張林林

(太原市熱力公司，山西太原 030001)

板式換熱器是一種高效、緊湊的新型換熱器，與具有同樣換熱能力的其他換熱器相比，其占地面積小(僅為管式換熱器的1/3)、傳熱效率高(其傳熱系數比管式換熱器高3倍～5倍)、質量輕、拆卸方便、便于維修，同時熱損失小(熱回收率可達90%以上)，不需保溫，主要應用于水—水換熱系統。所以在集中供熱系統中得到了廣泛的應用。

1 板式換熱器的結構

板式換熱器主要是由傳熱板片、前后端板、定位螺栓、壓緊螺栓、墊片、接口管等組成(見圖1)。板式換熱器的核心傳熱元件是波紋板，當冷熱介質在波紋形成的特殊流道中通過時，在流速的作用下發(fā)生湍流(雷諾數R0約為200)，由傳熱學原理可知，當流體為湍流流動時，可以破壞流體的邊界層，減少界面上的熱阻，強化傳熱效果。每塊板片的周邊密封槽內粘有墊片，通過壓緊裝置壓緊后起到密封的作用，并且在相鄰兩板片之間形成流道。此密封墊片的作用不僅把流體密封在換熱器內，而且還使換熱流體分隔開，不致互相混合。在每塊板片的四角有孔口，通過與墊片的配合使兩對角的孔與板面上的流道接通，而其余兩孔靠墊片與板面上的流道隔開。在熱力站運行中，一次網的熱介質與二次網的冷介質在流道內逆向對流傳熱，熱介質將熱能傳遞給板片，板片將熱能傳遞給板片另一側的冷介質，從而達到冷介質溫度升高后給熱用戶供熱的目的。

圖1 板式換熱器結構

2 板式換熱器的常見故障

新投運的板式換熱器若達不到工藝要求，則應檢查設計參數、設計計算及安裝工藝等是否正確，再決定是否增加或減少換熱片數以改變流程組合或者增加(減少)供熱面積。

若板式換熱器是經過一段時間運行后或者是檢修重新組裝后出現內漏(串液)、外漏、壓力降增大，介質出口溫度上升或下降問題時，為保證換熱器的熱效率則應從以下幾方面分析及防護。

2.1 內漏

內漏是指換熱器內介質由于某種原因由高壓側向低壓側滲漏。

1)產生原因。

a.板片泄漏槽處有滲漏現象，導致介質中的有害物質腐蝕板片，從而使板片發(fā)生裂紋或穿孔。b.板片冷沖壓成型后的殘余應力和裝配中夾緊尺寸過小造成應力腐蝕。c.運行條件不符合設計要求。

2)防護措施。

a.更換有裂紋或穿孔的板片，板片材料要合理匹配。b.換熱器檢修完畢后組裝時的加緊尺寸要嚴格遵守設計要求，不能一味地夾緊。c.調整運行參數，使其達到設計值。

2.2 外漏

外漏是指換熱器內部的介質向外部空間的滲漏。

1)產生原因。

a.夾緊尺寸不符合設計值、各處夾緊尺寸不均勻(各處偏差不應大于3 mm)或者夾緊螺栓松動。

b.墊片存在老化、損壞或者被腐蝕而滑離密封槽，或者密封面上存在雜質等污物。

c.板片發(fā)生變形或者密封區(qū)域有裂紋。

2)防護措施。

a.在無壓狀態(tài)下，按設計夾緊尺寸夾緊設備，尺寸應均勻一致，夾緊尺寸的偏差應不大于±0.2N(mm)(N為板片總數)，兩夾緊板間的平行度應保持在2 mm以內。

夾緊尺寸A值的計算:

M20MFGL:A=(4.0 mm+0.5 mm)× n。

M15BFGL:A=(2.5 mm+0.5 mm)× n。

M10BFGL:A=(2.55 mm+0.5 mm)× n。

M6MFGL:A=(3.0 mm+0.5 mm)× n。

其中，n 為板片數;4.0 mm，2.5 mm，2.55 mm，3.0 mm 分別為不同型號的板間距;0.5 mm為板片厚度。

b.在外漏部位做好標記，再打開換熱器更換墊片或者清潔板面。

c.打開換熱器，對變形部位進行修理或者更換板片，再者沒有備用板片的情況下，可先將變形或者損壞的板片成對地抽出取下后重新組裝夾緊，如果損壞的片數不太多，那么減少的換熱能力也不至于對生產產生太大的影響，待有備用時再重新組裝。

2.3 壓力降增大

1)產生原因。

a.熱力站軟化水質不符合操作規(guī)程中的硬度要求，從而在換熱器板片間形成水垢。

b.在換熱器首次選型時，換熱面積過小導致板間流速過大。

c.新投運的熱力站由于施工、人為及環(huán)境因素，導致有雜質(如焊渣、鐵銹、泥沙、瓦塊等)殘留在管道內，隨著循環(huán)水進入換熱器從而造成堵塞。

2)防護措施。

a.進行酸洗。加強管理二次網水質質量，嚴格把關，按設計水質進行軟化。或者對于失水量很小的熱力站可采用一補二的補水方式。

b.當確定為換熱面積過小導致壓降增大時，可按設計值進行核算后拆除部分板片。

c.清除換熱器流道中的臟物或結垢，對于新投運的熱力站，可在換熱器投運之前，先利用連通管進行冷運行，循環(huán)一定時間后，把除污器和濾網內的雜物清除干凈，重復進行，直至把異物徹底清理干凈。再將換熱器并入系統開始換熱運行。

2.4 介質出口溫度上升或下降

1)產生原因。

a.一次側溫度低或者流量不足導致二次網出口溫度偏低。

b.并聯運行的多臺換熱器間流量分配不平衡，導致各個換熱器出口溫度不一致。

c.換熱器內結垢現象嚴重，使得換熱能力大打折扣。

2)防護措施。

a.提高熱源出口溫度、增加一次網的循環(huán)流量或者加大一次管網管路直徑。

b.通過調節(jié)一次側熱進或者熱出閥門來平衡并聯各臺換熱器的流量。

c.通過化驗人員嚴格把關，提高冷熱介質的水質質量，減少結垢現象的發(fā)生，通過酸洗，反沖等方式清理污垢。

3 結語

新投運的熱力站內換熱器在試運行前，應對站內管道進行沖洗，以除去循環(huán)系統中的焊渣、泥沙等污物，避免造成換熱器堵塞。

當熱力站出現停電、跑水等其他運行故障時，應關閉一次網供回水閥門，以防換熱器單側受到正常壓力幾倍的沖擊壓力而使換熱器發(fā)生滲漏。

如果換熱器需要停運很長時間(比如停暖的夏季)，應將換熱器內部通過疏水閥放空，并根據實際情況進行清洗。