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(jìn)的設(shè)備，與其他類型的換熱器相比，具有一定的優(yōu)勢。如，傳熱系數(shù)高、占地面積小、價(jià)格便宜、重量較輕、結(jié)垢系數(shù)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(yè)受到廣泛應(yīng)用。然而，隨著板式換熱器的長時(shí)間使用，其中的部分零件逐步老化或者損壞，機(jī)器無法正常工作。對此，我們應(yīng)認(rèn)真分析板式換熱器失效的原因，并給予相應(yīng)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(jié)

板式換熱器在運(yùn)行一段時(shí)間后，將出現(xiàn)結(jié)垢，進(jìn)而使傳熱裝置的傳熱系數(shù)不斷下降，嚴(yán)重時(shí)，將使板片的通道發(fā)生堵塞。通常情況下，換熱器的流體層易于生成結(jié)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(zhì)中的鈣鎂離子，通過適當(dāng)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(jié)垢和通道堵塞的原因有所不同，但兩者對設(shè)備的影響基本一樣，對此，在熱交換器的性能開始降低時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清洗，防止結(jié)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(xiàn)泄漏的原因主要包括以下幾個(gè)方面：首先，板式換熱器運(yùn)行時(shí)的溫度太高，或者受到物質(zhì)材料的壓力影響，進(jìn)而發(fā)生泄漏[2]。其次，由于換熱器的墊片長時(shí)間使用，逐漸出現(xiàn)老化或者裂紋等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致儀器失效。最后，板片發(fā)生持久的變形，難以緊固墊片。對此，在發(fā)現(xiàn)墊片的封閉失效后，應(yīng)及時(shí)取出板式換熱器，查看問題及檢修，拆掉或者替換多個(gè)相近的發(fā)生故障的板片。若無法同時(shí)拆掉行冷熱介質(zhì)的板片，將導(dǎo)致冷熱介質(zhì)的相互混亂。

2.3 板式換熱器的循環(huán)水影響

循環(huán)水在流動的過程中，板式換熱器的板片和循環(huán)水間的摩擦阻力不斷增大，水垢逐步生成，尤其是通道發(fā)生嚴(yán)重的局部堵塞，這進(jìn)一步增大了循環(huán)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(fā)展，形成惡性循環(huán)。此外，關(guān)于循環(huán)水的水質(zhì)，基于水源的上游地區(qū)大力開展工業(yè)生產(chǎn)，以及受到水源周圍的挖沙工程影響，造成這些地區(qū)的總硬度、小顆粒泥沙的含量逐漸增高。另外，由于循環(huán)水內(nèi)長時(shí)間利用腐植酸系列的水穩(wěn)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(shè)備零件中，密封墊片起著關(guān)鍵性的作用。我國大多數(shù)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(gòu)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(jié)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(jié)強(qiáng)度最為合適。在替換墊片時(shí)，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(nèi)的殘余黏膠，選用不銹鋼的清潔球或者絲刷結(jié)合丙酮，全面刷洗后，再利用清水進(jìn)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(shí)間與檢修情況，適當(dāng)安排人員到現(xiàn)場進(jìn)行解體維修，或者整體拆卸，吊掛相應(yīng)位置后，再給予解體維修。在解體檢修前，先用卷尺認(rèn)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(jìn)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(dǎo)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(shí)，應(yīng)擰緊螺栓，且收緊的力度均勻。在安裝每一個(gè)螺栓的過程中，應(yīng)檢查板片各個(gè)面的長度[4]。盡量動手?jǐn)Q緊螺栓后，再采用專門的力矩扳手，按照螺栓的對應(yīng)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(zhì)的壓力下加固板式換熱器。與此同時(shí)，確保操作中板片束的平行，以免板片發(fā)生變形，導(dǎo)致?lián)Q熱器墊片的密封失效。若在板式換熱器的使用過程中出現(xiàn)泄漏情況，應(yīng)及時(shí)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(shí)，應(yīng)將行冷熱介質(zhì)的板片一并拆卸。

3.4 化學(xué)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(zhì)，如清洗粉末、清洗劑等，進(jìn)行化學(xué)清洗殘余的污垢，特別要注意的是，禁止將板片的整體設(shè)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(shù)仍遺留在結(jié)構(gòu)縫隙中，無法清洗干凈，損壞機(jī)器設(shè)備。此外，酸堿中和的化學(xué)清洗，未能得到充分發(fā)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(dāng)調(diào)節(jié)其的溫度，有利于加快其的清洗速度?；瘜W(xué)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(jié)論

總而言之，板式換熱器是一種高新先進(jìn)的效率高的設(shè)備，采用解體維修的方法，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)及解決相應(yīng)的故障問題。然而，基于板式換熱器受到結(jié)構(gòu)特征以及維修要求的約束，唯有仔細(xì)、認(rèn)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(wěn)定運(yùn)行。

[1]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).

[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(quán)，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(jié)垢的原因分析、清洗及保護(hù)方法[J].黑龍江科技信息，2008(10).

[5]關(guān)鳳，李求知，姬國君.鑄機(jī)板式換熱器檢修方法探究[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2011(2).