浅析板式换热器常见故障及改造措施

唐金山

摘要：板式换热器作为一种新型高效的热交换设备，具有传热系数高、对数平均温差大、占地面积小、重量轻、价格低、末端温差小、污垢系数低、清洗方便、易改变换热面积和流程组合等优点，现已广泛应用于石油、化工、电力、食品饮料、城市民用建筑供热等行业。本文就板式换热器常见故障，提出改造措施。

关键词：板式换热器；常见故障；改造措施

1 板式换热器常见故障

1.1介质外漏。表现有渗漏、泄漏两种形式。渗漏时介质量不大，且不连续；泄漏时介质量较大，且介质连续。发生外漏的部位主要在板片间的密封处、板片端部与压紧板内侧及板片波纹槽部位。

1.2介质进、出口压差大。介质出口压力太小，压降超出设计要求，直接影响系统的换热效果，不能满足系统的流量和温度。起不到加热（或冷却）介质的作业。

1.3介质混合。表现为压力较高侧的介质混入压力较低侧的介质中，会出现温度和压力的异常。若介质具有腐蚀性，还会引起系统中其它设备的腐蚀。通常发生在二次密封区域或导流区域。④冷却效果不明显。主要特征是被冷却介质出口温度偏高，達不到设计要求。

2措施

2.1 改造方法

2.1.1 增设再生式冷却系统

所谓再生式冷却系统，就是在板式换热器同一流体的进出口管线之间增设管道和阀门，然后通过阀门的调节变换两流体的流向，使之反洗，以消除积存在板片上的杂质。循环水侧工艺流程示意图，，改造前正常工艺流程也就是改造后循环水侧关闭所增设的阀门时的正常工艺流程，改造后反洗工艺流程也就是改造后循环水侧关闭原进出口阀门、打开所增设的阀门时的反洗工艺流程。通过对流经板式换热器的循环水和润滑油这两种换热流体的管线进行改造后，就换热器本身而言，正常工艺和反洗工艺两种工作状态没有差别，从而可以使板式换热器在正常运行过程中大大地减轻杂质对板间通道的堵塞。

2.1.2 循环水侧增设过滤器

在板式换热器循环水进口管线上增设一个装有精滤网的二级过滤器及相应付线，并定期使用付线运行，拆下过滤器对精滤网进行清洗，有效防止了填料碎片等杂质进入换热器。

2.2 解体检修

2.2.1 板式换热器的解体板式换热器可按照检修情况和时间需要安排进行现场解体检修或整体拆下吊到适当位置后再进行解体检修。解体前，先用卷尺仔细测量好两压紧板之间的距离B值，以留备用，再用扳手将夹紧螺母按照对角交叉的顺序分组均匀松动，而后卸除夹紧螺杆，然后把活动压紧板移到立柱一端，再将板片托起，把板片移到上导杆缺口处，前或后倾斜拿出板片。

2.2.2 板片的清洗和保护

保持板片的清洁是保持板式换热器高传热系数的重要条件之一。在板片间，介质是沿着狭窄曲折的通道运动的，即使产生不太厚的垢层，也将引起流道的较大变化，显著地影响流体的运动，使压降增大，传热系数下降。对于一般污垢，采用化学清洗法或机械（物理）清洗法即可，而对于硬厚污垢层，则必须采取先用化学清洗法软化垢层，再用机械（物理）清洗法除去垢层的综合清洗法清洗，以保证板片表面的清洁干净。根据所用板式换热器循环水侧污垢特点，采取了以下方法：

a.异物杂质和沉积物的清洗：采用机械（物理）清洗法，用柔软刷子和清水进行人工洗刷。

b.硬厚垢层的清洗：根据板片规格制作一个内部空间为1200×350×500mm的水槽，将所拆板片放入槽中，常温下用5% 的硝酸溶液浸泡8h左右，捞出用软毛刷和清水清洗干净即可。当然，对于结垢不很严重的板片，或者由于检修时间的限制不能采用综合清洗法清洗时，用不锈钢丝刷或不锈钢清洁球和清水仔细刷洗，也基本能将板片清洗干净。

2.2.3 板片密封槽的清洗

板式换热器的密封垫片是一个关键的零件，我国大多采用粘贴剂把垫片粘贴在板片的垫片槽内的“粘贴型”密封结构。BR02型板式换热器的密封垫片与板片间的粘结剂为用于粘接塑料和橡胶的401瞬干胶，它与不锈钢板片的结合强度适中。更换垫片时，将板片平放在平板上，用螺丝刀翘起垫圈，轻轻撕下。对于垫片槽中的残胶，采用不锈钢丝刷或不锈钢清洁球配合丙酮仔细地轻轻刷洗，而后用清水冲洗即可。

2.2.4 板片的检查

清洗干净的板片要严格地逐片进行宏观检查，有必要时再进行透光、着色或渗透检测，任何板片不得存在如下缺陷：

a.表面不允许有超过厚度公差的凹坑、划伤、压痕、毛刺等；

b.波纹深度和垫片槽深度偏差应不大于±0.1mm；

c.板片换热部分和密封槽均不得存在腐蚀穿孔或裂纹，如板片换热部分存在穿孔或裂纹，则可采用氩弧焊仔细焊补并打磨的方法进行修复。

2.3、 降低换热器阻力的方法

提高板问流道内介质的平均流速，可提高传热系数，减小换热器面积。但提高流速，将加大换热器的阻力，提高循环泵的耗电量和设备造价。循环泵的功耗与介质流速的3次方成正比，通过提高流速获得稍高的传热系数不经济。当冷热介质流量比较大时，可采用以下方法降低换热器的阻力，并保证有较高的传热系数。

2.3.1、 采用热混合板

热混合板的板片两面波纹几何结构相同，板片按人字形波纹的夹角分为硬板（H）和软板（L），夹角（一般为120。左右）大于90。为硬板，夹角（一般为70。左右）小于90。为软板。热混合板硬板的表面传热系数高，流体阻力大，软板则相反。硬板和软板进行组合，可组成高（HH）、中（HL）、低（LL）3种特性的流道，满足不同工况的需求。

冷热介质流量比较大时，采用热混合板比采用对称型单流程的换热器可减少板片面积。热混合板冷热两侧的角孔直径通常相等，冷热介质流量比过大时，冷介质一侧的角孑L压力损失很大。

2.3.2、 采用非对称型板式换热器

对称型板式换热器由板片两面波纹几何结构相同的板片组成，形成冷热流道流通截面积相等的板式换热器。非对称型（不等截面积型）板式换热器根据冷热流体的传热特性和压力降要求，改变板片两面波形几何结构，形成冷热流道流通截面积不等的板式换热器，宽流道一侧的角孑L直径较大。非对称型板式换热器的传热系数下降微小，且压力降大幅减小。

2.3.3、采用多流程组合

当冷热介质流量较大时，可以采用多流程组合布置，小流量一侧采用较多的流程，以提高流速，获得较高的传热系数。大流量一侧采用较少的流程，以降低换热器阻力。多流程组合出现混合流型，平均传热温差稍低。采用多流程组合的板式换热器的固定端板和活动端板均有接管，检修时工作量大。

2.3.4、设换热器旁通管

当冷热介质流量比较大时，可在大流量一侧换热器进出口之问设旁通管，减少进入换热器流量，降低阻力。为便于调节，在旁通管上应安装调节阀。该方式应采用逆流布置，使冷介质出换热器的温度较高，保证换热器出口合流后的冷介质温度能达到设计要求。设换热器旁通管可保证换热器有较高的传热系数，降低换热器阻力，但调节略繁。

3 结论

板式换热器的常见故障有介质外漏，介质进、出口压差大，介质混合，冷却效果不明显四种形式。正确的检修、施工工艺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。通过对换热器扩展传热面积，加大传热温差，提高传热系数都能够强化换热设备的传热效果。

参考文献：

[1]周永生，王印昌，李建.换热器常见故障分析及对策[R]. 2001.

[2]左丹，孙怀宇.板式换热器选型软件设计与开发[J].化学工程师，2011（04）.