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板式換熱器失效的主要因素及防范對策
板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過半片進(jìn)行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進(jìn)行熱交換的設(shè)備。它具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90%以上。板式換熱器作為一種緊湊高效的換熱設(shè)備，已在我國的許多工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但板式換熱器失效也給我們使用者造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，其原因主要是密封失效、結(jié)垢堵塞和腐蝕，使得換熱器不能起到使用效果。
1、密封失效的原因分析及相關(guān)的防范措施
產(chǎn)生密封失效的原因主要有壓力、溫度、時(shí)間和操作工況。
1.1壓力
板式換熱器型式有可拆式、密封式等，如板式可拆式換熱器在額定工作壓力下使用，出現(xiàn)泄漏，除設(shè)備在制造質(zhì)量外，主要是與系統(tǒng)中有非正常沖擊載荷有關(guān)，這是操作者不易發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。沖擊造成瞬間壓力增大，壓力有可能高于正常的壓力1～3倍，使安裝在板式換熱器中的密封墊圈移位，導(dǎo)致密封失效。而又由于設(shè)備的傳熱元件是由薄板一次成型制造，厚度在0.5～0.8mm，密封的剛性、承受力相對較差，況且有的換熱板周邊較長，耐沖擊力相對不好。
對此，應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施：視操作壓力情況，提高設(shè)備設(shè)計(jì)壓力為使用壓力的1.5～2倍；使用中應(yīng)盡量避免系統(tǒng)中出現(xiàn)沖擊現(xiàn)象；特殊情況下采取增加板片厚度的措施。
1.2溫度
溫度的急劇變化也造成密封失效。當(dāng)溫度變化過快，密封墊的膨脹系數(shù)與彈性變形和密封的預(yù)緊力不相匹配，使密封的預(yù)緊力下降，造成設(shè)備承受能力低于額定工作壓力。
對此應(yīng)采取如下措施解決：在操作設(shè)備時(shí)升壓升溫應(yīng)盡量緩慢；在夾緊螺栓上設(shè)計(jì)壓縮預(yù)緊彈簧，來補(bǔ)償預(yù)緊力的變化。
1.3時(shí)間
板式換熱器的使用時(shí)間問題，隨著使用時(shí)間的增長，密封墊圈的材料也隨之會(huì)老化。造成密封使用效果，影響板式換熱器的密封效果。
對此，應(yīng)根據(jù)物料的特性，選擇合適的材料的密封墊圈，并且根據(jù)使用情況的不同情況，使用不同的密封墊圈。
1.4操作工況
工藝介質(zhì)情況的不同，也會(huì)造成密封失效。如同溫度的過飽和的蒸汽短時(shí)間就會(huì)造成密封片失效。而同溫度的飽和蒸汽可在墊片表面形成一層水膜，對墊片能起到保護(hù)作用。
針對操作情況，選擇合適的工藝介質(zhì)，也是保證防止板式換熱器失效的一種途經(jīng)。
2、堵塞與結(jié)垢失效原因分析及對應(yīng)的防范措施
2.1 堵塞
板式換熱器的流通間隙較小，約2.5～6mm，直徑大于1.5～3mm的顆粒雜物容易阻塞通道，使設(shè)備的壓力降急劇變化，流通量減少，換熱效果降低，容易使設(shè)備失效。防范措施可在介質(zhì)進(jìn)口處設(shè)置過濾器或沖洗裝置，定期進(jìn)行清洗或處理。
2.2 結(jié)垢
板式換熱器使用后，因傳熱或冷卻的介質(zhì)的原因，產(chǎn)生結(jié)垢，結(jié)垢可導(dǎo)致板式換熱器的傳熱系數(shù)降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞板片通道。板片式換熱器設(shè)計(jì)有大量的支承觸點(diǎn)，旨在對介質(zhì)的流動(dòng)起承壓支承作用，其副作用是使流體形成了局部有滯流而形成污垢，隨著時(shí)間及在適宜的溫度下，冷卻水的鈣鎂離子析出，不斷增大，形成蜂窩狀的結(jié)垢。
堵塞和結(jié)垢在成因上雖然不同，但影響是相同的。防止的對策是：板式換熱器不宜用在較臟或易結(jié)垢的物料中；不使用未經(jīng)軟化的水作為冷卻介質(zhì)，而且溫度應(yīng)有相關(guān)要求，避開鈣鎂離子析出的敏感溫度區(qū)。而且新的系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，應(yīng)將換熱器與系統(tǒng)分開，進(jìn)行一段時(shí)間的循環(huán)，再將換熱器投入系統(tǒng)使用。
3、腐蝕失效原因分析及防范措施
板式換熱器的腐蝕失效類型有點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、均勻腐蝕和其它腐蝕失效，腐蝕是復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象，例如在板片表面生銹或積垢的點(diǎn)蝕；在密封墊片槽底或板片封閉產(chǎn)生的縫隙腐蝕；接觸介質(zhì)的金屬表面全部或大部分被腐蝕的均勻腐蝕等。
對此應(yīng)采取下述有效的防范措施：正確的選用板片材料；定期清理污垢，以破壞腐蝕生成的條件和發(fā)展；選用非含氯元素的粘結(jié)劑。
4、設(shè)計(jì)制造和安裝方面的原因分析及措施
由于板式換熱器高效節(jié)能的特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域廣泛地使用，處理的介質(zhì)多種多樣，在使用生產(chǎn)過程中，條件不同、多種多樣。對墊片的選擇是關(guān)鍵，如果選擇不合適，材質(zhì)滿足不了工藝介質(zhì)的物性，彈性不好，在使用中出現(xiàn)脫墊、伸長、變形、老化、斷裂等。
板片在制造過程中，沖壓中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，用在有腐蝕的環(huán)境中，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，直接對板片造成破壞。
板片的表面不平整，設(shè)備在安裝使用、檢修中，不容易安裝對中，使得壓緊力不均勻，影響密封，造成泄漏。
對此，在安裝中應(yīng)盡量安裝對中，使壓緊力均勻，這樣才能在使用中保持壓緊，不泄漏。
2019/05/10 20:17:43
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