【解決方案】板式換熱器應(yīng)用中存在的問題及對策
板式換熱器作為一種緊湊高效的換熱設(shè)備，被應(yīng)用在我公司多套裝置中，并發(fā)揮了較好的經(jīng)濟(jì)效益。板式換熱器主要由板片、密封墊片、固定封頭、活動(dòng)封頭（頭蓋）、夾緊螺栓、掛架導(dǎo)軌、支柱等組成，它具有體積緊湊、傳熱效率高、拆卸清洗檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。但是板式換熱器使用中出現(xiàn)的各種問題，也給生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的影響，其原因是多方面的，它與設(shè)計(jì)、使用、維護(hù)和保養(yǎng)等多個(gè)方面有關(guān)。
1 設(shè)備堵塞與結(jié)垢
1.1堵塞
板式換熱器的流道間隙較小（2.5-6mm），直徑大于1.5~3mm的顆粒雜物容易堵塞板片通道，使設(shè)備的壓力降急劇惡化，導(dǎo)致設(shè)備因堵塞而換熱能力大幅降低，嚴(yán)重的造成裝置連續(xù)生產(chǎn)中斷。因?yàn)檠h(huán)水中雜質(zhì)較多，同類裝置E208/E209曾經(jīng)多次堵塞，從而造成裝置頻繁停工，給企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益帶來一定的影響。后來，在E208/E209前增加了易拆洗的過濾器，保證了E208/E209的長周期運(yùn)行。所以根據(jù)需要可在介質(zhì)的進(jìn)口處設(shè)置粗過濾器或反沖洗裝置，能有效的防止板式換熱器的堵塞。
1.2結(jié)垢
結(jié)垢可導(dǎo)致傳熱設(shè)備的傳熱系數(shù)降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)堵塞板片通道。板式換熱器的板片設(shè)計(jì)有大量的支撐點(diǎn)，旨在對介質(zhì)起擾流（使介質(zhì)紊流以提高傳熱系數(shù)）和承壓支撐作用，是固體雜物和纖維容易集聚的地方，其副作用是使流體形成了局部的滯流而生成污垢積瘤，介質(zhì)中的鈣鎂離子在適宜的溫度析出后很容易在積瘤上附著長大，形成蜂窩狀的垢樣。堵塞與結(jié)垢在成因上雖然不同，但在板式換熱器上的影響現(xiàn)象是相同的。可采有以下對策緩解結(jié)構(gòu)問題：（1）板式換熱器不宜用在較臟或易結(jié)垢的環(huán)境（除非增設(shè)有效的其他措施）。（2）使用未經(jīng)軟化的冷卻水作冷卻介質(zhì)時(shí)，操作溫度應(yīng)控制在50℃左右或者更低，以避開介質(zhì)中鈣鎂離子析出的敏感溫度。
2 密封失效
2.1壓力影響
可拆卸板式換熱器在額定工作壓力之內(nèi)使用時(shí)出現(xiàn)泄漏，除設(shè)備在制造裝配方面的質(zhì)量因素外，主要與系統(tǒng)中出現(xiàn)的非正常沖擊載荷有關(guān)（水錘、氣錘），這是一般操作者不易觀察到的現(xiàn)象。沖擊所造成的瞬間壓力峰值往往比正常的工作壓力高出1~3倍，使安裝在板式換熱器中的橡膠密封墊移位，導(dǎo)致密封失效。由于該種設(shè)備的傳熱元件采用不銹鋼薄板制造（厚度0.5~0.8mm），其密封剛性相對較差且密封周邊很長，所以耐沖擊力的能力遠(yuǎn)低于管殼式換熱器。防范措施：（1）鑒于板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可根據(jù)操作壓力情況，在設(shè)備選型時(shí)提高設(shè)計(jì)壓力1.5~2倍。（2）使用中盡量避免系統(tǒng)出現(xiàn)的沖擊現(xiàn)象。（3）在發(fā)生過此類事故的應(yīng)用場合，根據(jù)情況也可采取增加板片厚度的措施，其效果很明顯。
2.2溫度影響
溫度的急劇變化也能造成密封失效。當(dāng)溫度變化過快時(shí)，橡膠密封墊的線脹系數(shù)與彈性變形量和密封預(yù)緊力不相匹配，使密封預(yù)緊力下降，造成設(shè)備承壓能力低于額定設(shè)計(jì)壓力。對此可采用如下辦法解決：（1）在操作設(shè)備時(shí)升壓升溫應(yīng)盡量平穩(wěn)。（2）可在夾緊螺柱上增加預(yù)緊彈簧，有效的補(bǔ)償密封預(yù)緊力的變化，防止泄漏。
2.3時(shí)間影響
使用或閑置幾年的設(shè)備，密封材料的自身老化有可能影響密封可靠性，所以應(yīng)利用檢修機(jī)會(huì)及時(shí)更換新的密封墊片。
3 腐蝕
腐蝕是復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象，奧氏體不銹鋼板式換熱器表現(xiàn)出的腐蝕現(xiàn)象大多是C1-引起的應(yīng)力腐蝕，常發(fā)生在板片密封槽底部以及有污垢有形成后的垢底部位，其主要成因：（1）不銹鋼傳熱板片由機(jī)械沖壓而成，不可避免地殘存一定量的表面殘余應(yīng)力，對于不含鉬元素的不銹鋼薄板，表面殘余應(yīng)力的消除是很困難的，或者甚至是不可行的。（2）板片組裝后形成了多縫隙結(jié)構(gòu)，如板片之間的觸點(diǎn)、密封槽底等部位。而縫隙容易造成C1-的富集，局部富集程度往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了不銹鋼自身抗應(yīng)力腐蝕的能力。（3）當(dāng)板片表面的污垢嚴(yán)重時(shí)，介質(zhì)中的腐蝕元素（C1、S等）可能大量附著于污垢，并在垢底縫隙處富集。（4）密封槽底中的有害元素往往是粘結(jié)劑、壓縮石棉（含有CaC12）,往往在水與蒸汽工況條件下，析出的富集C1-與H+形成HC1，使槽底縫隙處發(fā)生嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕開裂。
板片縫隙在表面殘余應(yīng)力、C1-的富集程度及溫度等條件下，經(jīng)過一定的腐蝕孕育期，就有可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。在板式換熱器的選材、安裝及使用過程中設(shè)法破壞上述任一條件，都可有效地防止或延緩腐蝕發(fā)生，使設(shè)備安全正常地運(yùn)行。為此，正確選用材料，定期清垢以破壞腐蝕的生成條件和孕育期，選用非氯元素的粘接劑，這樣可在一定程度上有效防止應(yīng)力腐蝕。
4 其他問題
（1）對于不銹鋼板式換熱器，不能使用鹽酸（HC1）或鹽酸類的清洗劑和清洗粉末進(jìn)行化學(xué)清洗，這是由于未充分溶解垢渣（含有殘存氯）在多縫隙的結(jié)構(gòu)中是很難沖洗干凈的，堿中和也不可能充分進(jìn)行。可采用硝酸加緩沖劑或硝酸類的清洗劑、清洗粉進(jìn)行清洗，適當(dāng)加溫可提高清洗效率。（2）安裝設(shè)備配管時(shí)，應(yīng)避免焊線搭在設(shè)備，而應(yīng)搭在配管的管道上，以防止焊線電流使板片內(nèi)觸點(diǎn)處被擊穿。這一問題在其他公司的設(shè)備安裝過程中曾多次發(fā)生。（3）蒸汽的過熱度對橡膠墊片使用壽命影響很大，正常應(yīng)在150℃-180℃飽和蒸氣橡膠壓墊片，其使用期為3-5年或更長，而用在130℃左右的過熱蒸汽中壽命僅為幾個(gè)月。這是因?yàn)轱柡驼魵饪稍趬|片表面生成一層水膜，在高溫下對墊片起有效的保護(hù)作用。因此使用蒸汽不僅要注意它的溫度是否適用于墊片，過熱度也是不可忽視的重要因素。
5 結(jié)論
總之通過正確的選用、操作和維護(hù)，就能有效地降低板式換熱器使用中故障出現(xiàn)的概率，延長設(shè)備的運(yùn)行周期，從而充分發(fā)揮板式換熱器高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，為公司獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
