说明]板式换热器技术与维护

说明]板式换热器技术与维护内容摘要：

明过滤器失效 ,应及时清扫过滤器。 (5) 换热板片结疤时 ,切忌用钢丝刷子来洗刷 ,尤其是不锈钢板片 ,以防止加速板片的腐蚀。 (6) 拆卸氯气处理的钛材板片时 ,严禁与明火接触 ,以防氧化。 (7) 检查密封垫片是否有老化、裂纹等缺陷 ,禁止用硬的物品在表面上乱划。 (8) 板式换热器的一个板片损坏而无备件时 ,可将此板片和相邻的板片同时取下 ,再拧紧夹紧螺栓。 (9) 板片组装时 ,可用刷子将 密封胶涂在板片的沟槽内 ,然后压入密封垫片 ,最后把板片组装起来即可。 5 结论 板式换热器是一种结构紧凑、高效的新型换热设备。 在氯碱生产中应用新型的板式换热器 ,占地面积比列管换热器减少 80 % , 投资降低 50 %～ 70 % ,传热效率提高了 400 %～ 500 %。 由于选用的材质较好 ,使用中只要按规程操作就可以保证氯碱装置安全长周期运行。 同时板式换热器质量轻 ,换热器外不需要保温。 在使用中如果阻力增大或结垢 ,清洗比较容易。 板片损坏或密封垫片泄漏时 ,拆卸、检修也比较方便。 因此在氯碱生产中应尽可能选用板式换热 器。 板式换热器中常用液体的污垢系数值 液体名称 污垢系数 (℃ .m2./W) 软化水或蒸馏水 城市用软水 城市用硬水 处理过的冷却水 沿海或港湾水 大洋的海水 河水、运河水 机器夹套水 润滑油 植物油 有机溶剂 水蒸气 1. 板式换热器原理图 2 板式换热器的使用方法及维护 板式换热 器的装置 在用板式换热器作清汁加热时，换热器要尽量靠近蒸发罐，缩短清汁和汁汽的管路，减少温度降。 最好将换热器前的入汁阀作为蒸发罐的入汁阀来控制 (即不用换热器与蒸发罐之间的阀门控制 )，避免在蒸发罐关小入汁阀时在换热器内产生附加压力甚至水锤现象。 在进汁量减少时要同时关小它的进汽 (或热水 )阀，避免器内温度和压力过高。 板式换热器的连接管路要适当处理。 要防止管路的重量及热胀冷缩的拉力或推力作用在它的连接法兰上，换热器的连接管路应装 90176。 弯头。 它的进汽阀之前应有泄水阀，开机前将管内积水及污物排去，防止开机时发生水击及 带入污物。 物料管应设旁路及阀门，最低处设排底管。 并应有试水压的接头，开用前分别对两面的通道试水压检查。 各连接管口应装温度计和压力表。 在用蒸汽加热时，汽凝水温度应只稍低于蒸汽温度 (以饱和计算 )，若下降过大则说明器内有积水，这会明显降低它的传热性能。 换热器应配有良好的汽凝水排除设备。 板式换热器的多块板片通过两侧的端盖和多个螺栓压紧成为一个整体。 其中一侧的端盖是固定在机架上并用以连接管路，另一侧端盖在装拆时可沿导轨移动。 在物料全部为单程流动时，冷热流体的进出口共四根管子都连接在固定的端盖上，这种方式最便于管理 和安装。 此时全部板片的四角都开大圆孔，从头到尾贯通。 每件板片的同一侧面都牢固地粘着一件有弹性的垫片。 将螺栓上紧后，被压紧的垫片厚度等于板片波纹突出的高度，此时板片与垫片的突出端位于同一平面上，互相紧贴。 垫片厚度一定要准确。 如垫片过厚，则板片波纹不能互相接触，受压时会变形；如垫片不够厚，则上紧螺栓时会使板片波纹顶端紧贴后再压入而形成小凹坑，以后易穿孔泄漏。 瑞典 AM20型的板片，所配垫片在压紧后的厚度为。 在安装之前，要先将垫片与板片粘结固定成为一体。 板片在装置垫片的位置上压有相应的凹坑，放入垫片 ，根据垫片的材质使用规定的胶粘剂和工艺进行粘结 (某些垫片和粘合剂要经过加热硬化 )。 这种做法在已有的设备需更换垫片时比较麻烦，处理不好时会泄漏。 国外厂家近年制造的板式换热器，可以不用粘合而用“搭扣式” (Clip on) 的固定方法，板片上装置垫片的位置处有特殊的结构，装上小扣环就可将垫片固定在沟槽内。 这种方法简单易行，拆除更换旧垫片亦容易。 这对于垫片易老化的使用场合更为适合。 板式换热器的装拆 新购买的换热器已装好成一个整体，可整体安装。 如非必要，不应拆开。 板式换热器的拆卸和再安装是很细致的工作，需由 有经验的人员按一定的规则进行，以确保安装后密封良好，能正常使用。 不正确的装拆和安装会造成密封不良以至板片变形损坏，难以复原。 换热器在拆卸之前要用钢尺测量板片组原来的厚度，应当分别在设备的上下左右四角分别测量并做好记录。 在再安装时应尽可能恢复这一厚度。 如增减板片数量，应先算出正确的总厚度。 例如，用 BR50 板片 80 片，其公称厚度为： 80 (３．８ + ) = ３５２ mm 安装压紧后的厚度与公称值之差应小于 1%，上例厚度应在３４７～３５７ mm之间。 板式换热器通常用 6～ 12个螺栓压紧成整体。 在装拆时 这些螺栓应均匀平衡地上紧或放松，决不可松紧不匀。 在拆卸放松螺栓时，应先放松中部螺栓，然后到四角。 初时每次 1～ 2圈，以后多些，重复多次至完全松开。 要求在放松过程中，在四角测量板片总厚度，左右偏差不超过 10mm，上下偏差不超过 25mm。 在上紧螺栓时，应先上紧四角螺栓，再上紧中部螺栓，逐小进行，反复多次。 要求上紧过程中板片组总厚度的不对称偏差亦不超过上述数值。 装拆螺栓应当用一定长度的扳手，使施加的力矩适当。 如 BR50型的紧固螺栓为 M30，规定扳手长度为 500mm。 国外供应的板式换热器常提供一个“限力扳手”， 限定其上紧力矩不超过一定限度 (当施加力矩过大时扳手自动打滑 )。 过长的扳手和过大的力矩是有害的，它可能使垫片压缩过度，以至将板片波纹顶部压成小凹坑。 国内某糖厂的板式换热器就因此造成多块板片在该处穿孔而报废。 在上紧或放松螺栓时，另一端是被端盖管制而不能转动的。 换热器拆开后，板片应悬挂在机体支架上，如需卸下来清理，要放在平滑的平台上，不可放在不平的地面上，更不可将多件板片叠起成堆，以免板片弯曲变形。 每件板片在清理后应即挂回原位。 不可用锤敲击，不锈钢薄板受锤击会引起内部结构变化，降低其防锈性能。 在检查全部板片 (可 用渗漏剂）和垫片正常后，即将螺栓上紧复位。 板式换热器的清洗 板式换热器因其内部物料湍流强烈且板片表面很光滑，生成积垢较少，故亦称为“自洁式换热器”。 如果在运行期间定期加大物料流量或使物料反向流动，可以将它内部的一些沉积物冲去，延长换热器的工作周期。 在需要把换热器打开清洗前，先大量泵水冲洗也可除去其内部的部分沉积物。 现代的化学工业和食品工业大力发展各种容器设备的化学清洗，简化清洗工作，板式换热器也如此。 食品工业中近年普遍推广“原位自动清洁技术” (Automatic Cleaning InPlace，简称 CIP)，容器设备不用拆卸打开，分别用化学药剂和水进行清洁，由电脑按程序自动控制操作，大大提高了清洗工作的效率。 对清净剂的配方和使用方法也不断研究改进。 板式换热器的材料能抵受多种化学药剂的作用，而且它的内部容积较小，很便于用化学清洗。 所用的化学药剂视积垢的种类和成份而定，如有机沉积物可用 2%NaOH 或碱性洗涤剂溶液，氧化物或碳酸盐沉积物用 2%聚偏磷酸钠或三聚磷酸钠、或 5%乙二胺四乙酸、或 %硝酸 (按浓硝酸容积计 )，使用温度为 50℃，最高 70℃。 化学清洗后再反复泵水洗净。 在良好的情况下，板式换热 器可以常年不拆开。 在确实需要拆开清洗时，要小心操作，将板片逐件用水冲洗，用软布或软刷洗抹，或配合用适当的清洁剂。 不可使用钢刷或其它坚硬的工具，以免把板片表面刮花。 清洗后应即装回和紧固。 板式换热器的结构与参数 板式换热器是由数十块 (或更多 )平板式换热片叠在一起压紧构成。 板片是优质不锈钢板或钛板，厚 ～ ，用大型液压机在其表面上压出特殊设计的波纹。 在板片的一侧表面上紧贴着用有机材料 (丁晴橡胶、氟橡胶等 )制造的垫片，以保持板片间的密封性。 这些板片的两侧用刚性的端盖及用多个 (6～ 12个 )螺栓 压紧，成为一个整体 (与板框式压滤机相似 )。 每两件板片之间的空隙与垫片共同构成流体的通道，物料由上而下或由下而上连续流动。 每块板片的两侧分别流过冷的和热的流体，通过板片进行热交换，如下图所示。 板片的波纹型式很重要，它决定了板片的工作特性。 主要的波纹型式有：水平平直式 (或称洗衣板形 )、斜纹式、人字式 (Ｖ字形 )和双人字型 (Ｗ字形 )，斜形的波纹又有不同的斜角。 换热板片波纹的设计和制造是板式换热器的技术关键。 板片的波纹深度一般为 5～ 6 mm ,垫片在压紧后的厚度和它相同，这样垫片与板片波纹的顶部是在同一平面 上，互相紧贴。 板片的四角各有一个大圆孔，分别作为冷热流体的进出通道。 板片的波纹有两个很重要的功能： １、提高传热性能。 物料在两件波纹板之间的缝隙通过，这些波纹使流体不断改变流动方向，产生旋转和扭转，形成许多微细的涡流，从而使流体内各部分的质点不断迅速转移，使热交换迅速进行；流体的强烈湍流还减少了悬浮微粒在换热面上的沉积和结垢，故被称为“自洁式换热器”；表面压成波纹也使实际换热面积增大了百分之几十；所有这些因素都显著加强了传热过程，使它的传热系数比一般管式加热器提高几倍。 ２、提高板片的刚性和受压能力。 在 板片组合压紧以后，相邻两板间有很多波纹的突出点互相接触，形成很多支承点，从而大大增强了板片的刚性。 因此，虽然板片的厚度很薄而面积又很大，也能承受相当高的压力。 换热面的厚度比用加热管小得多，就大幅度减少了材料消耗和设备重量。 板式换热器的型号以板片的型号来代表，每种型号的板片有一定的换热面积和传热特性。 每台换热器所用板片的数量视所需的总面积而定，变化幅度可以很大。 换热器的框架长度则按安装板片的需要，每种型号均有几个不同长度的等级。 板式换热器的板片是垂直放置的，物料从上方入，下方出；或从下方入，上方出 ；冷和热的物料安排成反方向流动，以取得最大的有效温度差，达到最高的效率。 如果用蒸汽加热，应从上方进汽，下方排出凝缩水，被加热的物料则从下方入，上方出。