板式換熱器在船舶輪機中的應用探討

摘 要：新常態(tài)化背景下，我國經(jīng)濟逐步走向平穩(wěn)，旨在實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，以促進國家健康的發(fā)展。在此大背景下，我國科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展突飛猛進，諸多新型的技術被研發(fā)，其中，板式換熱器成為重要的科技成果之一。對于船舶輪機而言，熱交換器是確保輪機正常運作的重要基礎，其中，應用最為頻繁的當屬板式換熱器，此種換熱器具有效率高、體積小等優(yōu)勢。對此，本文就板式換熱器在船舶輪機中的應用展開具體的分析。

關鍵詞：板式；換熱器；船舶；輪機

中圖分類號：U664 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）12-0237-01

近些年來，我國海上貿(mào)易發(fā)展迅速，特別是伴隨著國內(nèi)外交流的不斷深入，海上貿(mào)易變得愈發(fā)頻繁，其對船舶數(shù)量、質(zhì)量等都提出了更高的要求，為保證海上運輸質(zhì)量，必須加強對船舶系統(tǒng)質(zhì)量的控制。熱交換器是確保船舶輪機正常運轉(zhuǎn)的關鍵要素，主要是因為輪機運作需要一定的溫度，而熱交換器則能滿足此項要求。新時期，板式換熱器成為應用最為頻繁、最具潛力的一種，其可保證船舶輪機高效而安全的運轉(zhuǎn)，從而為海上運輸提供安全保障。

1 板式換熱器的基本構(gòu)造與類型

1.1 基本構(gòu)造

熱交換器的基本運行原理十分簡單，主要由通道板、盲板與端板構(gòu)成[1]。端板，顧名思義，主要位于熱交換器的兩個端點位置，但是其作用很大，主要輔助熱喚起傳導與通道密封工作。在該系統(tǒng)中，通常是將熱空氣由一個方向向另一個方向流動，通道板則是扮演介質(zhì)的角色，且通道板內(nèi)的介質(zhì)大都為散熱介質(zhì)，當熱空氣與散熱介質(zhì)相互接觸，會對熱空氣進行散熱處理，從而達到散熱的目的。鑒于此設備的功能，其不僅僅被應用到船舶領域，在其他領域也得到了廣泛的應用。

1.2 類 型

1.2.1 板翅式換熱器

板翅式換熱器是由多種元件共同構(gòu)成的，在諸多元件之中，翅片與隔板是最關鍵的，也是開展熱交換的主要元素。此種換熱器在設計時，主要表現(xiàn)為逆流式與交叉式兩種[2]。這兩種方式都可達到換熱的目的，且其應用操作過程也是幾乎相同的，然而，需要注意的問題是情況不同應用操作也會產(chǎn)生差異。

1.2.2 平行板式換熱器

在平行板式換熱器中，主要是由平行薄板組成的，在每個平板間都應用了較為特殊的封閉性材料予以阻隔，能實現(xiàn)熱空氣與冷空氣的交換[3]。通過冷熱空氣的彼此交換，才可達到一定的換熱效果，應用板式換熱器能有效提高冷熱交換效率，可適度減少在冷熱交換過程中熱量的損失量，其被廣泛的應用到船舶輪機之中，其應用效果甚為理想。

1.2.3 螺旋板式換熱器

此種換熱器設計出的通道為螺旋式，此種螺旋通道主要是由極薄金屬板制作成的，距離為等距，此種板式換熱器具有換熱效果理想、表面積大的優(yōu)勢。然而，與平板式熱交換器相比，螺旋板式換熱器更加新，因此，此種換熱器的應用力度還不是很大，且應用范圍也不是很廣，但是其未來的發(fā)展前景是十分寬廣的。

2 板式換熱器在船舶輪機中的應用

就目前船舶輪機運行實況來看，由于換熱器質(zhì)量不高，導致輪機無法高效而科學的運行。對此，在船舶輪機運行過程中，應重視對板式換熱器的應用，充分發(fā)揮好換熱器的冷熱交換功能，以降低輪機運行故障，確保輪機正常而穩(wěn)定的運行。

2.1 處理好設備緊湊與質(zhì)量小問題

而今，板式換熱器在船舶輪機之中的應用，與傳統(tǒng)換熱器相比較，其體積極小。面對此項問題，可應用有限元分析法，還要考慮船用設備的基本要求，結(jié)合應力值來把板體多余或無用部分去除或削減，對于薄弱區(qū)域開展局部加厚處理，在板體應用整體氣割方式，從而降低焊接變形而對強度產(chǎn)生極大的影響。而后，應對面板、內(nèi)測板進行組焊，將殘余應力熱處理予以消除。通過此項操作，可大大節(jié)約在設備安裝時的空間，還能完成高效的換熱操作，以確保船舶高效而安全的運行[4]。

2.2 處理振動、沖擊性與大傾角搖晃問題

為處理振動、沖擊性與大傾角搖晃問題，應對板體的底端實施多點固定法，具體來講，就是全部固定點進行固定化連接，部分特殊位置還要應用加強筋結(jié)構(gòu)，以提升設備穩(wěn)定性。只有不斷提高安裝的穩(wěn)固性，才能提高換熱器運作效率，能避免發(fā)生振動或大角度的搖晃，以增強換熱效果。

2.3 處理冷卻介質(zhì)為海水、氮離子高濃度問題

諸多船舶的輪機與海水會直接接觸，在此種情況下應用板式換熱器時，對換熱介質(zhì)會產(chǎn)生極大的影響。因而，應用輪機時，板片主要選擇抗腐蝕性較強的材料，如欽材。為加強對欽材質(zhì)量的控制，既要做好相關的檢查工作，還要對板片開展普色滲透性檢驗，從而將抽檢板片時所產(chǎn)生的誤差予以消除。

2.4 處理傳熱介質(zhì)問題

水和油的比熱容差距大，轉(zhuǎn)熱時，會導致溫差變得更大，會使得熱傳遞系數(shù)變得更大。為實現(xiàn)船舶輪機的高效運行，應加強對船舶工況之下油水傳熱性能的控制，確保設備具有高度的換熱效果。只有借助熱介質(zhì)，才能實現(xiàn)對熱量的高效傳導，從而達到理想的換熱效果。

2.5 成本低且可操作性較強

板式換熱器具有成本低、可操作性強的特點，其可在生產(chǎn)或維修之中，將成本降到最低，從而獲取更大的利潤與效益。為提高板式換熱器的應用壽命，應做好系列的維護與保養(yǎng)，清洗時需要將安裝結(jié)構(gòu)螺絲予以松開，若無法維護與保養(yǎng)則就表明已然被損壞，此時，應及時更換新的部件。為便于應用，前期應準備好板式換熱器的相關應急設備，從而應對船舶輪機在運行中可能出現(xiàn)的問題。

3 結(jié)束語

綜上所述，在國家未來的發(fā)展進程中，板式換熱器的前景不可估量，這主要取決于此種換熱器的性能優(yōu)勢，為能讓更多人意識到此種換熱器的應用價值，應重視對板式換熱器的推廣與宣傳，并進行不斷的優(yōu)化與改造，從而更大程度上提高換熱器的性能，提升其穩(wěn)定性，從而大批量的應用到船舶輪機之中，降低故障的發(fā)生率，確保船舶安全而高效的運行。

參考文獻

[1]胡 侃，周東波.換熱器在海工船舶液壓系統(tǒng)上的選型設計及應用[J].液壓氣動與密封，2017，37（03）：58～59.

[2]欒輝寶，陶文銓，朱國慶，陳 斌，王 崧.全焊接板式換熱器發(fā)展綜述[J].中國科學：技術科學，2013，43（09）：1020～1033.

[3]趙麗莉.板式換熱器在船舶輪機中的應用[J].化工管理，2014（21）：125～126.

[4]馬瑤珠，金躍波.板式換熱器在船舶輪機中的應用[J].浙江海洋學院學報（自然科學版），2015（02）：164～167+174.

收稿日期：2018-3-24