板式換熱器失效的原因

張 巖

西北化工研究院，陜西西安 710600

1 概述

板式換熱器是一種高新先進的設備，與其他類型的換熱器相比，具有一定的優勢。如，傳熱系數高、占地面積小、價格便宜、重量較輕、結垢系數低、便于清洗以及熱面積更換容易等[1]。目前，板式換熱器已在石油、電力、化工、建筑供熱以及食品飲料等行業受到廣泛應用。然而，隨著板式換熱器的長時間使用，其中的部分零件逐步老化或者損壞，機器無法正常工作。對此，我們應認真分析板式換熱器失效的原因，并給予相應的處理方法。

2 板式換熱器失效的原因

2.1 板式換熱器的污垢凝結

板式換熱器在運行一段時間后，將出現結垢，進而使傳熱裝置的傳熱系數不斷下降，嚴重時，將使板片的通道發生堵塞。通常情況下，換熱器的流體層易于生成結垢。而板片上的污垢，主要是固體纖維或者固體雜物易于集聚的地方，其使流體在某一地方滯留后，形成污垢積聚。另外，介質中的鈣鎂離子，通過適當溫度析出后，易于附在污垢積瘤上，最終變成蜂窩狀的垢瘤。換熱器結垢和通道堵塞的原因有所不同，但兩者對設備的影響基本一樣，對此，在熱交換器的性能開始降低時，應及時進行清洗，防止結垢生成更多。

2.2 換熱器墊片的封閉失效

通常情況下，板式換熱器出現泄漏的原因主要包括以下幾個方面：首先，板式換熱器運行時的溫度太高，或者受到物質材料的壓力影響，進而發生泄漏[2]。其次，由于換熱器的墊片長時間使用，逐漸出現老化或者裂紋等現象，從而導致儀器失效。最后，板片發生持久的變形，難以緊固墊片。對此，在發現墊片的封閉失效后，應及時取出板式換熱器，查看問題及檢修，拆掉或者替換多個相近的發生故障的板片。若無法同時拆掉行冷熱介質的板片，將導致冷熱介質的相互混亂。

2.3 板式換熱器的循環水影響

循環水在流動的過程中，板式換熱器的板片和循環水間的摩擦阻力不斷增大，水垢逐步生成，尤其是通道發生嚴重的局部堵塞，這進一步增大了循環水的流動阻力，造成局部的流速減緩，局部的表層溫度過高，最終加快水垢的生成。由于通道的局部堵塞，造成水垢迅速發展，形成惡性循環。此外，關于循環水的水質，基于水源的上游地區大力開展工業生產，以及受到水源周圍的挖沙工程影響，造成這些地區的總硬度、小顆粒泥沙的含量逐漸增高。另外，由于循環水內長時間利用腐植酸系列的水穩劑，更加加重污垢腐化物、絮狀物的生成。

3 板式換熱器失效的處理對策

3.1 清洗板式換熱器板片的密封槽

在板式換熱器的所有設備零件中，密封墊片起著關鍵性的作用。我國大多數的板式換熱器，均是選用粘貼劑將墊片貼于墊片槽中，最終形成“粘貼式”的封閉構架[3]。尤其是BR02型的板式換熱器，其粘接板片與封閉墊片之間的粘結劑，均來自于粘接橡膠與塑料的401瞬干膠，其和不銹鋼板片的粘結強度最為合適。在替換墊片時，先將板片平整放置于平板上，而后利用螺絲刀輕輕撬開墊圈，并將其慢慢撕下。至于墊片槽內的殘余黏膠，選用不銹鋼的清潔球或者絲刷結合丙酮，全面刷洗后，再利用清水進行沖洗。

3.2 板式換熱器的解體維修方法

對于板式換熱器，可依照其的檢修時間與檢修情況，適當安排人員到現場進行解體維修，或者整體拆卸，吊掛相應位置后，再給予解體維修。在解體檢修前，先用卷尺認真測量兩塊壓緊板片間的間隙B值，便于備用之需。其次，利用扳手按照順序均勻松動緊固的螺母，進而將夾緊的螺桿卸除。最后，將活動的壓緊板遷移至立柱的一端，托起板片，將板片推移至上導桿的缺口部位，前傾斜或者后傾斜的取出板片。

3.3 拆裝板式換熱器的方法

在拆卸及安裝板式換熱器時，應擰緊螺栓，且收緊的力度均勻。在安裝每一個螺栓的過程中，應檢查板片各個面的長度[4]。盡量動手擰緊螺栓后，再采用專門的力矩扳手，按照螺栓的對應順序加以收緊，直到螺栓完全緊固為止。最后，依照上述的步驟，將換熱器的板片加緊至所要求的長度尺寸，利用金屬尺加以測量板片的長度。禁止在操作的過程中，或者填滿媒質的壓力下加固板式換熱器。與此同時，確保操作中板片束的平行，以免板片發生變形，導致換熱器墊片的密封失效。若在板式換熱器的使用過程中出現泄漏情況，應及時加緊螺栓。若泄漏問題仍未停止，則需要停止加緊螺栓，并更換泄漏板面。板片拆卸時，應將行冷熱介質的板片一并拆卸。

3.4 化學沖洗的方法

相對不銹鋼的板式換熱器而言，禁止采用鹽酸或者鹽酸類的物質，如清洗粉末、清洗劑等，進行化學清洗殘余的污垢，特別要注意的是，禁止將板片的整體設備拆卸下來清洗，原因在于：這些殘余的污垢并非全部溶解，少數仍遺留在結構縫隙中，無法清洗干凈，損壞機器設備。此外，酸堿中和的化學清洗，未能得到充分發揮[5]。對于這一問題，可選用桃酥類的洗滌劑或者硝酸綜合緩蝕劑的方法加以清洗，適當調節其的溫度，有利于加快其的清洗速度。化學清洗的方法，在難以拆卸及清洗的板式換熱器中較為少用。

4 結論

總而言之，板式換熱器是一種高新先進的效率高的設備，采用解體維修的方法，有助于及時發現及解決相應的故障問題。然而，基于板式換熱器受到結構特征以及維修要求的約束，唯有仔細、認真的做好這份工作，才能保證其的維修過程順利完成，從而確保板式換熱器的穩定運行。

[1]王剛.板式換熱器泄漏原因分析及防護措施[J].內蒙古石油化工，2008(10).

[2]何西扣，董毅，朱衍勇.核電站用板式換熱器失效分析[J].物理測試，2010(2).

[3]潘炳權，況敏，何思立，劉鈞泉.鈦板換熱器板片失效分析[J].廣東化工，2009(1).

[4]姜立清.板式換熱器結垢的原因分析、清洗及保護方法[J].黑龍江科技信息，2008(10).

[5]關鳳，李求知，姬國君.鑄機板式換熱器檢修方法探究[J].遼寧科技學院學報，2011(2).