板式换热器常见故障处理

1.板式换热器

1.1 板式换热器结构

板式换热器主要由传热板片、活动压紧板、固定压紧板、密封胶条和紧固螺栓组成。

1.2 板式换热器工作原理

板片压紧后板束形成一系列的平行通道，每种流体进入板片之间的适当通道，以逆流方式相对流动增加换热效果。板片之间有密封垫片，当板片压紧后，垫片可以保证流体介质与大气之间的有效密封。入口周围有双重垫片，避免了入口和传热区域之间不同介质的混合。

1.3 板式换热器的特点及应用

1.3.1 板式换热器的特点

(1) 结构紧凑，占地面积小，清洗方便。

(2) 传热效率高。

(3) 质量轻，金属消耗量少，板片的厚度一般在0.4~0.7mm。

(4) 传热系数高，热损失小，板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。

(5) 组装灵活，可改变换热面积或流程组合，增加或减少板片数量即可达到所需的换热面积。

(6) 拆卸、清洗、检修方便。

(7) 价格低廉,经济性较高。

(8) 板式换热器的缺点是密封周边较长，容易泄漏，不能承受高压。

1.3.2 板式换热器的应用

板式热换器以传热效率高、节能、经济、结构紧凑、拆卸方便等优点,被广泛地应用于化工、电力、冶金、食品、石油、医药、船舶、机电、纺织、造纸等工业部门，同时在城市集中供热及热能回收工程中也被大量采用。

2.板式换热器常见故障及处理措施

板式换热器的运行比较平稳，但由于工艺条件变化频繁，流体介质腐蚀性较强，往往会出现一些故障。

2.1介质外漏

介质外漏主要表现为渗漏(量不大，水滴不连续)和泄漏(量较大，水滴连续)。外漏岀现的主要部位为板片与板片之间密封处、板片密封槽部位以及端部板与压紧板内侧。

2.1.1 原因

介质外漏主要由以下原因造成：

(1) 夹紧尺寸不到位，各处尺寸不均匀(各处尺寸偏差不应大于3mm)或夹紧螺栓松动。

(2) 部分密封垫脱离密封槽，密封垫主密封面有杂物，密封垫损坏或垫片老化。

(3) 板片发生变形，组装错位发生跑垫。

(4) 在板片密封槽部位或二道密封区域有裂纹。

2.1.2 处理措施

(1) 在无压状态，按制造厂提供的夹紧尺寸重新夹紧设备，尺寸均匀一致，压紧尺寸的偏差不应大于0.2 n mm(n为板片总数)，两块压紧板间的平行度应保持在2mm以内。

(2) 在外漏部位上作好标记，然后将换热器进行解体，逐一排查解决，再重新装配或者更换垫片和板片。

(3) 将板式换热器进行解体，对板片变形部位进行修理或更换板片。在没有板片备件时，可将板片暂时拆除后重新组装使用。

(4) 重新组装拆开的板片时，应清洗板片结垢，防止污物黏附在垫片密封面。

2.2介质之间串液(内漏)

介质之间串液(内漏)主要特征为压力较高一侧的介质串入压力较低一侧的介质中，系统中会出现压力和温度的异常。如果介质具有腐蚀性，还可能导致管路中其他设备的腐蚀。串液通常发生在倒流区域或两道密封区域处。

2.2.1 原因

内漏主要由以下原因造成。

(1) 操作条件不符合设计要求。

(2) 由于板材选择不当，板片腐蚀产生裂纹或穿孔。

(3) 板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。

(4) 板片泄漏槽处有轻微渗漏,造成介质中有害物质(如CL-)浓缩，腐蚀板片。

2.2.2 处理措施

(1) 调整运行参数，使其达到设计条件。

(2) 更换有裂纹或穿孔板片，在现场用透光法或着色渗透法查找板片裂纹。

(3) 换热器维修组装时，夹紧尺寸应符合要求，并不是越小越好。

(4) 板片材料合理匹配，符合介质要求。

2.3 压降异常

压降异常表现为压力降大于设计值和压力降小于设计值两种情况。压力降大于设计值更为常见。介质进出口压力降超过设计要求，甚至高出设计值许多倍，严重影响系统对流量和温度的要求。

2.3.1 原因

压降异常可能由以下原因造成。

(1) 运行系统管路未进行正常吹洗，特别是新安装系统管路中存在许多杂物。

(2) 板式换热器首次选型时面积偏小，板间流速过高而压力降偏大。

(3) 板式换热器运行一段时间后，因板片表面结垢而引起压力降过大。

2.3.2 处理措施

(1) 清除换热器流道中的杂物或板片结垢。

(2) 二次循环水最好采用经过软化处理后的软水。

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2.4 换热效果差，供热温度不能满足要求

换热效果差，供热温度不能满足工艺要求的主要特征是出口温度偏低，达不到设计要求及工艺要求。

2.4.1 原因

换热效果差主要由以下原因造成。

(1)一次侧介质流量不足，导致热侧温差大，压降小。

(2)冷侧温度低，并且冷、热末端温度低。

2.4.2 处理措施

(1)增加热源的流量或加大热源介质管路直径。

(2)平衡并联运行的多台板式换热器的流量，或拆开板式换热器清洗板片表面结垢。

3 板式换热器的维护及检修

3.1 板式换热器日常检查与维护

(1)定期检查设备静密封的外漏情况，通过压力表或温度计监测流体进出口压力、温度。对设备内漏，可通过流体取样分析监测。

对于长期不使用的备用设备，应将拧紧螺栓放松到规定尺寸，以确保垫片及换热器板片的使用寿命，使用时再按要求拧紧。操作过程中必须控制工艺参数，避免压力和温度的剧烈变化，否则会损坏板片和密封垫，造成泄漏。泵必须在阀门全关状态下启动，调节阀、分流阀和截止阀必须要慢开慢关。板式换热器重新开车和停车压力的增高或降低不得超过1MPa/min，温度的升高和降低不得超过10℃/min。初次开车时，偶尔会有少量的泄漏，这是由于初次使用时，板片和密封垫的伸缩性不同；当运行稳定后，泄漏将会停止。对于装有新的乙丙橡胶密封垫的板式换热器，初次开车时，要缓慢升温，不得超过25℃/h。

(2)换热器运行一段时间后，其内外壁上黏附一层白色水垢，主要是由水中含有溶解度较小的钙、镁盐类形成的水垢。为防止水垢的产生，目前主要采用加药软化处理及磁化、离子棒防垢处理。

3.2 板式换热器的检修

板式换热器的检修过程主要有：拆卸、板片清洗、胶条安装、板式换热器安装紧固。检修过程中使用的胶条应符合介质要求，目前采用的密封垫片主要是三元乙丙胶垫，耐酸、耐碱、耐盐。由腐蚀引起的穿孔、变形的板片，要及时更换。在板片清洗过程中不应采用碳钢刷子机械清洗，以免加速板片的腐蚀，同时不能使板片表面划痕、变形等，应采用化学清洗。化学清洗时，溶液要保持一定的流速，一般为0.8-1.2m/s。不同的污垢应采用不同的化学清洗液。除水垢可用质量分数5%的硝酸溶液；纯碱生产中生成的垢，可用质量分数5%的盐酸溶液。不得使用对板片产生腐蚀性的化学清洗剂。

4 结语

正确的维护保养、检修、工艺操作能够有效地预防换热器发生故障，保证换热器的安全可靠运行，延长其使用寿命。