板式換熱器故障產(chǎn)生原因及處理對(duì)策

摘 要：板式換熱器作為系統(tǒng)運(yùn)行中的一個(gè)重要部分，它的運(yùn)行情況將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，因此，需要做好換熱器的檢查維護(hù)工作。然而，在板式換熱器的工作運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種的故障問(wèn)題，而板式換熱器串液、外漏等情況是比較常見(jiàn)的故障情況。本文就從板式換熱器發(fā)生故障的原因進(jìn)行著手，具體的分析了換熱器發(fā)生的各種故障情形，并且提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：板式換熱器；故障原因；解決措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TK172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）17-0253-02

1 引 言

板式換熱器是所有的熱力系統(tǒng)中較為普遍的設(shè)備之一，然而它也是發(fā)生故障較多的設(shè)施，因此深刻的理解板式換熱器的工作原理及其特點(diǎn)，能夠讓我們及時(shí)地發(fā)現(xiàn)板式換熱器的故障原因，并且能夠迅速采取有針對(duì)性的相應(yīng)解決措施，從而降低損失，保證換熱器的正常運(yùn)行。

2 板式換熱器工作原理及其特點(diǎn)

2.1 板式換熱器的工作原理

板式換熱器屬間壁式換熱器是一種高效換熱器。板式換熱器是使用薄的金屬板將板片壓制加工成具有波紋形狀，使各種板片之間形成薄矩形通道，進(jìn)而將配件組裝起來(lái)，采用夾板以及螺栓等，使之加固牢實(shí)形成的換熱器。換熱器間的各種薄板片形成了流通通道，冷熱流體通過(guò)薄板片從而進(jìn)行熱量的傳輸。板式換熱器是液-液、汽-液進(jìn)行熱交換的理想設(shè)備。

2.2 板式換熱器的工作特點(diǎn)

板式換熱器的組成以及其工作原理，使得其除具有換熱效率高的特點(diǎn)外，還具由熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、清潔方便、占地面積小、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等等一些特點(diǎn)。如與管殼式換熱器相比，在相同壓力損失情況下，由于不同的波紋板相互倒置，構(gòu)成復(fù)雜的流道，使流體在波紋板間流道內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)三維流動(dòng)產(chǎn)生紊流，所以傳熱系數(shù)高，板式換熱器傳熱系數(shù)比管殼式換熱器傳熱系數(shù)高出3～5倍。板式換熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為管殼式的2～5倍，也不需預(yù)留抽出管束的檢修場(chǎng)所，因此實(shí)現(xiàn)同樣的換熱量，板式換熱器占地面積約為管殼式換熱器的1/5～1/8。此外，板式換熱器熱回收率可高達(dá)90%以上。

3 板式換熱器發(fā)生的故障情況

3.1 換熱器外漏故障

板式換熱器發(fā)生外漏故障有諸多原因，首先可能是因?yàn)閾Q熱板片的尺寸不適合，各板片間的尺寸偏差過(guò)大，夾緊板片的螺栓松動(dòng)，從而造成板式換熱器發(fā)生外漏；換熱器某些部位的密封塞松動(dòng)或者有異物，老化破損等，導(dǎo)致密封槽之間有空間松動(dòng)使得板式換熱器外漏；換熱板片由于各種原因?qū)е伦冃危瑹o(wú)法恢復(fù)原狀，使結(jié)構(gòu)錯(cuò)位跑偏也會(huì)導(dǎo)致板式換熱器外漏。

3.2 壓降過(guò)大影響運(yùn)行

換熱器內(nèi)部介質(zhì)的進(jìn)口、出口的壓降超過(guò)了初始設(shè)計(jì)要求，并且甚至于比原先設(shè)置的數(shù)值要高出許多，嚴(yán)重的影響到了整體系統(tǒng)對(duì)于換熱器內(nèi)部流量提高以及溫度提升的要求。而在換熱器的供暖系統(tǒng)當(dāng)中，假設(shè)熱側(cè)方面的壓降過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致一次側(cè)的流量很大程度無(wú)法滿足要求數(shù)值，即熱源不足夠，從而引發(fā)了二次側(cè)出水溫度不能達(dá)到要求。

3.3 供熱溫度無(wú)法達(dá)到要求值

換熱器內(nèi)部的供熱溫度要求嚴(yán)格，所以需要嚴(yán)格控制，否則很難達(dá)到所需的供熱溫度要求。一次側(cè)介質(zhì)的流量不夠，從而容易導(dǎo)致熱側(cè)進(jìn)出口溫差過(guò)大及壓降過(guò)小，導(dǎo)致二次側(cè)供水溫度無(wú)法達(dá)到需求值。另外，冷側(cè)的溫度過(guò)低，冷側(cè)與熱端的末尾溫度均低于供熱溫度要求；換熱器內(nèi)部是并聯(lián)運(yùn)行的，然而各板式換熱器間的流量的分配不均勻，造成可有效利用換熱面積降低，從而影響供熱溫度；換熱器內(nèi)部清理不及時(shí)，造成板片表面形成水垢或污垢淤積嚴(yán)重，使得換熱器傳熱系數(shù)降低，也是供熱溫度無(wú)法達(dá)到要求值的重要原因之一。

3.4 串液故障

換熱器發(fā)生串液?jiǎn)栴}，與換熱器內(nèi)部的板片材料的選擇，以及實(shí)際組裝操作和換熱器內(nèi)部板片處是否發(fā)生泄露等都有影響。在換熱器裝配過(guò)程中，若選擇的板片材料不適合換熱器的工作要求，那么當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致所選擇的板片發(fā)生變形或者損壞；另外換熱器的組裝過(guò)程中，若操作不符合要求也可能會(huì)發(fā)生換熱器串液的故障；在換熱器內(nèi)部的板片泄漏槽處，如發(fā)生細(xì)小滲漏情況，會(huì)使得介質(zhì)中的有害液體逐漸腐蝕損壞換熱器內(nèi)部的薄板片，從而導(dǎo)致串液?jiǎn)栴}的發(fā)生，影響板式換熱器的正常運(yùn)行。

4 板式換熱器故障解決措施

4.1 外漏故障的處理措施

首先，要在無(wú)壓力狀態(tài)下，按照制造廠商所規(guī)定的板片夾緊尺寸，重新對(duì)設(shè)備進(jìn)行加固，尺寸應(yīng)該大小一致，尺寸的壓緊偏差應(yīng)該在0.2片之內(nèi)，并且換熱器內(nèi)部任意兩塊壓緊板之間應(yīng)保持平行，且距離保持在2mm以內(nèi)。若經(jīng)過(guò)緊固處理后換熱器仍存在外漏問(wèn)題，則需要在發(fā)生外漏故障的部位做好明顯的標(biāo)記，接著將整個(gè)換熱器結(jié)構(gòu)零件全部打開(kāi)，對(duì)外漏部位進(jìn)行仔細(xì)的檢查，若膠條開(kāi)裂則須更換膠條，若板片發(fā)生變形則直接更換板片，而后重新對(duì)板式換熱器進(jìn)行組裝。在更換膠條、板片的過(guò)程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)板片面有污垢時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)清理，防止污垢等影響密封及設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.2 降低換熱器內(nèi)部壓降

及時(shí)清理?yè)Q熱器中板片附著污垢，并且根據(jù)設(shè)備的更新程度，進(jìn)行定期的檢查清理。換熱器內(nèi)部板片的清洗需要采用特殊的溶液，因?yàn)榘迤母街镏饕翘妓徕}，所以必須采用0.3氨基磺酸溶液這種專(zhuān)業(yè)的清洗溶液，并且清洗時(shí)溫度應(yīng)在40～60℃之間。將設(shè)備打開(kāi)時(shí)，取出污垢的板片放入清洗溶液中，時(shí)間要控制在30min之內(nèi)，才能拿出進(jìn)行物理清理。而不拆設(shè)備進(jìn)行循環(huán)清洗時(shí)，由于換熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此清洗時(shí)需要打開(kāi)冷介質(zhì)的進(jìn)口以及出口，在進(jìn)出口處安裝DN25的清洗窗口。流體的進(jìn)口和出口，應(yīng)該盡可能的安裝在換熱器的固定一側(cè)，隨后將特殊的清洗溶液通過(guò)清洗泵壓入其中，循環(huán)時(shí)間足夠后排出清洗液并用凈水沖洗干凈殘留液體，檢查酸堿度是否在七之上。在清洗的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)注意減少對(duì)薄板片以及墊片的損壞，以免影響換熱器的正常運(yùn)行。在板式換熱器的設(shè)計(jì)最初，對(duì)于換熱器內(nèi)部的壓降能力一定具有相應(yīng)的要求，因此，需要對(duì)正在運(yùn)行使用的換熱器進(jìn)行比較核對(duì)數(shù)據(jù)，使之符合換熱器的設(shè)計(jì)要求。然而，若比較核對(duì)換熱器的內(nèi)部壓降，不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)重新對(duì)換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)，直到換熱器的壓降滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求。

4.3 嚴(yán)格把控供熱溫度，達(dá)到正常運(yùn)行要求值

調(diào)控?fù)Q熱器內(nèi)部的供熱溫度，需要增加發(fā)熱源頭的流量，或者通過(guò)放大熱源介質(zhì)所通過(guò)的管路直徑，從而使更多熱量值通過(guò)，加大熱源。另外由于換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是并聯(lián)的，因此需要嚴(yán)格平衡不同板片之間的換熱器的流量。板式換熱器內(nèi)部臟物淤積，大多都會(huì)附著在換熱器的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)及薄板片的表面，因而需要及時(shí)進(jìn)行清理，并定期重復(fù)檢查，從而減少污垢淤積，保證板式換熱器內(nèi)部的供熱溫度，從而滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求。

4.4 按要求組裝換熱器，檢查內(nèi)部板片情況

由于換熱器內(nèi)部發(fā)生串液故障，會(huì)使其有害物質(zhì)腐蝕換熱器內(nèi)部零件，尤其是關(guān)鍵部位的板片。因此，為了避免換熱器內(nèi)部發(fā)生串液?jiǎn)栴}，在換熱器組裝或者檢查時(shí)，夾緊尺寸一定要滿足換熱器的設(shè)計(jì)要求。另外，板片由于比較薄而脆弱，經(jīng)不住串液時(shí)的腐蝕，因而只能通過(guò)多次檢查板片情況，更換板片或者及時(shí)維修的措施降低或杜絕腐蝕。最重要的是，換熱器內(nèi)部板片的材料選擇應(yīng)該符合換熱器運(yùn)行強(qiáng)度。板片材料選擇適合，才會(huì)使換熱器運(yùn)行不易發(fā)生串液故障。因而，換熱器內(nèi)部的板片可以選擇一些例如鈦合金、鋼合金、不銹鋼等類(lèi)似材料。其中不銹鋼板片應(yīng)用最為廣泛，一方面由于不銹鋼材質(zhì)制作而成的換熱器板片傳熱系數(shù)高能夠很好的傳遞熱量，并且不銹鋼的材質(zhì)強(qiáng)度高，耐沖壓，最重要的是不易被氧化；另一方面就是由于采用不銹鋼材質(zhì)所花費(fèi)的成本要比鈦合金等要便宜。板片的厚薄和換熱器所能承受壓力的能力有關(guān)聯(lián)。當(dāng)換熱器內(nèi)部板片厚度增加時(shí)，能夠有效的提高換熱器的承受壓力的能力。而將換熱器內(nèi)部板片相互拼接成人字形時(shí)，板片是相互倒放的，板片表面的紋理相互進(jìn)行碰觸，綜合起來(lái)就大大提高了換熱器的承受壓力的能力。因此，在能夠達(dá)到板式換熱器的要求下，可以適當(dāng)?shù)臏p小板片厚度。

5 結(jié)束語(yǔ)

板式換熱器是一種結(jié)構(gòu)緊湊、面積小、換熱效率高的，擁有諸多優(yōu)點(diǎn)的換熱設(shè)備，并且使用范圍廣，板式換熱器已廣泛應(yīng)用于化工、電力、醫(yī)藥、食品、輕紡、船舶、供熱等部門(mén)，可用于加熱、冷卻、余熱回收等各種情況，對(duì)生產(chǎn)生活具有重要意義。然而在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中仍會(huì)產(chǎn)生一些故障，因此，掌握換熱器工作原理，及其可能會(huì)產(chǎn)生的故障，將問(wèn)題得以掌控或解決，將有利于板式換熱器被更廣泛的推廣，方便人們的生產(chǎn)生活。

參考文獻(xiàn)

[1]張鵬洲.郭德銘.任世軍.列管式換熱器故障原因探析及對(duì)策[J].化工設(shè)備與管道，2013，40（4）.

[2]張 巖.板式換熱器失效的原因[期刊論文].科技傳播，2012（6）.

[3]王 剛.板式換熱器泄漏原因分析及防護(hù)措施[J].內(nèi)蒙古石油化工，2008（10）.

收稿日期：2018-5-13

作者簡(jiǎn)介：張艷榮（1972-），女，助理工程師，本科，主要從事供暖設(shè)備設(shè)施運(yùn)行、管理、安全管理工作。