浅谈板式换热器

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【摘 要】随着国家对环保和能源的重视，集中供热系统的广泛应用大大减少了燃煤对城市环境的污染，同时也节省了能源，所以可以说这是一项即造福当代人民又造福后代子孙的伟大工程。而换热器是供暖系统中非常重要的供暖设备， 在采暖和集中供热工程中具有一种“承前启后”的过渡连接作用。在换热器的发展中，板式换热器占有极其重要的地位。

【关键词】板式换热器；失效；原因分析；防范措施？；运行与维护

引言？

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。板式换热器是液D液、液D汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。板式换热器作为一种紧凑高效的换热设备，已在我国的许多工业领域广泛应用，并取得了巨大的经济效益。

1、板式换热器失效的原因

1.1 板式换热器的污垢凝结

板式换热器在运行一段时间后，将出现结垢，进而使传热装置的传热系数不断下降，严重时，将使板片的通道发生堵塞。通常情况下，换热器的流体层易于生成结垢。而板片上的污垢，主要是固体纤维或者固体杂物易于集聚的地方，其使流体在某一地方滞留后，形成污垢积聚。另外，介质中的钙镁离子，通过适当温度析出后，易于附在污垢积瘤上，最终变成蜂窝状的垢瘤。换热器结垢和通道堵塞的原因有所不同，但两者对设备的影响基本一样，对此，在热交换器的性能开始降低时，应及时进行清洗，防止结垢生成更多。

1.2堵塞？

板式换热器的流通间隙较小，约2.5～6mm，直径大于1.5～3mm的颗粒杂物容易阻塞通道，使设备的压力降急剧变化，流通量减少，换热效果降低，容易使设备失效。防范措施可在介质进口处设置过滤器或冲洗装置，定期进行清洗或处理。？

1.3 板式换热器的循环水影响

循环水在流动的过程中，板式换热器的板片和循环水间的摩擦阻力不断增大，水垢逐步生成，尤其是通道发生严重的局部堵塞，这进一步增大了循环水的流动阻力，造成局部的流速减缓，局部的表层温度过高，最终加快水垢的生成。由于通道的局部堵塞，造成水垢迅速发展，形成恶性循环。此外，关于循环水的水质，基于水源的上游地区大力开展工业生产，以及受到水源周围的挖沙工程影响，造成这些地区的总硬度、小颗粒泥沙的含量逐渐增高。另外，由于循环水内长时间利用腐植酸系列的水稳剂，更加加重污垢腐化物、絮状物的生成。

2、板式换热器失效的处理对策

2.1 清洗板式换热器板片的密封槽

在板式换热器的所有设备零件中，密封垫片起着关键性的作用。我国大多数的板式换热器，均是选用粘贴剂将垫片贴于垫片槽中，最终形成“粘贴式”的封闭构架[3]。尤其是BR02型的板式换热器，其粘接板片与封闭垫片之间的粘结剂，均来自于粘接橡胶与塑料的401瞬干胶，其和不锈钢板片的粘结强度最为合适。在替换垫片时，先将板片平整放置于平板上，而后利用螺丝刀轻轻撬开垫圈，并将其慢慢撕下。至于垫片槽内的残余黏胶，选用不锈钢的清洁球或者丝刷结合丙酮，全面刷洗后，再利用清水进行冲洗。

2.2提高传热效率

板式换热器是问壁传热式换热器，冷热流体通过换热器板片传热，流体与板片直接接触，传热方式为热传导和对流传热。提高板式换热器传热效率的关键是提高传热系数和对数平均温差。

1、提高换热器传热系数只有同时提高板片冷热两侧的表面传热系数，减小污垢层热阻，选用热导率高的板片，减小板片的厚度，才能有效提高换热器的传热系数。

a.提高板片的表面传热系数

由于板式换热器的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流（雷诺数一150时 ），因此能获得较高的表面传热系数，表面传热系数与板片波纹的几何结构以及介质的流动状态有关。板片的波形包括人字形、平直形、球形等。经过多年的研究和实验发现，波纹断面形状为三角形（正弦形表面传热系数最大，压力降较小，受压时应力分布均匀，但加工困难的人字形板片具有较高的表面传热系数，且波纹的夹角越大，板间流道内介质流速越高，表面传热系数越大。

b.减小污垢层热阻

减小换热器的污垢层热阻的关键是防止板片结垢。板片结垢厚度为1 mm时，传热系数降低约10%。因此，必须注意监测换热器冷热两侧的水质，防止板片结垢，并防止水中杂物附着在板片上。有些供热单位为防止盗水及钢件腐蚀，在供热介质中添加药剂，因此必须注意水质和黏性药剂引起杂物沾污换热器板片。如果水中有黏性杂物，应采用专用过滤器进行处理。选用药剂时，宜选择无黏性的药剂。

c.选用热导率高的板片

板片材质可选择奥氏体不锈钢、钛合金、铜合金等。不锈钢的导热性能好，热导率约14.4 W/（m？K） ，强度高，冲压性能好，不易被氧化，价格比钛合金和铜合金低，供热工程中使用最多，但其耐氯离子腐蚀的能力差。

d.减小板片厚度

板片的设计厚度与其耐腐蚀性能无关，与换热器的承压能力有关。板片加厚，能提高换热器的承压能力。采用人字形板片组合时，相邻板片互相倒置，波纹相互接触，形成了密度大、分布均匀的支点，板片角孑L及边缘密封结构已逐步完善，使换热器具有很好的承压能力。国产可拆式板式换热器最大承压能力已达到了2.5 MPa。板片厚度对传热系数影响很大，厚度减小0.1mm，对称型板式换热器的总传热系数约增加600W/（m ？K），非对称型约增加500 W/（m ？K）¨ 。在满足换热器承压能力的前提下，应尽量选用较小的板片厚度。

3、板式换热器的运行与维护

（1）在运行前应检查板式换热器各夹紧螺栓是否松动，如松动应夹紧；对管网系统进行冲洗、吹净。（2）启动前应打开换热器的所有出口阀门，关闭进口阀门，循环泵启动后，再缓慢打开换热器的进口阀门，逐步提高流量及压力，避免瞬时冲击而产生局部高压损坏设备。（3）开机时，应先开启循环水系统，再打开蒸汽阀；关机时，应先关闭蒸汽阀，待水温降到60℃以下时，再关闭循环水泵，以免造成换热器高温过热，过早老化。（4）开车运行后，应通过管路系统中的放气阀排出设备中的空气，防止空气停留在设备中，降低传热效果。（5）为防止结垢，必须保证软化设备完好，循环水的硬度≤0.6mmol/L，在整个系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。

4、结论

总而言之，板式换热器是一种高新先进的效率高的设备，采用解体维修的方法，有助于及时发现及解决相应的故障问题。然而，基于板式换热器受到结构特征以及维修要求的约束，唯有仔细、认真的做好这份工作，才能保证其的维修过程顺利完成，从而确保板式换热器的稳定运行。

参考文献 ：

[1]王刚.板式换热器泄漏原因分析及防护措施[J].内蒙古石油化工，2008（10）.

[2]何西扣，董毅，朱衍勇.核电站用板式换热器失效分析[J].物理测试，2010（2）.

[3]潘炳权，况敏，何思立，刘钧泉.钛板换热器板片失效分析[J].广东化工，2009（1）.

[4]姜立清.板式换热器结垢的原因分析、清洗及保护方法[J].黑龙江科技信息，2008（10）.

[5]关凤，李求知，姬国君.铸机板式换热器检修方法探究[J].辽宁科技学院学报，2011（2）.