【供热知识】普瑞普勒板式换热器系统原理及分析

      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，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—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五分之一，热回收率可高达90%以上。

一、基本分类

      一般情况下，我们主要根据结构来区分板式换热器，也就是根据外形来区分，可分为四大类：①可拆卸板式换热器（又叫带密封垫片的板式换热器）、②焊接板式换热器、③螺旋板式换热器、④板卷式换热器（又叫蜂窝式换热器）。

 二、设计特点

     1、高效节能：其换热系数在3000～4500kcal/m²·°C·h，比管壳式换热器的热效率高3-5倍。
　　2、结构紧凑：板式换热器板片紧密排列，与其他换热器类型相比，板式换热器的占地面积和占用空间较少，面积相同换热量的板式换热器仅为管壳式换热器的1/5。
　　3、容易清洗拆装方便：板式换热器靠夹紧螺栓将夹固板板片夹紧，因此拆装方便，随时可以打开清洗，同时由于板面光洁，湍流程度高，不易结垢。
　　4、使用寿命长：板式换热器采用不锈钢或钛合金板片压制，可耐各种腐蚀介质，胶垫可随意更换，并可方便在、拆装检修。
　　5、适应性强：板式换热器板片为独立元件，可按要求随意增减流程，形式多样；可适用于各种不同的、工艺的要求。
　　6、不串液，板式换热器密封槽设置泄液液道，各种介质不会串通，即使出现泄露，介质总是向外排出。
三、常见故障及排除方法
　　1）、外漏
　   产生原因：①夹紧尺寸不到位、各处尺寸不均匀（各处尺寸偏差不应大于3mm）或夹紧螺栓松动。②部分密封垫脱离密封槽，密封垫主密封面有脏物，密封垫损坏或板式换热器密封垫片老化。③板片发生变形，组装错位引起跑垫。④在板片密封槽部位或二道密封区域有裂纹。
　　处理方法：①在无压状态，按制造厂提供的夹紧尺寸重新夹紧设备，尺寸应均匀一致，压紧尺寸的偏差应不大于±0．2N(mm)(N。为板片总数），两压紧板间的平行度应保持在2mm以内。②在外漏部位上做好标记，然后换热器解体逐一排查解决，重新装配或更换垫片和板片。③将开换热器解体，对板片变形部位进行修理或者更换板片。在没有板片备件时可将变形部位板片暂时拆除后重新组装使用。④重新组装拆开的板片时，应清洁板面，防止污物粘附着于垫片密封面。
　  2)、串液
     产生原因：①由于板材选择不当导致板片腐蚀产生裂纹或穿孔。②操作条件不符合设计要求。③板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。④板片泄漏槽处有轻微渗漏，造成介质中有害物质（如C1）浓缩腐蚀板片，形成串液。　　
处理方法：①更换有裂纹或穿孔板片，在现场用透光法查找板片裂纹。②调整运行参数，使其达到设计条件。③换热器维修组装时夹紧尺寸应符合要求，并不是越小越好。④板式换热器板片材料合理匹配。
　  3）、压降过大
     产生原因：①运行系统管路未进行正常吹洗，特别是新安装系统管路中许多脏物（如焊渣等）进入板式换热器的内部，由于板式换热器流道截面积较窄，换热器内的沉淀物和悬浮物聚集在角孔处和导流区内，导致该处的流道面积大为减小，造成压力主要损失在此部位。②板式换热器首次选型时面积偏小，造成板间流速过高而压降偏大。③板式换热器运行一段时间后，因板片表面结垢引起压降过大。
处理方法：①清除换热器流道中的脏物或板片结垢，对于新运行的系统，根据实际情况每周清洗一次。清洗板片表面水垢（主要指CaCO₃。）时，选用含0．3氨基磺酸溶液或含0．3乌洛托平、0．2苯胺、0．1硫氰酸钾的0．8硝酸溶液作为清洗液，清洗温度4O～6O℃。不拆卸设备化学浸泡清洗时，要打开换热器冷介质进、出口，或安装设备时在介质进、出口接管上安装DN25清洗口，将配好的清洗液注入设备中，浸泡后用清水清洗干净残留酸液，使pH≥7。拆开清洗时，将板片在清洗液中浸泡30min，然后用软刷轻刷结垢，最后用清水清洗干净。清洗过程中应避免损伤板片与橡胶垫。若采用不拆卸机械反冲洗方法，应事先在介质进、出口管路上接一管口，将设备与机械清洗车连接，把清洗液按介质流动的反方向注入设备，循环清洗时间1O～15min，介质流速控制在0．05～0．15m/s。最后再用清水循环几遍，使清水中Cl质量浓度控制在25mg/I以下。②二次循环水最好采用经过软化处理后的软水，一般要求水中悬浮物质量浓度不大于5mg/L、杂质直径不大于3mm、pH≥7。当水温不大于95℃时，Ca、Mg浓度应不大于2mmol/L；当水温大于95℃时，Ca、Mg浓度应不大于0．3mmol/L、溶解氧质量浓度应不大于0．1mg/L。
　　③对于集中供热系统，可以采用一次向二次补水的方法。
   4）、供热温度不能满足要求
     产生原因：①一次侧介质流量不足，导致热侧温差大，压降小。②并联运行的多台板式换热器流量分配不均,换热器内部结垢严重。
　  处理方法：①增加热源的流量或加大热源介质管路直径。②拆开板式换热器清洗板片表面结垢。