新闻动态
BR02型板式换热器失效分析及处理点击：1865 日期：[ 2014-04-26 22:21:19 ] |
| BR02型板式换热器失效分析及处理 戴新西 (湖南大乘资氮集团有限公司) 摘要：概述了BR 02型板式换热器的运行状况和主要存在问题，分析了其失效原因，介绍了改造措施和进行解体检修的方法及其注意事项。 关键词：板式换热器失效分析检修 板式换热器作为一种新型高效的热交换设备，具有传热系数高、对数平均温差大、占地面积小、重量轻、价格低、末端温差小、污垢系数低、清洗方便、易改变换热面积和流程组合等优点，现已广泛应用于石油、化工、电力、食品饮料、城市民用建筑供热等行业。我公司氮氢气压缩机、二氧化碳压缩机及螺杆冰机的油冷却系统中现共有19台BR02型板式换热器，其性能参数见表1。该型板式换热器采用简单夹紧式框架结构和“U”形流程组合，两种流体进行全逆流换热。自1993年起逐台投入使用，运行状况良好，能较好地满足工艺要求。但一般连续使用2年左右，其换热效果便明显下降并迅速恶化.必须进行解体检修。 1 存在问题 在历次的板式换热器解体检修中发现主要存在如下问题: (1) 循环水侧板片表面结垢严重，垢层底部较硬，与板片结合牢固，表层较厚，为灰黑色疏松沉积泥沙，严重处板片波形槽基本填满。 (2)循环水侧冲积异物较多，主要由絮状物、腐化物和循环水系统塑料填料碎片等聚集而成，造成片间流体通道多处局部堵塞。 (3) 密封垫片局部老化、龟裂、脆硬，丧失密封作用，特别是润滑油侧较为严重且部分发生塑性变形。 2 失效分析 根据上述现象，我们对其失效原因作出如下分析: (1) 该型板式换热器板片的流体通道为人字形波纹沟槽，波纹深约3. 2mm，波纹间距18mm，面向板片贴胶垫的那面人字形朝下的A板(如图la所示)和人字形朝上的B板(如图lb所示)交替组装，从而相邻两板片间形成纵横交错的狭窄网络通道。而我公司的循环冷却水系统采用敞开式，杂质、悬浮物较易进入，虽循环水出口设有粗滤网，但换热器入口处均未设精滤网，造成系统中的填料碎片、絮状物和腐化物等杂物在换热器狭窄的通道内聚集，形成多处局部堵塞。 (2)循环水在板式换热器通道内流动时，由于循环水与板片间摩擦阻力的影响，造成水垢的逐渐形成，特别是换热器通道的局部堵塞，导致循环水流动阻力增大，局部流速下降，形成局部表面高温，大幅度加速水垢的形成和发展，甚至产生因局部堵塞而引起水垢发展，更广泛的局部堵塞引起更快的水垢发展的恶性循环。 (3) 我公司循环水来源于资江，其水质由于上游城镇工业的不断发展以及水源附近不合理挖沙作业的影响，总硬度及微小颗粒泥沙含量越来越高，再加之循环水中长期使用腐植酸系列ZHS-Y水稳剂作水质稳定剂，进一步加剧了污垢、絮状物、腐化物的形成和发展。 (4) 循环水中所加化学试剂尤其是润滑油对丁11青橡胶的轻微腐蚀作用，使用时间过长后造成部分密封垫片老化、龟裂、脆硬甚至发生严重塑性变形而失效。 3 处理办法 3. 1 改造 3.1.1 增设再生式冷却系统 所谓再生式冷却系统，就是在板式换热器同一流体的进出口管线之间增设管道和阀门.然后通过阀门的调节变换两流体的流向，使之反洗，以消除积存在板片上的杂质。图2所示为循环水侧工艺流程示意图，其中图2a所示为改造前正常工艺流程，也就是改造后在循环水侧关闭所增设的阀门时的正常工艺流程，图2b所示为改造后反洗工艺流程，也就是改造后在循环水侧关闭原进出口阀门、打开所增设的阀门时的反洗工艺流程。分别对流经板式换热器的循环水和润滑油这两种换热流体的管线进行改造后，就换热器本身而言，正常工艺和反洗工艺两种工作状态没有差别，从而可以使板式换热器在正常运行过程中大大地减轻杂质对板间通道的堵塞。 3.1 .2 循环水侧增设过滤器 在板式换热器循环水进口管线上增设一个装有精滤网的二级过滤器及相应副线，并定期使用副线运行，拆下过滤器对精滤网进行清洗，有效防止了填料碎片等杂质进入换热器。 3.2 解体检修 3.2 . 1 板式换热器的解体 可根据板式换热器的检修时间和情况，安排进行现场解体检修或整体拆下后吊到适当位置再进行解体检修。解体前，先用卷尺仔细测量两压紧板之问的距离B值，以留备用，再用扳手将夹紧螺母按照对角交叉的顺序分组均匀松动，螺母松开后卸除夹紧螺杆，然后把活动压紧板移到立柱一端，再将板片托起，把板片移到上导杆缺口处，前或后倾斜拿出板片。 3.2 . 2 板 片 的清洗和保护 保持板片的清洁是保持板式换热器高传热系数的重要条件之一。在板片间，介质是沿着狭窄曲折的通道流动的，即使产生不太厚的垢层，也将引起流道的较大变化，显著地影响流体的流动，使压降增大，传热系数下降。对于一般污垢，采用化学清洗法或机械(物理)清洗法即可，而对于硬厚污垢层，则必须采取先用化学清洗法软化垢层，再用机械(物理)清洗法除去垢层的综合清洗法清洗，以保证板片表面的清洁干净。根据我公司所用板式换热器循环水侧污垢特点，采取了如下方法: (1) 异物杂质和沉积物的清洗:采用机械(物理)清洗法，用柔软刷子和清水进行人工洗刷。 (2) 硬厚垢层的清洗:根据板片规格制作一个I勾部空间为1200 X 350 X 500mm的水槽，将所拆板片放入槽中，常温下用5%的硝酸溶液浸泡8h左右，捞出后用软毛刷和清水清洗干净即可。当然，对于结垢不很严重的板片，或者由于检修时间的限制不能采用综合清洗法清洗时，采用不锈钢丝刷或不锈钢清洁球和清水仔细刷洗，也能将板片基本清洗干净。 3.2 . 3 板 片密 封槽的清洗 板式换热器的密封垫片是一个关键的零件，我国大多采用以粘贴剂将垫片粘贴在板片的垫片槽内的“粘贴型”密封结构。用于BR02型板式换热器的密封垫片与板片间粘结的粘结剂为用于粘接塑料和橡胶的401瞬干胶，它与不锈钢板片的结合强度适中。更换垫片时，将板片平放在平板上，用螺丝刀翘起垫圈，轻轻撕下。对于垫片槽中的残胶，采用不锈钢丝刷或不锈钢清洁球配合丙酮仔细地轻轻刷洗，尔后用清水冲洗即可。 3.2 .4 板片的检查 板片清洗干净后要严格地逐片进行宏观检查，必要时须进行透光、着色或渗透检测，任何板片不得存在如下缺陷: (1) 表面不允许有超过厚度公差的凹坑、划伤、压痕、毛刺等; (2) 波纹深度和垫片槽深度偏差应不大于士0. lmm; (3) 板片换热部分和密封槽均不得存在腐蚀穿孔或裂纹，若板片换热部分存在穿孔或裂纹，可采用氮弧焊仔细焊补并打磨的方法进行修复。 3.2 .5 新 胶条 的粘接 (1) 用干净布将密封垫和板片密封槽擦拭干净，必要时再进一步用电吹风对板片密封槽进行吹干吹净。应确保垫片上和板片密封槽内没有水分、砂子、油污、铁屑和焊剂等杂物，以免损坏密封，引起泄漏。 (2) 把401粘接剂均匀连续地涂在密封槽底部。 (3) 迅速将干净的新垫片轻轻展开，按正确的方位放入板片密封槽内，贴合均匀，并用手轻轻压实。 (4) 把粘好密封垫的板片逐片整齐地叠放在平台上，盖上平板并以2kPa的压力压以重物，在阴凉、通风的地方自然干固3h o (5) 固化结束后逐片进行检查，对局部余胶予以清除。胶条密封线不得存在横向缺陷。对于胶条脱槽、流动、扭转的应进行重新清理、粘接。 3. 2 . 6 组 装 清理换热器固定夹紧板与活动夹紧板，然后依照该换热器流程图，由固定夹紧板侧，按照A, B板交叉排列的规定顺序将A, B板交替挂到框架导杆上。这道工序应仔细确认，不得挂错挂反。在夹紧螺杆紧固过程中，先用手按照对角交叉的顺序分组均匀地将螺母拧到不能再紧为止，然后用扳手按以上顺序将每个螺母均匀拧进大约7mm(M30夹紧螺母为2圈)。此后整个过程按该顺序将螺母均匀紧固到需要的B值，并要求一边紧固一边细查，注意是否有垫片、板片发生错位的现象。至于该B值则按设备标牌上给定的氏。二、Bmin和解体前所测量的B值以及检修过程中密封垫片更换的多少等因素综合考虑确定。同时，在任何情况下均严禁B<Bmin，以防板片接触处损坏。 3.2 . 7 液压试 验 板式换热器液压试验的液体一般采用水，水温应不低于5'C，水中C1一含量应小于25ppm,要求对介质的两个侧程分别进行试压。试压时，应缓慢升压至规定的试验压力，保压30min无内、外泄漏为合格。 4 结语 (1) 实施上述两项改造后，可基本杜绝填料碎片等杂物在板间通道的聚集，有效缓减板间垢层、絮状物和腐化物的形成和发展，成倍地延长板式换热器的检修周期(至6年以上)。 (2) 板式换热器作为一种新型高效的热交换设备，解体检修必不可少。由于其结构特点和检修要求的限制，要确保检修一次成功是比较困难的。因此，这一项工作必须非常认真、细致地去做。上述方法和措施的采用使我公司的板式换热器解体检修均取得一次成功，且运行状况良好。 参考文献 1 杨祟麟主编.板式换热器工程设计手册.北京:机械工业出版社 ， 1998. |
| 上一篇：新型现场监测换热器技术简介及实验 | 下一篇：12Cr2AIMoV钢换热器芯子焊接制造 |