板式换热器常见故障简析及防护措施

张林林

(太原市热力公司，山西太原 030001)

板式换热器是一种高效、紧凑的新型换热器，与具有同样换热能力的其他换热器相比，其占地面积小(仅为管式换热器的1/3)、传热效率高(其传热系数比管式换热器高3倍～5倍)、质量轻、拆卸方便、便于维修，同时热损失小(热回收率可达90%以上)，不需保温，主要应用于水—水换热系统。所以在集中供热系统中得到了广泛的应用。

1 板式换热器的结构

板式换热器主要是由传热板片、前后端板、定位螺栓、压紧螺栓、垫片、接口管等组成(见图1)。板式换热器的核心传热元件是波纹板，当冷热介质在波纹形成的特殊流道中通过时，在流速的作用下发生湍流(雷诺数R0约为200)，由传热学原理可知，当流体为湍流流动时，可以破坏流体的边界层，减少界面上的热阻，强化传热效果。每块板片的周边密封槽内粘有垫片，通过压紧装置压紧后起到密封的作用，并且在相邻两板片之间形成流道。此密封垫片的作用不仅把流体密封在换热器内，而且还使换热流体分隔开，不致互相混合。在每块板片的四角有孔口，通过与垫片的配合使两对角的孔与板面上的流道接通，而其余两孔靠垫片与板面上的流道隔开。在热力站运行中，一次网的热介质与二次网的冷介质在流道内逆向对流传热，热介质将热能传递给板片，板片将热能传递给板片另一侧的冷介质，从而达到冷介质温度升高后给热用户供热的目的。

图1 板式换热器结构

2 板式换热器的常见故障

新投运的板式换热器若达不到工艺要求，则应检查设计参数、设计计算及安装工艺等是否正确，再决定是否增加或减少换热片数以改变流程组合或者增加(减少)供热面积。

若板式换热器是经过一段时间运行后或者是检修重新组装后出现内漏(串液)、外漏、压力降增大，介质出口温度上升或下降问题时，为保证换热器的热效率则应从以下几方面分析及防护。

2.1 内漏

内漏是指换热器内介质由于某种原因由高压侧向低压侧渗漏。

1)产生原因。

a.板片泄漏槽处有渗漏现象，导致介质中的有害物质腐蚀板片，从而使板片发生裂纹或穿孔。b.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。c.运行条件不符合设计要求。

2)防护措施。

a.更换有裂纹或穿孔的板片，板片材料要合理匹配。b.换热器检修完毕后组装时的加紧尺寸要严格遵守设计要求，不能一味地夹紧。c.调整运行参数，使其达到设计值。

2.2 外漏

外漏是指换热器内部的介质向外部空间的渗漏。

1)产生原因。

a.夹紧尺寸不符合设计值、各处夹紧尺寸不均匀(各处偏差不应大于3 mm)或者夹紧螺栓松动。

b.垫片存在老化、损坏或者被腐蚀而滑离密封槽，或者密封面上存在杂质等污物。

c.板片发生变形或者密封区域有裂纹。

2)防护措施。

a.在无压状态下，按设计夹紧尺寸夹紧设备，尺寸应均匀一致，夹紧尺寸的偏差应不大于±0.2N(mm)(N为板片总数)，两夹紧板间的平行度应保持在2 mm以内。

夹紧尺寸A值的计算:

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 为板片数;4.0 mm，2.5 mm，2.55 mm，3.0 mm 分别为不同型号的板间距;0.5 mm为板片厚度。

b.在外漏部位做好标记，再打开换热器更换垫片或者清洁板面。

c.打开换热器，对变形部位进行修理或者更换板片，再者没有备用板片的情况下，可先将变形或者损坏的板片成对地抽出取下后重新组装夹紧，如果损坏的片数不太多，那么减少的换热能力也不至于对生产产生太大的影响，待有备用时再重新组装。

2.3 压力降增大

1)产生原因。

a.热力站软化水质不符合操作规程中的硬度要求，从而在换热器板片间形成水垢。

b.在换热器首次选型时，换热面积过小导致板间流速过大。

c.新投运的热力站由于施工、人为及环境因素，导致有杂质(如焊渣、铁锈、泥沙、瓦块等)残留在管道内，随着循环水进入换热器从而造成堵塞。

2)防护措施。

a.进行酸洗。加强管理二次网水质质量，严格把关，按设计水质进行软化。或者对于失水量很小的热力站可采用一补二的补水方式。

b.当确定为换热面积过小导致压降增大时，可按设计值进行核算后拆除部分板片。

c.清除换热器流道中的脏物或结垢，对于新投运的热力站，可在换热器投运之前，先利用连通管进行冷运行，循环一定时间后，把除污器和滤网内的杂物清除干净，重复进行，直至把异物彻底清理干净。再将换热器并入系统开始换热运行。

2.4 介质出口温度上升或下降

1)产生原因。

a.一次侧温度低或者流量不足导致二次网出口温度偏低。

b.并联运行的多台换热器间流量分配不平衡，导致各个换热器出口温度不一致。

c.换热器内结垢现象严重，使得换热能力大打折扣。

2)防护措施。

a.提高热源出口温度、增加一次网的循环流量或者加大一次管网管路直径。

b.通过调节一次侧热进或者热出阀门来平衡并联各台换热器的流量。

c.通过化验人员严格把关，提高冷热介质的水质质量，减少结垢现象的发生，通过酸洗，反冲等方式清理污垢。

3 结语

新投运的热力站内换热器在试运行前，应对站内管道进行冲洗，以除去循环系统中的焊渣、泥沙等污物，避免造成换热器堵塞。

当热力站出现停电、跑水等其他运行故障时，应关闭一次网供回水阀门，以防换热器单侧受到正常压力几倍的冲击压力而使换热器发生渗漏。

如果换热器需要停运很长时间(比如停暖的夏季)，应将换热器内部通过疏水阀放空，并根据实际情况进行清洗。