板式换热器中污垢系数与面积余量的分析选取问题

板式换热器作为一种高效节能的换热产品已经广泛应用于各行各业中，针对不同的行业和用途，在设计选择方案是会面临各种各样不同的工作介质，因此针对不同的工作介质，如何选取板式换热器污垢系数或面积余量成为每一个设计者必须面对的课题。现将一些产品设计方面的体会拿出来与大家共享。

 一、板式换热器设计过程中污垢系数与面积余量二者的关系和区别
             
      说到污垢系数首先要讲一下污垢是如何形成的。结垢是换热器运行中最为常见的一个问题。结垢是指工作介质在经过换热器长期流动过程中，含有的杂质和钙镁离子固化后在换热器表面附着沉积，从而在换热器表面形成一层污垢，进而阻碍能量通过换热壁面进行传递。污垢可以降低换热效率，阻碍介质流动，并会增大换热器压降。考虑到多方面的操作问题，在设计阶段必须适当的考虑换热表面会形成结垢的因素，才有可能将污垢的影响降至最低，从而尽可能延长换热器使用周期。
      通常在设计一台换热器运行一段时间可能产生的污垢时，设计者采用污垢系数来表示污垢对换热器整体使用效果的影响，从而提高换热器的寿命，运行时间和效率。这通常会增加换热器的面积。在很多应用中，比如一些工作介质因为含有一些杂物而不是特别干净，又要长期连续运行。换热器会连续使用很长的周期而不进行清洗。这就意味着换热器必须长时间保持工作效率。我们只有通过提高换热器的设计污垢系数来补偿污垢的影响，使得换热器在结垢的状态下仍能有效工作到预期的时间。
      面积余量则是板式换热器中一种表示富裕面积的度量。与污垢系数相比更能直接表示设计者进行方案设计的意图，直观地表达了该设计方案预留了多少的操作空间。总的来讲，它比规定一个污垢系数更为有效。这种污垢系数常用在管壳式换热器中，但对板式换热器，往往引起误解。
      因此，简单的说，面积余量和污垢系数对换热器而言表达了同样的内容，只是表达的方式和侧重点不同，但切记不要二者同时考虑（个别案例除外）。污垢系数对管壳式换热器更容易表达设计者的意图。在管壳式换热器中，污垢系数通常用来补偿污垢产生的影响。由于比较低的内部流速，平整的管壁无法在低流速时形成非常好扰动状态，因此管壳式换热器更容易结垢，而结垢也是影响管壳式换热器设计面积的主要因素。对于结垢或损坏的管子，一般采用焊接或机械堵塞的方法修补破损的中的个别管束。在换热器的整个使用寿命中，会有越来越多的管束被封堵，直到其性能降至不可用。因此，会准备大量多余的管子以保证换热器的寿命。

      而对板式换热器而言，因为其自身的优势，拆装比较方便，不象管壳式换热器那样一旦管束结垢堵塞或破损只能靠堵死该流道来避免使用事故。板式换热器则可以在结垢比较严重或板片出现破损的情况下拆开清理垢层或换掉破损的板片即可。所以说板式换热器无需靠增大过多的富裕面积来满足实际使用工艺，另外过多的富裕面积还会增大换热板片表面结垢的倾向。增加的板片越多，流经换热板片表面的流速就会越低。板式换热器相比比管壳式换热器而言，在相同的条件下能够达到更好的内部湍流效果，因为其换热板片是由模具压制出来的带有一定深度和角度的波纹板片，两片换热板会组合出带有无数触点的流体通道，这样工作介质在里面以一定的流速流动时会加强扰动，形成非常好湍流效果，产生一种自清洗效果，这也是板式换热器总体来说不易结垢的原因。当因为考虑污垢系数而加大换热面积，换热板片内部流速降至非常低时，板间的流动状态就会由湍流状态变成层流状态，