
板式换热器知识大全疑问百科日常维护使用手册,换热器是很多工业部门广泛应用的一种常见设备,通过这种设备进行热量的传递,以满足生产工艺的需要。可按用途、换热方式、结构型式三种不同的方法进行分类。按结构型式分类如下:
换热器分为管式换热器、板式换热器、新型材料换热器和其他型式的换热器。管式换热器又分为:套管式换热器、山东管壳式换热器、沉浸式换热器、喷淋式换热器和山东翅片管式换热器。板式换热器又分为:夹套式换热器、平板式换热器、伞板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器和板壳式换热器。新型材料换热器分为:石墨换热器、聚四氟乙烯换热器、玻璃换热器和钛材及其他稀有金属材料换热器。其他形式的换热器包括回转式换热器和热管。
因为换热器大多是以水为载热体的换热系统,由于某些盐类在温度升高时从水中结晶析出,附着于换热管表面,形成水垢。在冷却水中加入聚磷酸盐类缓冲剂,当水的PH值较高时,也可导致水垢析出。初期形成的水垢比较松软,但随着垢层的生成,传热条件恶化,水垢中的结晶水逐渐失去,垢层即变硬,并牢固地附着于换热管表面上。
此外,如同水垢一样,当换热器的工作条件适合溶液析出晶体时,换热管表面上即可积附由物料结晶形成的垢层;当流体所含的机械杂质有机物较多、而流体的流速又较小时,部分机械杂质或有机物也会在换热器内沉积,形成疏松、多孔或胶状污垢。
当管束有轻微堵塞和积垢时,借助于铲削、钢丝刷等手工或机械方法来进行清理,并用压缩空气,高压水和蒸汽等配合吹洗。当管子结垢比较严重或全部堵死时,可用管式冲水钻(又称为捅管机)进行清理。
冲洗法有两种。第一种是逆流冲洗,一般是在运动过程中,或短时间停车时采用,可以不拆开装置,但在设备上要预先设置逆流副线,当结垢情况并不严重时采用此法较为有效。第二种方法是高压水枪冲洗法。对不同的换热器采用不同的旋转水枪头,可以是刚性的,也可以是绕性的,压力从10MPa至200MPa自由调节。利用高压水除污垢,无论对管间、管内及壳体均适用。高压水枪冲洗换热器效果较好,应用广泛。
换热器管程结垢,主要是因为水质不好形成水垢及油垢的结焦沉淀和粘附两种形式,用化学法除垢,首先应对结垢物质化验分析,搞清结垢物性质,就可以决定采用哪种溶剂清洗。一般对硫酸盐和硅酸盐水垢采用碱洗(纯碱、烧碱、磷酸三钠等),碳酸盐水垢则用酸洗(盐酸、硝酸、磷酸、氟氢酸等)。对油垢结焦可用氢氧化钠、碳酸钠、洗衣粉、液体洗涤剂、硅酸钠和水按一定的配比配成清洗液进行清洗。采用化学清洗的办法,现场需要重新配管,比较花费时间。
根据换热器使用条件、加工条件的不同,基本可分为胀接、焊接、胀焊并用三大类。
其中胀接又可分为:机械胀管、液压胀管、液袋胀管、橡胶胀管、爆炸胀管、脉冲胀管、粘胀等。
胀焊并用分为:强度焊+贴胀、强度焊+强度胀、强度胀+密封焊、强度胀+贴胀+密封焊、强度焊+强度胀+贴胀。
(1)液压试验时,圆筒的薄膜应力不得超过试验温度下材料屈服点的90%;在气压试验时,此应力不得超过试验温度下材料屈服点的80%;(2)制造完工的换热器应按GB150“钢制焊接压力容器技术标准”的规定进行压力试验;(3)换热器需经水压试验合格后方可进行气密性试验;(4)压力试验必须用两个量程相同的并经过校正的压力表。压力表的量程在试验的2倍左右为宜,但不应低于1.5倍和高于4倍的试验压力;(5)换热器的开孔补强圈应在压力试验以前通入0.4~0.5Mpa的压缩空气检查焊缝质量;(6)水压试验和气密性试验的试验介质、试验温度、试验方法要严格按照容器压力试验的有关规定进行;(7)换热压力容器液压试验程序应按GB151规定进行;(8)水压试验和空密性试验在确认无泄漏后,应保压30min。
为了查明管子的泄漏情况,首先要作水压试验,一般均采用在管子外侧加压力的外压试验。其方法是:把水通入壳体,保持一定时间,用目测检查两端管板处管子的泄漏情况,对漏管做出记录。
管子本身的泄漏一般情况下是无法修复的,假如泄漏管子的数量不多时,可以用圆锥形的金属堵头将管口两端堵塞,如管程压力较高时,堵紧后再焊住更可靠。堵头的长度一般为管内径的2倍,小端直径应等于0.85倍的内径,锥度为1:10,堵头材料的硬度应低于或等于管子的硬度。用堵管来消除泄漏时堵管数不得超过10%。
换热器腐蚀的主要部位是换热管、管子与管板连接处、管子与折流板交界处、壳体等。腐蚀原因如下:
由于介质中污垢、水垢以及入口介质的涡流磨损易使管子产生腐蚀,特别是在管子入口端的40~50mm处的管端腐蚀,这主要是由于流体在死角处产生涡流扰动有关。
换热管与管板连接部位及管子与折流板交界处都有应力集中,容易在胀管部位出现裂纹,当管与管板存在间隙时,易产生Cl+的聚积及氧的浓差,从而容易在换热管表面形成点坑或间隙腐蚀使它成为SCC的裂源。管子与折流板交界处的破裂,往往是由于管子长,折流板多,管子稍有弯曲,容易造成管壁与折流板处产生局部应力集中,加之间隙的存在,故其交界处成为应力腐蚀的薄弱环节。
由于壳体及附件的焊缝质量不好也易发生腐蚀,当壳体介质为电解质,壳体材料为碳钢,管束用折流板为铜合金时,易产生电化学腐蚀,把壳体腐蚀穿孔。
一、小修内容1)拆卸换热器两端封头或管箱;2)清洗、清扫管子内表面和壳体异物。并检查换热器两端盖、管箱的腐蚀、锈蚀、裂纹、砂眼等缺陷;3)对管束和壳体进行试压和试漏;4)检查螺栓及保温、防腐;5)进行局部测厚。二、中修内容1)包括小修内容;2)抽出管束清理、清扫、清洗,并检查换热管的变形和弯曲情况;3)检查隔板和折流板及拉杆螺栓的腐蚀情况;4)检查换热器各密封面情况,表面不应有划痕、凹坑和点蚀。三、大修内容1)包括中、小修内容;2)全面检查换热器的运行情况,并对管板与管子焊接处进行着色检验。
管壳式换热器日常维护和监测应观察和调整好以下循环水的工艺指标。一、温度温度是换热器运行中的主要控制指标,从换热器进出口流体温度变化的情况可分析换热器的换热效果,判断换热器传热效率的高低,主要在传热系数上,传热系数低其效率也低,由进出口的温度可决定对换热器进行检查和清洗。二、压力换热器列管若干结垢严重,则阻力增大,所以日常要对换热器的进出口压差进行测定和检验,特别对高压流体的换热器更要特别重视,如果列管泄露,高压流体一定向低压侧泄漏,造成低压侧压力上升较快,甚至超压。所以必须解体检修或堵管。三、振动换热器内部的流体流速一般较高,由于流体的脉冲和流动都会造成换热管的振动,或者整个设备振动,但最危险的是工艺开车过程中,提压或加负荷较快,很容易引起换热管振动,特别是在隔板处,管子振动的频率较高,容易把管切断,造成断管泄漏,遇到这种情况必须停机解体检查,检修换热器。
(1)板式换热器拆卸前,首先测量板束的压紧长度尺寸,做好记录(重装时应按此尺寸);
(3)取下各板片上的密封垫片,为防止用螺丝刀刺破板片,可采取液氮急冷法,使橡胶板条急冷变形,然后撕下;
(5)用灯光或渗透法检查传热板片有无裂纹或穿孔。检查板片上是否有凹坑或变形;
(7)重新组装。组装前首先用丙酮清洗密封槽,并用401号粘结剂,水平位置粘好密封条;
(8)粘好密封条的板片,每50片一组,用20~30mm慘的钢板压紧,在周围环境温度为30~35oC的范围内固化24h,可以挂片;
(13)整体试压。首先将板片一侧的流体通道的入口管盲死,装满水,然后在板片另一侧的工作介质通道出口管上加一带放气短管的盲板,在试压侧装上压力表。充满水后用手压泵加压,为操作压力的1.5倍,并保持30min,压力无下降即可连接外管。
测量组装压紧后板片的总长方度,一般可用下式计算:L=(δ1+δ2)n+δ2L——拧紧后板束总长度,mmδ1 ——板片厚度,mmδ2 ——密封板条压缩后的厚度(一般为未压缩厚度的80%,压缩量为20%,最大压缩量不超过35%),mmn——传热板数量。板式换热器计算板束总压缩量是压缩量为板束在螺栓拧紧前的长度与拧紧衙的长度差,与板束拧紧前的长度之比,其计算公式为:Ф=(L1+L2)/L1*100%Ф——板束总压缩量;L1——拧紧前的板束长度,mmL2——拧紧后的板束长度,mm板束总压缩量一般控制在20%以内。
板式换热器与列管式换热器比较有什么优点?(1)体积小,占地面积少。板式换热器占地面积为同样换热能力的列管式换热器的30%左右。(2)传热效率高。传热系数可达16700KJ/(m2*h*oC)[4000kcal/(m2*h*oC)],较之列管换热器高2~4倍。(3)组装方便。当增加换热泪盈眶面积时,只需多装板片,进出口方位不需变动。(4)金属消耗量低;(5)拆卸、清洗、检修方便,不易结垢。
板式热交换机组是由两个循环系统所构成,即冷侧循环系统和热侧循环系统。冷侧循环系统是由循环水泵和散热片、管道、阀门等组成。热侧循环系统是由热侧管道、阀门和锅炉系统组成。两个循环系统通过板式换热器进行热量交换,将热侧循环系统的热量传递到冷侧循环系统,经过散热片将热量传递到居民房间内。