板式换热器在船舶轮机中的应用

欧文武

摘要：船舶轮机事业在我国经济高速发展的背景下，获得宽广的发展空间，企业为了进一步提升船舶轮机运行效率，保证船舶轮机安全运行，需要了解船舶轮机内部元件对船舶轮机运行起到的影响。其中，板式换热器因为直接影响到船舶轮机运行效果，考虑到船舶轮机运行对我国经济发展的重要意义，为此以下将重点围绕板式换热器在船舶轮机应用后的表现，指出其存在的短板，分析板式换热器自身特征，并提升版式换热器在船舶轮机应用水平的建议。

关键词：船舶轮机;板式换热器;应用

0  引言

船舶轮机应用板式换热器可以通过热交换，提升船舶轮机运行的稳定性、可靠性。在此过程中观察板式换热器在船舶轮机中的运行效果，了解换热器对船舶轮机运行效率产生的影响，并针对当下换热器在船舶轮机运行期间存在的问题，提出进行有限元分析、固定板体底端、检查换热器、应用水油比热容差值、关注冲击加工等手段，提升船舶轮机运行的稳定性，还能降低轮机运行成本，具备极高的经济实践意义。

1  板式换热器概述

板式换热器应用于船舶中，可以在极大程度上保障船舶轮机安全运行，提升轮机运行的稳定性。应用板式换热器在设备运行期间，需要高度关注设备运行温度，根据掌握的设备运行信息，判断设备运行状态，从船舶安全运行层面出发，分析板式换热器特征，掌握其散热原理，以及其应用于船舶轮机后的优缺点，结合工作需要，灵活的选择不同类型的换热器，完成换热器选型作业。

1.1 工作原理

板式换热器由端板、盲板、通道板组合构成，完成热换器工作，将热空气由一个方向管道引流到另一个管道中，完成热换器传导工作。通过介质完成散热任务。板式换热器可以将热空气由一个管道传递到另一个管道，传递热空气的方式会根据不同散热器外形有所不同，但是换热器工作原理都是在介质的作用下，完成散热工作，通过热量传递防止船舶运行间业内部热量过高，致使设备运行失稳。

1.2 功能特征

1.2.1 板翅式换热器

板翅式换热器由封条、隔板、纸片组成，通过叠加换热元件产生逆流式形状，在船舶轮机运行期间，让气体穿过逆流式形状，从而完成隔气、换气的目的，完成换热工作。使用板翅式换热器通过高效紧凑的结构完成换热工作。但是其在运行期间容易堵塞，同时由于板式散热器构成异常复杂，一旦后期污垢堵塞结构，清洁工作不能有效开展。

1.2.2 平行板式板式换热器

平行板式换热器由几何相同的结构，采用叠加方式构成，平行板式板式换热器平角装板中留有极多的通道孔，为了可以实现热交换，还使用密封的垫片隔离通道，让热气通过结构完成气体交换作业，从而降低船舶轮机内部温度，虽然平行板式板式换热器可以完成热交换作业，但是其并不能进行大流量的传热工作，同时平行板式板式换热器可承受的热量有限，掌握平行板式板式换热器在熱交换方面的优缺点后，需要根据工作要求考虑是否应用平行板式板式换热器，因为其并不实用，同时经济价值并不高。

1.2.3 螺旋板式板式换热器

螺旋板式板式换热器结构特殊，采用两张金属薄板，确定其距离间隔，采用上下盖板连接，流体会从结构中心进入，并随着螺旋通道由四周流出，这种流转方式也常被称为逆流式传输。螺旋板式板式换热器与平行板式板式换热器、板翅式换热器相比，结构形成污垢的速度较慢，同时其换热面积非常宽广，这些都是螺旋板式板式换热器的优势，但是从掌握到的结果发现螺旋板式板式换热器因为其螺旋结构的换热方式，虽然结构形成污垢的速度很慢，但是在后期依然会形成污垢，同时污垢处理工作难度极大，螺旋板式板式换热器承载压力的能力弱。

2  船舶轮机应用板式换热器存在的弊病

板式换热器应用于船舶轮机后，虽然可以解决轮机导热问题，但是从后期得到的结果显示，板式换热器仍存在很多问题，虽然其可以让船舶轮机解决运行阶段热量过高的问题，但是由于不同的换热器结构不同，也会因为结构问题，致使其运行受到干扰，以下将重点分析板式换热器应用船舶轮机后存在的弊病。

2.1 结构应用问题

船舶运行涉及到很多层面，加强不同结构的配合，是船舶稳定运行的前提，板式换热器是船舶轮机可以稳定运行的重要装置，在换热作用下带走船舶轮机运行产生的巨大热量。但是将换热器应用板式换热器后，发现船舶轮机仍存在一定的问题，首先船舶设备虽然随着技术改造使其性能得到优化，但是对于设备而言，为保证其能正常运行，必须要使其结构紧凑，还应该提升各结构设计参数的精度，提升船舶整体质量，了解板式换热器是在船舶轮机应用后的效果，船舶各结构装置的质量也会影响船舶轮机运行效果。但是当下发现板式换热器与船舶轮机拼接结构并不紧凑。

2.2 冲击、振动应用问题

板式换热器在实际应用中冲击性较大，在冲击力的作用下会导致船舶发生一定程度的晃动，从而会影响到船舶运行的安全性。板式换热器在船舶轮机运行期间会因为外界冲击，导致船身发生一定的倾斜晃动，从而使得船舶轮机运行出现安全隐患。船舶轮机运行出现震动或晃动的情况，会对船舶运行形成极大的影响，因此板式换热器应用于船舶轮机后，需要考虑外界对船舶轮机形成的影响，同时需要考虑外界冲击与震动是否会影响到换热器换热效果。

2.3 冷却介质、氛离子浓度问题

板式换热器应用于船舶轮机后，需要考虑船舶运行氛离子浓度对换热工作形成的影响，了解转播轮机设备存在的腐蚀问题，需要对船舶轮机进行周身检查，同时应该从各装置正常作业角度下，考虑氛离子浓度过高会侵蚀船舶内部装置，降低船舶运行的稳定性，还会为船舶轮机运行埋下极大的安全隐患。

2.4 传播介质问题

船舶轮机运行期间传播介质的干预，会对船舶运行造成极大的冲击，油与水是船舶的总要介质，但是油与水的密度与比热容存在巨大的差异，进行转热过程中，如果不能考虑到水与油温差间的巨大差异，会因降低热器传热系数。从产品的可靠性层面出发，船舶在运行阶段，需要依托传热介质的传热性能提升其运行的可靠性与安全性，所以对油水传热性能有非常高的要求，但是针对目前油与水的密度与比热容存在较大偏差，导致船舶轮机传热出现问题，无法稳定运行。

2.5 可操作性能提升问题

板式换热器类型众多，部分换热器外形虽然可以达到换热效果，但是并不具备良好的实践操作性能，由于可操作性能差，如果执意选择这类换热器，将会提升作业难度，还会提升船舶轮机运行总成本。另一方面，部分换热器自身结构存在弊病，虽然售价高但是性价比非常低，一旦采用这类换热器将会严重影响船舶轮机整体运行效果，还会增加运行成本运算。

3  优化板式换热器在船舶轮机应用效果的建议

3.1 进行有限元分析

船用设备结构会影响到船舶轮机运行效果，为了深入的分析船用设备结构表现出的特性，本次采用有限元的方法分析船舶装备，并从船舶安全运行角度下思考装备优化作业，并删减船舶轮机中的无用部分，并巩固船舶轮机中的薄弱环节，规避安全问题，采用整体切割部位、局部加厚的手段，根据有限元分析得到的结果，调整船舶轮机内部结构，但是整体切割以及局部加厚的方法并不适用船舶内部所有结构，为提升换热器应用船舶后的作业效果，需要从需求层面入手，并对船舶中残余的应力采用热处理的方法进行修整，从而可以降低加工所用的成本，同时还可以加强换热器应用于船舶后的适配性，提升船舶运行的稳定性与可靠性。

3.2 固定板体底端

换热器应用于船舶后会因为船舶运行遭到外部撞击，导致船舶内部换热器无法正常推进换热工作，因此需要重视船舶自身震动与冲击对换热工作形成的影响，采用板体底端多点固定的方法，连接相关部位，并对特殊部位进行功能试验，按照试验结果，对装置内部的关键部位进行合理的连接，为了降低船舶应用换热器后，因自身震动以及冲击对两者适配性造成的干预，应该针对特殊部位，使用加强筋的结构的手段，这与连接船舶底端多点固定的方式不同，采用加强筋结构连接的方式，可以大幅度提升换热结构与船舶内部装备连接的牢固性，从而降低外界冲击或是船舶震动对板式换热器换热工作形成的影响。

3.3 检查换热器

换热器应用于船舶后，应该收集以往工作案例，分析影响换热器作业效果的因素，还需要积极的研究船舶自身存在的安全隐患，以往船舶多采用板体底端多点固定的方式，加强换热器与船舶内部设备连接的牢固程度，通过对相关部位进行连接，对特殊部位进行连接的方式，可以有效的提升换热器在船舶内部的牢固程度，在此背景下，换热器进行换热工作的效率也会大幅度上升。因此，相关工作人员需要意识到影响换热器工作效率的因素，船舶自身冲击以及震动问题是主要原因，掌握影响船舶内换热器进行换热作业的诱因后，需要加强对两部分的检测，对换热器相关部位与特殊部位的连接牢固程度的检测也是换热器常规检查的重点内容。

3.4 应用水油比热容差值

氛离子是影响船舶运行的主要因素，需要加大对氛离子的关注度，因为船舶在海中作业，海水中氛离子海量非常丰富，从实际情况进行考量，找出解决氛离子浓度过高带来的隐患，需要从船舶装置材料方面入手，选择具备良好抗腐蚀能力的材料，在材料引入船舶工程后，还需要通过质量检测体系，分析材料的抗腐蚀性能是否达到安全应用等级，加强对船舶材料质量监控力度，这是有效降低氛离子对船舶换热器换热作业造成冲击的有效方式。另一方面，还需要关注检板，延长检板的使用寿命，不仅是从经济方面考量做出的选择，还是从安全方面考量做出的抉择，定期检查检板的尺寸，缩小检板的误差，从而将冷却介质对换热工作造成的影响降至最低。

3.5 关注冲击加工

以往船舶换热器检修工作并不理想，出现这种情况的原因在于部分换热器其结构设计并不合理，从而导致后期装置检修工作成本不断提升，与企业制定的发展目标相悖，难以让企业在运行期间通过船舶运行收获效益。解决换热器实践操作能力不足的问题，需要从工艺层面入手，提升船舶施工作业水平，为实现板式换热器安全运行，对其进行一定程度的加工是必不可缺的工作。另一方面，还需要在后期加大装置维护力度，采用定期维护的方式，查看装置元件是否达到使用寿命，及时更换元件，保障船舶正常运行，跟进后期维护工作，定期清理装置结构污垢，提升船舶检修水平，提升换热器应用船舶后的工作效果。

冲击工作可以在一定程度上解决以往换热器应用船舶后应用效果不佳的问题，但是冲击工作必须合理，同时还需要重视后期装置维护工作，维护工作应该从技术、成本两方面考量，维护工作需要以预防为主，高度关注以往装置容易发生故障的部位，科学的开展维护工作，解决板式换热器在船舶轮機应用期间存在的弊病。除此之外，还需要进一步优化装置内部结构，使用整体气割处理换热器板体，消除由于焊接变形带来的后续问题，接着完成面板、内侧板重组工作，当上面所有工作均完成后，进行热处理，提升船舶内部装置的空间利用率，保障船舶安全、稳定运行。

4  结语

船舶轮机工程装热交换器是内部非常重要的装置，船舶轮机能否稳定运行与热交换器选取有极大关系，在当下需要了解板式换热器的特点，同时应该掌握板式换热器在船舶轮机应用期间范围狭窄，在今后还需要进一步加强对换热器在船舶轮机应用效果的分析，关注现代技术，思考优化换热器、解决船舶轮机运行不稳定的方法，同时关注冲击与后期维护工作，采用科学的方法，提升散热器在船舶轮机中的应用效果。

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