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板式換熱器常見(jiàn)故障原因分析與處理方法
時(shí)間:2023-11-30

板式換熱器具有傳熱系數高、壓降小、結構緊湊、質(zhì)量輕、占用空間小、面積和流程組合方便、零件通用性強、可選擇材料廣以及容易實(shí)現規?;a(chǎn)等特點(diǎn),已被廣泛應用于食品、機械、冶金、石油化工和船舶等領(lǐng)域,并成為城市集中供熱工程中的主導換熱設備。為了保證板式換熱器的正常運行,延長(cháng)關(guān)鍵部件(如板片、膠墊)的使用壽命,了解掌握板式換熱器出現的故障及其產(chǎn)生原因和處理方法顯得尤為重要。

一、板式換熱器常見(jiàn)故障

1、外漏

  主要表現為滲漏(量不大,水滴不連續)和泄漏(量較大,水滴連續)。外漏出現的主要部位為板片與板片之間的密封處、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片與壓緊板內側。

2、串液

  主要特征為壓力較高一側的介質(zhì)串入壓力較低一側的介質(zhì)中,系統中會(huì )出現壓力和溫度的異常。如果介質(zhì)具有腐蝕性,還可能導致管路中其它設備的腐蝕。串液通常發(fā)生在導流區域或者二道密封區域處。

3、壓降大

  介質(zhì)進(jìn)、出口壓降超過(guò)設計要求,甚至高出設計值許多倍,嚴重影響系統對流量和溫度的要求。在供暖系統中,若熱側壓降過(guò)大,則一次側流量將嚴重不足,即熱源不夠,導致二次側出溫度不能滿(mǎn)足板式換熱器常見(jiàn)故障及處理方法要求。

4、供熱溫度不能滿(mǎn)足要求

  主要特征是出口溫度偏低,達不到設計要求。

二、原因分析及處理方法

1、外漏:產(chǎn)生原因

1)夾緊尺寸不到位、各處尺寸不均勻(各處尺寸偏差不應大于3mm)或夾緊螺栓松動(dòng)。

2)部分密封墊脫離密封槽,密封墊主密封面有臟物,密封墊損壞或墊片老化。

3)板片發(fā)生變形,組裝錯位引起跑墊。

4)在板片密封槽部位或二道密封區域有裂紋。實(shí)例:北京、青海和新疆等地的多個(gè)熱力站均采用飽和蒸汽作為一次側熱源供暖,由于蒸汽溫度較高,在設備運行初期系統不穩定的情況下,橡膠密封墊在高溫下失效,引起蒸汽外漏。

1.1處理方法

1)在無(wú)壓狀態(tài),按制造廠(chǎng)提供的夾緊尺寸重新夾緊設備,尺寸應均勻一致,壓緊尺寸的偏差應不大于±02N (mm)(N。為板片總數),兩壓緊板間的平行度應保持在2mm以?xún)取?span>

2)在外漏部位上做好標記,然后換熱器解體逐一排查解決,重新裝配或更換墊片和板片。

3)將換熱器解體,對板片變形部位進(jìn)行修理或者更換板片。在沒(méi)有板片備件時(shí)可將變形部位板片暫時(shí)拆除后重新組裝使用。

4)重新組裝拆開(kāi)的板片時(shí),應清潔板面,防止污物粘附著(zhù)于墊片密封面。

2、串液:產(chǎn)生原因

1)由于板材選擇不當導致板片腐蝕產(chǎn)生裂紋或穿孔。

2)操作條件不符合設計要求。

3)板片冷沖壓成型后的殘余應力和裝配中夾緊尺寸過(guò)小造成應力腐蝕。 

4)板片泄漏槽處有輕微滲漏, 造成介質(zhì)中有害物質(zhì)( CL)濃縮腐蝕板片,形成串液。實(shí)例:某鋁業(yè)有限公司硫酸系統中1臺板片材料為254SMoBR03板式換熱器,在運行5個(gè)月后出現冷卻水側碳鋼接管腐蝕泄漏,酸液泄漏到了冷卻水側。檢查發(fā)現板片酸液進(jìn)口處和導流區域有嚴重的腐蝕及開(kāi)裂現象。

  現場(chǎng)分析發(fā)現,系統運行溫度、流量和濃度等工藝參數均超出設計條件,使用溫度遠超出材料的適用范圍。采用飽和蒸汽作為一次側熱源的板式換熱器在運行過(guò)程中容易發(fā)生板片腐蝕,導致產(chǎn)品串液。這是由于蒸汽溫度較高,設備運行中很容易造成橡膠密封墊在高溫下失效,引起蒸汽外漏并在二道密封區域急速冷凝。隨著(zhù)外漏的不斷進(jìn)行,冷凝殘液越聚越多,局部形成cl質(zhì)量濃度較高區域,達到破壞板片表面鈍化層的腐蝕條件。同時(shí),由于此區域板片冷沖壓形成的內部應力較大,在表面鈍化層被破壞的情況下,內部應力作用導致應力腐蝕的發(fā)生。

 2.1處理方法

1)更換有裂紋或穿孔板片,在現場(chǎng)用透光法查找板片裂紋。

2)調整運行參數,使其達到設計條件。

3)換熱器維修組裝時(shí)夾緊尺寸應符合要求,并不是越小越好。

4)板片材料合理匹配。 

3、壓降過(guò)大:產(chǎn)生原因

1)運行系統管路未進(jìn)行正常吹洗,特別是新安裝系統管路中許多臟物(如焊渣等)進(jìn)入板式換熱器的內部,由于板式換熱器流道截面積較窄,換熱器內的沉淀物和懸浮物聚集在角孔處和導流區內,導致該處的流道面積大為減小,造成壓力主要損失在此部位。

2)板式換熱器首次選型時(shí)面積偏小,造成板間流速過(guò)高而壓降偏大。 

3)板式換熱器運行一段時(shí)間后,因板片表面結垢引起壓降過(guò)大。

  3.1處理方法

  (1)******換熱器流道中的臟物或板片結垢,對于新運行的系統,根據實(shí)際情況每周清洗一次。清洗板片表面水垢(主要指 CaCO)時(shí),選用含0.3氨基磺酸溶液或含0.3烏洛托平、0.2苯胺、0.1硫氰酸鉀的0.8硝酸溶液作為清洗液,清洗溫度4060℃。不拆卸設備化學(xué)浸泡清洗時(shí),要打開(kāi)換熱器冷介質(zhì)進(jìn)、出口,或安裝設備時(shí)在介質(zhì)進(jìn)、出口接管上安裝DN25清洗口,將配好的清洗液注入設備中,浸泡后用清水清洗干凈殘留酸液,使pH7。拆開(kāi)清洗時(shí),將板片在清洗液中浸泡30 min,然后用軟刷輕刷結垢,***后用清水清洗干凈。清洗過(guò)程中應避免損傷板片與橡膠墊。若采用不拆卸機械反沖洗方法,應事先在介質(zhì)進(jìn)、出口管路上接一管口,將設備與機械清洗車(chē)連接,把清洗液按介質(zhì)流動(dòng)的反方向注入設備,循環(huán)清洗時(shí)間101 5 min,介質(zhì)流速控制在0.050.15 ms。***后再用清水循環(huán)幾遍,使清水中 Cl 質(zhì)量濃度控制在 25 mgL以下。

 ?。?span>2)二次循環(huán)水******采用經(jīng)過(guò)軟化處理后的軟水, 一般要求水中懸浮物質(zhì)量濃度不大于5 mgL、雜質(zhì)直徑不大于3 mm、pH7。當水溫不大于95℃時(shí),Ca 、Mg濃度應不大于2 mmolL;當水溫大于95℃時(shí),Ca 、Mg 濃度應不大于 0.3 mmolL、溶解氧質(zhì)量濃度應不大于0.1mgL。

 ?。?span>3)對于集中供熱系統,可以采用一次向二次補水的方法。

4、供熱溫度不能滿(mǎn)足要求:產(chǎn)生原因

 ?。?span>1)一次側介質(zhì)流量不足,導致熱側溫差大,壓降小。

 ?。?span>2)冷側溫度低,并且冷、熱末端溫度低。

 ?。?span>3)并聯(lián)運行的多臺板式換熱器流量分配不均。

 ?。?span>4)換熱器內部結垢嚴重。

  4.1處理方法

 ?。?span>1)增加熱源的流量或加大熱源介質(zhì)管路直徑。

 ?。?span>2)平衡并聯(lián)運行的多臺板式換熱器的流量。

 ?。?span>3)拆開(kāi)板式換熱器清洗板片表面結垢。

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