求方面存在一些限制，但其的灵活性和便于清洗的特点，使其在适合的工况下表现出极高的综合价值。