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板式换热器应用中存在的问题及对策

板式换热器作为一种紧凑高效的换热设备,被应用在我公司多套装置中,并发挥了较好的经济效益。板式换热器主要由板片、密封垫片、固定封头 、活 动封头(头盖)、夹紧螺栓 、挂架导轨 、支柱等组成,它具有体积紧凑、传热效率高、拆卸清洗检修方便等优点 。但是板式换热器使用中出现的各种问题,也给生产带来严重的影响,其原因是多方面的,它与设计、使用、维护和保养等多个方面有关。
板式换热器的流道间隙较小 (2.5-6mm),直径大于 1.5~3mm的颗粒杂物容易阻塞板片通道,使设备的压力降急剧恶化,导致设备因堵塞而换热能力大幅降低,严重的造成装置连续生产中断 。因为循环水中杂质较多,同类装置 E208/E209 曾经多次堵塞,从而造成装置频繁停工,给企业经济效益带来一定 的影响 。后来,在E208/E209 前增加了易拆清的过滤器,保证了 E208/E209 的长周期运行 。所以根据需要可在介质的进口处设置粗过滤器或反冲洗装置能有效的防止板式换热器的堵塞。
结垢可导致传热设备的传热系数降低,严重时还会堵塞板片通道。板式换热器的板片设计有大量的支承点,旨在对介质起扰流(使介质紊流以提高传热系数)和承压支承作用,是固体杂物和纤维容易集聚的地方,其副作用是使流体形成了局部的滞流而生成污垢积瘤,介质中的钙镁离子在适宜的温度析出后很容 易在积瘤上附着长大,形成蜂窝状的垢样。 堵塞与结垢在成因上虽然不同,但在板式换热器上的影响现象是相同的。可采有以下对策缓解结构问题:
(1)板式换热器不宜用在较脏或易结垢的环境(除非增设有效的其他措施)。
(2)使用未经软化的冷却水作冷却介质时 ,操作温度应控制在50℃左右或者更低 ,以避开介质中钙镁离子析出的敏感温度 。
可拆卸板式换热器在额定工作压力之内使用时出现泄漏,除设备在制造装配方面的质量因素外,主要与系统中出现的非正常冲击载荷有关(水锤、气锤),这是一般操作者不易观察到的现象。冲击所造成的瞬间压力峰值往往比正常的工作压力高出 1~3 倍,使安装在板式换热器中的橡胶密封垫移位,导致密封失效 。由于该种设备 的传热元件采用不锈钢薄板制造(厚度 0.5~0.8mm),其 密封刚性相对较差且密封周边很长,所以耐冲击力的能力远低于管壳式换热器。防范措施:
(1)鉴于板式换热器的结构特点,可根据操作压力情况,在设备选型时提高设计压力1.5~2 倍。
(2)使用中尽量避免系统出现的冲击现象。
(3)在发生过此类事故的应用场合,根据情况也可采取增加板片厚度的措施,其效果很明显。 温度的急剧变化也能造成密封失效。当温度变化过快时,橡胶密封垫的线胀系数与弹性变形量和密封预紧力不相匹配,使密封预紧力下降,造成设备承压能力低于额定设计压力。对此可采用如下办法解决:
(1)在操作设备时升压升温应尽量平稳 。
(2)可在夹紧螺柱上增加预紧弹簧,有效的补偿密封预紧力的变化,防止泄漏。
本文来源:换热器