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板式换热器优势和缺陷分别是什么清洗技术有哪些《资讯》

发布时间:2020-08-17 13:50:11 阅读: 来源:减压器厂家

2018-12-22 16:04:36来源:贤集网 赵媛

板式换热器是一种结构紧凑、高效的换热设备,它具有换热效率高(其传热系数比管式换热器高3~5倍)、占地面积小(为管式换热器的1/3)、使用寿命长、投资小、易于除垢、可靠耐用等特点,近年来被广泛应用于冶金、石油、制药、船舶、纺织、化工、医药、食品等行业,是实现加热、冷却、热回收、快速灭菌等用途的优良设备。但是,由于板式换热器一般换热温度较高(特别是汽水交换),且其换热效率高,所以极易结垢。同时板式换热器内部流通孔径小,结垢后使内部通道截面变小甚至堵塞,造成板式换热器换热效率降低,从而影响生产的正常进行和设备的安全。因此,板式换热器应定期进行化学清洗,除掉污垢,以保证板式换热器的高效换热和生产的正常进行。下面贤集网小编来为大家介绍板式换热器优势和缺陷、清洗技术、常见运行故障的诊断及处理。一起来看看吧!

板式换热器优势和缺陷

一.板式换热器的优势:

1、板式换热器传热系数高

波纹表面板片主要有三种。突起状板、渡纹板和人字型板,在供热领域人字型采用最多。在低流速即0.15~0.85m/s下就能激发湍流流动状态,而且在板片两侧传热系数很高,由数据表明,板式换热器传热系数是列管式的2~4倍,而此时压降相近。

2、板式换热器污垢热阻小

板式换热器的板材一般采用不锈钢板或钛板等合金钢板,一般板厚仪为0.8~0.9mm,由于板壁薄,使板壁的热阻减小。当然也跟板壁发生强烈的湍流有关,致使换热器表面污垢热阻小。据美国板式换热器制造协会(TEMA)标准规定t板式换热器污垢热阻,当用同样一种介质时,可按列管式换热器内污垢热阻l/5选取。另具一些文献介绍,板式换热器污垢热阻一般约为0.00012m·℃· htkcal。当设计时,介质是凝结水或蒸汽时,板式换热器污垢热阻为0.O0001m·℃·h/kcal,而列管式换热器污垢热阻则是0.0001,两者之倒是1:10。

3、板式换热器污垢较轻

这是因为板间具有较高的端流,致使污混杂物悬浮,这时板作为传热面很光滑,即便污垢沉积挂于板上,因无死角,板材表面不易腐蚀,这时湍流有助于自身洗涤,冲刷附着板上的污垢,起剥离作用。同时板间流动,空间小,使介质滞留量少,所以清洗起来简单方便。

4、板式体积小,因此向周围环境散失的热量也较少

据有关文献报导,一般只有列管热损失1/5左右。同时板式占地面积小,仅为列管式换热器的1/5~1/10,加上列管式换热器抽芯管检修、检查等,这个数就更小,重量轻,在带相同的热负荷时.板式重量只是列管式的1/4左右,这样相应地给检查清洗、保养都带来方便条件。

5、泄露时容易发现

在板式换热器发生泄漏对,板式换热器内的介质是泄漏在外表面,不是像列管换热器那样,发生于一次永与二次水互串,并在一般状况下不易发觉。

6、操作方便

板式换热器的起动和停止运行所需要的时间短,操作方便,受到操作管理人员的欢迎。

7、组装灵活

根据不同的负荷,可把一个流通的板片数和程数相结合起来,所以板式组装灵活。如果采用中间连接板或中间隔板,可一个台架上装几个换热器,运行不同的负荷,这样可以减少系统中管线、阀门配件等设备,对降低工程造价,减少占地面积都有益处。

二、板式换热器的缺陷

1、工作压力在 2.5MPa以下

板式换热器是靠垫片进行密封的,密封的周边很长,而且角孔的两道密封处的支撑情况较差,垫片得不到足够的压紧力,所以目前板式换热器的最高工作压力仅为2.5MPa;单板面积在1㎡以上时,其工作压力往往低于2.5MPa。

2、工作温度在 250 ℃以下

板式换热器的工作温度决定于密封垫片能承受的温度。用橡胶类弹性垫片时,最高工作温度在 200 ℃以下;用压缩石棉绒垫片(Caf)时,最高工作温度为250- 260 ℃。

3、不适用于易堵塞通道的介质的换热

板式换热器的板间通道很窄,一般为 3-5mm,当换热介质中含有较大的固体颗粒或纤维物质,就容易堵塞板间通道。对这种换热场合,应考虑在入口安装过滤装置,或采用再生冷却系统。

板式换热器的清洗技术

一、板式换热器清洗前的准备

1、板式换热器的结垢分析

板式换热器一般可分为:水-水交换和汽-水交换两种方式。水-水交换方式冷热介质均为水,且冷热水温差不大,大概在70~90℃之间,两边结垢情况基本相同;汽-水交换方式热介质为水蒸汽,一般不易结垢,冷介质为水,温度约90℃,易结垢。其垢样大致可分为水垢和污垢,尤以水垢为主。水垢主要是水中溶解的各种盐类受热分解溶解度降低而结晶沉积在传热片上,通常为碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐和硅酸盐,这类垢结晶致密,比较坚硬,难以清除;污垢一般是由颗粒细小的泥砂、尘土、不溶性盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂物碎屑、腐蚀产物、油污、特别是菌藻的尸体及其粘性分泌物等组成,这种垢体积较大、质地疏松稀软,较易清除。

2、清洗剂的选择

板式换热器的传热片材料一般为奥氏体不锈钢,型号大致有AISI304、304L、AISI316、316L、316T,i不锈钢材料需采用硝酸基清洗剂清洗。密封垫材料一般为丁晴橡胶(NBR)130-140、丁基橡胶(RCB)140、乙丙橡胶(EPDM)150,这些材料均能耐酸、碱、酮、醇类等溶液的腐蚀。基于此,我们采用河南省科学院能源研究所研制的不锈钢制品专用清洗剂(该清洗剂已通过河南省科学技术厅组织的技术鉴定),主要有硝酸、羟基乙酸、缓蚀剂、渗透剂、消泡剂等化学药剂组成,该清洗剂对不锈钢制品有除垢率高、腐蚀率小、除垢速度快等特点,最佳清洗浓度在0·10~0·15mol/L范围内。该清洗剂的各项性能指标,经检测均符合HG/T2387-2007《工业设备化学清洗质量标准》的规定。

二、板式换热器除垢清洗方法和清洗工艺的选择

1、板式换热器的拆卸清洗

(1)拆卸

先将板式换热器热介质的进出口阀门关闭,再将冷介质的进出口阀门关闭,排掉介质(一般为水或汽),用钢尺量出换热器传热片压缩的净尺寸(两块儿压紧板内面间的距离)并记录。均匀、对称地拆除换热器的夹紧螺栓,轻轻地将活动压紧板沿轨道推开,逐片拆下传热片(注意不要把密封胶垫扯断或扯掉),并按顺序摆好。由于有的换热器采用几种纹路的传热片,所以一定要记清每种纹路的片数和组合顺序。

(2)拆卸化学清洗

①化学清洗循环回路的连接

用清洗泵、清洗槽、塑料管组成化学清洗循环系统(如图1所示),将拆下的传热片按顺序整齐地摆放在清洗槽内(传热片应与水流方向平行),注水后检查系统是否正常。

②化学清洗工艺实施

往清洗槽内注水直至传热片被完全淹没。加入适量清洗剂,开始循环清洗。按照化学清洗工艺,在循环过程中,每隔1h要检测一次清洗槽内清洗剂的浓度,使清洗剂的浓度始终保持在0·10~0·15mol/L安全有效的范围内,并根据测量数据添加清洗剂。清洗前期,反应比较剧烈,有大量泡沫出现,可喷洒消泡剂消泡,同时清洗液浓度下降较快,清洗液浓度可适当高一点儿。当清洗剂的浓度连续2h内不变化或变化量极小,同时观察到传热片表面水垢明显减少,用塑料刷子轻轻一刷就可刷掉,此时可视为到清洗终点。

③余垢清除

化学清洗结束后,逐片取出传热片,用清洗机将传热片两面的余垢清除,必要时用塑料刷协助刷洗。清洗过程中清洗机压力不要太高,以490~588kPa为宜,水柱不要与传热片垂直,应有一定夹角,以免将传热片损坏。同时还应注意传热片的顺序和传热片上的密封垫的安全。

④组装

除垢完毕,按照拆卸时传热片的叠加顺序从固定压紧板开始,依次将传热片沿轨道叠加(注意传热片上的密封胶垫不要脱落,若有脱落可用密封胶粘贴)。传热片全部安装上后,小心地将活动压紧板沿轨道压上,把压紧螺栓依次放在丝槽内,均匀、缓慢、对称地压紧(否则容易把传热片压破或压偏,使板式换热器漏水或漏气),直到传热片的压缩净尺寸达到或略小于原来的尺寸。

⑤液压试验

板式换热器组装完应按GB16409-1996《板式换热器》标准要求两侧分别进行单侧液压试验,试验时应缓慢升压,达到规定的压力后,保压时间为10~30min,然后降至设计压力下保压,对所有密封面进行检查,看是否有渗漏现象,保压时间不少于30min。

⑥恢复

液压试验安全后拆除连接管,关闭各排污阀,先打开冷介质的进出口阀门,再打开热介质的进出口阀门即可。

2、板式换热器的不拆卸清洗

①化学清洗循环回路的连接

先将板式换热器热介质的进出口阀门关闭,再将冷介质的进出口阀门关闭,排掉介质(一般为水或汽)。分别以冷热介质的进水排污口为清洗液进水口,出水排污口为清洗液出水口(若无排污口需添加并加阀门),按热介质进口—热介质出口—冷介质进口—冷介质出口的顺序,和清洗泵、清洗槽、塑料管组成化学清洗循环系统(如图2所示)。

②化学清洗工艺实施

往清洗槽内注水检查系统循环正常后,加入适量清洗剂,开始循环清洗。按照化学清洗工艺,在循环过程中,每隔1h要检测一次清洗槽内清洗液的浓度,使清洗液的浓度始终保持在0·10~0·15mol/L安全有效的范围内,并根据测量数据添加清洗剂。不拆卸化学清洗可能需要时间长一些,可采用循环清洗和过夜浸泡清洗相结合来清洗。当清洗剂浓度连续2h不变化或变化量很小时,即可停止循环。

③冲洗

化学清洗结束后,由于板式换热器内部流通孔径小,总有垢渣(特别是污垢)粘附在传热片上,所以需要用循环泵反复冲洗掉垢渣。把清洗槽内废液排掉,充满清水,用循环泵冲洗,废水排掉,再反复冲洗,不停接水观察,直到板式换热器内不再有垢渣排出为止。

④中和、钝化处理

中和是将清洗后设备中残留的酸液进行中和而不腐蚀设备;钝化是在金属表面上形成能抑制金属溶解过程的电子导体膜,这层膜本身在介质中的溶解速度很小,以致它能使金属的阳极溶解速度保持在很小的数值上。由于不拆卸化学清洗要用到与板式换热器相连接的几段管道,传热片为不锈钢材质不需要中和、钝化处理,但管道为钢铁材质,清洗后表面的水垢和铁锈都被清除,露出钢铁的本质,其处于十分活泼的活化状态,极易锈蚀,因此需要进行中和、钝化处理,防止出现二次锈蚀。

⑤中和处理

中和处理可用氢氧化钠、碳酸钠等辅以中和助剂,按0·5%的投加量使用,即1t水加中和药剂5kg,对循环系统内残余的酸性清洗剂进行中和处理,使pH达到7循环停止。

⑥钝化处理

中和处理后进行钝化处理,向循环系统内添加适量钝化预膜剂,循环均匀后使pH控制在8~9之间,钝化预膜剂的使用量按清洗剂循环水量计算,1t水加钝化预膜剂10kg。

⑦恢复

钝化后拆除连接管,关闭各排污阀,先打开冷介质的进出口阀门,再打开热介质的进出口阀门即可。

三、清洗工艺步骤及操作标准

1、首先根据换热器的换热面积及结垢厚度,计算出需要准备的清洗剂原液数量。

2、根据换热器的管路容积,准备好盛清洗剂的容器,能满足循环需要即可,容器内表面要求干净无氧化层或者使用非金属材质的容器。

3、根据换热器内部循环压力要求,准备好可供循环的工业离心泵,准备好泵与换热器及容器的连接管路,必要时要制作法兰连接。

4、根据垢层厚度或者是清洗时间来确定是否需要对清洗剂原液进行稀释,稀释比例根据情况不同可控制在1:1~1:5之间。

5、在容器内倒入足够量的清洗剂并连接好管路,开启关对换热设备进行循环清洗。换热设备不用拆卸,可在线清洗。

6、循环清洗过程中由于清洗剂与垢质发生化学反应,在溶液槽内可发现有明显溶解的垢质杂质及泡沫。

7、清洗一段时间后,在溶液内加入清洗剂原液提高溶液浓度继续清洗。

8、清洗一段时间后,把循环管路的进、出口调换进行反循环清洗。

9、清洗过程中要时刻对溶液进行测试,保持溶液浓度在有效范围之内,直到溶液浓度长时间再没有变化时,说明换热设备已经清洗干净。

10、在容器内换入清水进行循环清洗置换,把残留在设备内的已经剥离的垢质和其它杂质冲洗干净,清洗过程也需要调换进、出口管路进行反复冲洗。

11、使用清洗剂也可对设备进行浸泡清洗。

12、在容器内放入待清洗设备部件,倒入清洗剂原液或稀释液浸泡,根据垢层厚度、质量等参数确定具体浸泡时间,最后用清水冲洗即可。

板式换热器常见运行故障的诊断及处理

一、运行状况偏离工艺要求

新投产的板式换热器如果达不到工艺要求,应仔细检查原始设计参数、设计计算、组装等是否正确,然后决定是否应增加或者减少换热面积,以及改变流程组合。若板式换热器开始运行是正常的,经过一段时间运行后出现偏离工艺要求的情况,如出现出:压力降增大或减小;介质出口温度上升或下降。

处理这种故障的办法是:

1、检查冷热介质的入口参数与原设计值是否相符。如果不相符,应设法调整到原设计值。若入口参数已改变,无法调整到原设计值,则应重新进行设计计算,决定增减换热面积或更改流程组合。

2、如果冷、热介质的入口参数与原设计值相符,而出口参数达不到设计值时,则应停机,拆开检查板间有无堵塞或板片结垢等情况,并及时处理。

二、板式换热器发生渗漏现象

由于板式换热器的密封周边较长,板片又较薄,在使用过程中可能会出现渗漏现象。渗漏现象可分为内漏和外漏两种情况。

1、板式换热器的外漏

这是指板式换热设备内的介质向外部空间的渗漏。这种渗漏现象一般容易发现。引起这种渗漏的主要原因是垫片老化、被腐蚀或板片变形。当发生这种渗漏时,应及时在渗漏部分做上记号,打开设备以更换垫片或板片。

2、板式换热器的内漏

这是指换热设备内的两种介质由于某种原因造成高压侧介质向低压侧渗漏。这种渗漏现象一般不易及时发现。引起这种渗漏的主要原因是板片穿孔、裂纹和被腐蚀。发现这种渗漏的方法是要经常对低压侧的介质进行化验,从其组分的变换中加以判断。

这种渗漏的停机检查方法是:

(1)拆开板式换热器,清除板片表面上的污垢,擦干后将换热器重新组装起来。在一侧进行压力为0.2~0.3Mpa的水压试验。待另一侧流出水后即停止试验,打开换热器,仔细观察板片的未试压侧,其中湿的板片即为有孔或裂纹的板片。

(2)在现场也可用透光、着色检查方法,查出废板片。 凡检查出来的废板片和垫片都要进行更换,重新组装后使用。

三、板式换热器的板片发生错位

对于介质流量和压力变化较大、而且又是多程组合、长期使用的板式换热器,容易发生板片错位现象。板片错位后,有时很快就出现外漏;有些虽然不是立即发生外漏,但却是发生渗漏的一种隐患,所以都必须及时处理。

引起错位的主要原因有:换热器板片变形;板式换热器的密封垫片滑离了垫片槽。处理这种错位现象,应将变形的板片和滑离垫片槽的垫片及时更换。

四、现场缺乏检修设备时,板式换热器的简单处理方法

板式换热器在使用过程中,无论是板片发生变形、裂纹、穿孔,还是垫片发生老化、断裂,都需要及时更换。万一使用现场没有足够的备件,而换热设备既无备用台份,又不能停机时,应进行现场的简便处理。

现场简便处理的方法是将损坏的板片和发生渗漏的板片成对(A板+B板),如果数量不太多,减少的流道数也不多,组装后可继续使用,对生产影响不会很大。

上述是贤集网小编浴大家分享板式换热器的优势和缺陷、清洗技术、常见运行故障的诊断及处理。关于板式换热器,小编就先介绍到这里啦!希望这些知识能够给大家带来帮助!当然,大家一定要注意预防板式换热器结垢,因为板式换热器结垢,会缩短其使用寿命,防止板式换热器结垢尤其要注意运行中严把水质关,必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验,合格后才能注人管网中。新的系统投运时,应将换热器与系统分开,进行一段时间的循环后,再将换热器并人系统中,以避免管网中杂质进入换热器。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。除此之外,还要定期对板式换热器进行保养,只有这样它的使用寿命才会更加长久。

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