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摘 要：板式换热器作为系统运行中的一个重要部分，它的运行情况将会影响整个系统，因此，需要做好换热器的检查维护工作。然而，在板式换热器的工作运行过程中，会产生各种的故障问题，而板式换热器串液、外漏等情况是比较常见的故障情况。本文就从板式换热器发生故障的原因进行着手，具体的分析了换热器发生的各种故障情形，并且提出了相应的解决方法。
关键词：板式换热器；故障原因；解决措施
中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0253-02
1 引 言
板式换热器是所有的热力系统中较为普遍的设备之一，然而它也是发生故障较多的设施，因此深刻的理解板式换热器的工作原理及其特点，能够让我们及时地发现板式换热器的故障原因，并且能够迅速采取有针对性的相应解决措施，从而降低损失，保证换热器的正常运行。
2 板式换热器工作原理及其特点
2.1 板式换熱器的工作原理
板式换热器属间壁式换热器是一种高效换热器。板式换热器是使用薄的金属板将板片压制加工成具有波纹形状，使各种板片之间形成薄矩形通道，进而将配件组装起来，采用夹板以及螺栓等，使之加固牢实形成的换热器。换热器间的各种薄板片形成了流通通道，冷热流体通过薄板片从而进行热量的传输。板式换热器是液-液、汽-液进行热交换的理想设备。
2.2 板式换热器的工作特点
板式换热器的组成以及其工作原理，使得其除具有换热效率高的特点外，还具由热损失小、结构紧凑轻巧、清洁方便、占地面积小、应用领域广泛等等一些特点。如与管壳式换热器相比，在相同压力损失情况下，由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动产生紊流，所以传热系数高，板式换热器传热系数比管壳式换热器传热系数高出3～5倍。板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2～5倍，也不需预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5～1/8。此外，板式换热器热回收率可高达90%以上。
3 板式换热器发生的故障情况
3.1 换热器外漏故障
板式换热器发生外漏故障有诸多原因，首先可能是因为换热板片的尺寸不适合，各板片间的尺寸偏差过大，夹紧板片的螺栓松动，从而造成板式换热器发生外漏；换热器某些部位的密封塞松动或者有异物，老化破损等，导致密封槽之间有空间松动使得板式换热器外漏；换热板片由于各种原因导致变形，无法恢复原状，使结构错位跑偏也会导致板式换热器外漏。
3.2 压降过大影响运行
换热器内部介质的进口、出口的压降超过了初始设计要求，并且甚至于比原先设置的数值要高出许多，严重的影响到了整体系统对于换热器内部流量提高以及温度提升的要求。而在换热器的供暖系统当中，假设热侧方面的压降过大，则会导致一次侧的流量很大程度无法满足要求数值，即热源不足够，从而引发了二次侧出水温度不能达到要求。
3.3 供热温度无法达到要求值
换热器内部的供热温度要求严格，所以需要严格控制，否则很难达到所需的供热温度要求。一次侧介质的流量不够，从而容易导致热侧进出口温差过大及压降过小，导致二次侧供水温度无法达到需求值。另外，冷侧的温度过低，冷侧与热端的末尾温度均低于供热温度要求；换热器内部是并联运行的，然而各板式换热器间的流量的分配不均匀，造成可有效利用换热面积降低，从而影响供热温度；换热器内部清理不及时，造成板片表面形成水垢或污垢淤积严重，使得换热器传热系数降低，也是供热温度无法达到要求值的重要原因之一。
3.4 串液故障
换热器发生串液问题，与换热器内部的板片材料的选择，以及实际组装操作和换热器内部板片处是否发生泄露等都有影响。在换热器装配过程中，若选择的板片材料不适合换热器的工作要求，那么当系统运行时，可能会导致所选择的板片发生变形或者损坏；另外换热器的组装过程中，若操作不符合要求也可能会发生换热器串液的故障；在换热器内部的板片泄漏槽处，如发生细小渗漏情况，会使得介质中的有害液体逐渐腐蚀损坏换热器内部的薄板片，从而导致串液问题的发生，影响板式换热器的正常运行。
4 板式换热器故障解决措施
4.1 外漏故障的处理措施
首先，要在无压力状态下，按照制造厂商所规定的板片夹紧尺寸，重新对设备进行加固，尺寸应该大小一致，尺寸的压紧偏差应该在0.2片之内，并且换热器内部任意两块压紧板之间应保持平行，且距离保持在2mm以内。若经过紧固处理后换热器仍存在外漏问题，则需要在发生外漏故障的部位做好明显的标记，接着将整个换热器结构零件全部打开，对外漏部位进行仔细的检查，若胶条开裂则须更换胶条，若板片发生变形则直接更换板片，而后重新对板式换热器进行组装。在更换胶条、板片的过程中当发现板片面有污垢时，应当及时清理，防止污垢等影响密封及设备的正常运行。
4.2 降低换热器内部压降
及时清理换热器中板片附着污垢，并且根据设备的更新程度，进行定期的检查清理。换热器内部板片的清洗需要采用特殊的溶液，因为板片的附着物主要是碳酸钙，所以必须采用0.3氨基磺酸溶液这种专业的清洗溶液，并且清洗时温度应在40～60℃之间。将设备打开时，取出污垢的板片放入清洗溶液中，时间要控制在30min之内，才能拿出进行物理清理。而不拆设备进行循环清洗时，由于换热器内部结构较为复杂，因此清洗时需要打开冷介质的进口以及出口，在进出口处安装DN25的清洗窗口。流体的进口和出口，应该尽可能的安装在换热器的固定一侧，随后将特殊的清洗溶液通过清洗泵压入其中，循环时间足够后排出清洗液并用净水冲洗干净残留液体，检查酸碱度是否在七之上。在清洗的过程当中，应当注意减少对薄板片以及垫片的损坏，以免影响换热器的正常运行。在板式换热器的设计最初，对于换热器内部的压降能力一定具有相应的要求，因此，需要对正在运行使用的换热器进行比较核对数据，使之符合换热器的设计要求。然而，若比较核对换热器的内部压降，不满足设计要求时，应当重新对换热器进行设计，直到换热器的压降满足系统正常运行的要求。 4.3 严格把控供热温度，达到正常运行要求值
调控换热器内部的供热温度，需要增加发热源头的流量，或者通过放大热源介质所通过的管路直径，从而使更多热量值通过，加大热源。另外由于换热器的内部结构是并联的，因此需要严格平衡不同板片之间的换热器的流量。板式换热器内部脏物淤积，大多都会附着在换热器的关键结构及薄板片的表面，因而需要及时进行清理，并定期重复检查，从而减少污垢淤积，保证板式换热器內部的供热温度，从而满足系统正常运行的要求。
4.4 按要求组装换热器，检查内部板片情况
由于换热器内部发生串液故障，会使其有害物质腐蚀换热器内部零件，尤其是关键部位的板片。因此，为了避免换热器内部发生串液问题，在换热器组装或者检查时，夹紧尺寸一定要满足换热器的设计要求。另外，板片由于比较薄而脆弱，经不住串液时的腐蚀，因而只能通过多次检查板片情况，更换板片或者及时维修的措施降低或杜绝腐蚀。最重要的是，换热器内部板片的材料选择应该符合换热器运行强度。板片材料选择适合，才会使换热器运行不易发生串液故障。因而，换热器内部的板片可以选择一些例如钛合金、钢合金、不锈钢等类似材料。其中不锈钢板片应用最为广泛，一方面由于不锈钢材质制作而成的换热器板片传热系数高能够很好的传递热量，并且不锈钢的材质强度高，耐冲压，最重要的是不易被氧化；另一方面就是由于采用不锈钢材质所花费的成本要比钛合金等要便宜。板片的厚薄和换热器所能承受压力的能力有关联。当换热器内部板片厚度增加时，能够有效的提高换热器的承受压力的能力。而将换热器内部板片相互拼接成人字形时，板片是相互倒放的，板片表面的纹理相互进行碰触，综合起来就大大提高了换热器的承受压力的能力。因此，在能够达到板式换热器的要求下，可以适当的减小板片厚度。
5 结束语
板式换热器是一种结构紧凑、面积小、换热效率高的，拥有诸多优点的换热设备，并且使用范围广，板式换热器已广泛应用于化工、电力、医药、食品、轻纺、船舶、供热等部门，可用于加热、冷却、余热回收等各种情况，对生产生活具有重要意义。然而在系统运行过程中仍会产生一些故障，因此，掌握换热器工作原理，及其可能会产生的故障，将问题得以掌控或解决，将有利于板式换热器被更广泛的推广，方便人们的生产生活。
参考文献
[1]张鹏洲.郭德铭.任世军.列管式换热器故障原因探析及对策[J].化工设备与管道，2013，40（4）.
[2]张 岩.板式换热器失效的原因[期刊论文].科技传播，2012（6）.
[3]王 刚.板式换热器泄漏原因分析及防护措施[J].内蒙古石油化工，2008（10）.
收稿日期：2018-5-13
作者简介：张艳荣（1972-），女，助理工程师，本科，主要从事供暖设备设施运行、管理、安全管理工作。
关键词：板式换热器；故障原因；解决措施
中图分类号：TK172 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0253-02
1 引 言
板式换热器是所有的热力系统中较为普遍的设备之一，然而它也是发生故障较多的设施，因此深刻的理解板式换热器的工作原理及其特点，能够让我们及时地发现板式换热器的故障原因，并且能够迅速采取有针对性的相应解决措施，从而降低损失，保证换热器的正常运行。
2 板式换热器工作原理及其特点
2.1 板式换熱器的工作原理
板式换热器属间壁式换热器是一种高效换热器。板式换热器是使用薄的金属板将板片压制加工成具有波纹形状，使各种板片之间形成薄矩形通道，进而将配件组装起来，采用夹板以及螺栓等，使之加固牢实形成的换热器。换热器间的各种薄板片形成了流通通道，冷热流体通过薄板片从而进行热量的传输。板式换热器是液-液、汽-液进行热交换的理想设备。
2.2 板式换热器的工作特点
板式换热器的组成以及其工作原理，使得其除具有换热效率高的特点外，还具由热损失小、结构紧凑轻巧、清洁方便、占地面积小、应用领域广泛等等一些特点。如与管壳式换热器相比，在相同压力损失情况下，由于不同的波纹板相互倒置，构成复杂的流道，使流体在波纹板间流道内呈旋转三维流动产生紊流，所以传热系数高，板式换热器传热系数比管壳式换热器传热系数高出3～5倍。板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式的2～5倍，也不需预留抽出管束的检修场所，因此实现同样的换热量，板式换热器占地面积约为管壳式换热器的1/5～1/8。此外，板式换热器热回收率可高达90%以上。
3 板式换热器发生的故障情况
3.1 换热器外漏故障
板式换热器发生外漏故障有诸多原因，首先可能是因为换热板片的尺寸不适合，各板片间的尺寸偏差过大，夹紧板片的螺栓松动，从而造成板式换热器发生外漏；换热器某些部位的密封塞松动或者有异物，老化破损等，导致密封槽之间有空间松动使得板式换热器外漏；换热板片由于各种原因导致变形，无法恢复原状，使结构错位跑偏也会导致板式换热器外漏。
3.2 压降过大影响运行
换热器内部介质的进口、出口的压降超过了初始设计要求，并且甚至于比原先设置的数值要高出许多，严重的影响到了整体系统对于换热器内部流量提高以及温度提升的要求。而在换热器的供暖系统当中，假设热侧方面的压降过大，则会导致一次侧的流量很大程度无法满足要求数值，即热源不足够，从而引发了二次侧出水温度不能达到要求。
3.3 供热温度无法达到要求值
换热器内部的供热温度要求严格，所以需要严格控制，否则很难达到所需的供热温度要求。一次侧介质的流量不够，从而容易导致热侧进出口温差过大及压降过小，导致二次侧供水温度无法达到需求值。另外，冷侧的温度过低，冷侧与热端的末尾温度均低于供热温度要求；换热器内部是并联运行的，然而各板式换热器间的流量的分配不均匀，造成可有效利用换热面积降低，从而影响供热温度；换热器内部清理不及时，造成板片表面形成水垢或污垢淤积严重，使得换热器传热系数降低，也是供热温度无法达到要求值的重要原因之一。
3.4 串液故障
换热器发生串液问题，与换热器内部的板片材料的选择，以及实际组装操作和换热器内部板片处是否发生泄露等都有影响。在换热器装配过程中，若选择的板片材料不适合换热器的工作要求，那么当系统运行时，可能会导致所选择的板片发生变形或者损坏；另外换热器的组装过程中，若操作不符合要求也可能会发生换热器串液的故障；在换热器内部的板片泄漏槽处，如发生细小渗漏情况，会使得介质中的有害液体逐渐腐蚀损坏换热器内部的薄板片，从而导致串液问题的发生，影响板式换热器的正常运行。
4 板式换热器故障解决措施
4.1 外漏故障的处理措施
首先，要在无压力状态下，按照制造厂商所规定的板片夹紧尺寸，重新对设备进行加固，尺寸应该大小一致，尺寸的压紧偏差应该在0.2片之内，并且换热器内部任意两块压紧板之间应保持平行，且距离保持在2mm以内。若经过紧固处理后换热器仍存在外漏问题，则需要在发生外漏故障的部位做好明显的标记，接着将整个换热器结构零件全部打开，对外漏部位进行仔细的检查，若胶条开裂则须更换胶条，若板片发生变形则直接更换板片，而后重新对板式换热器进行组装。在更换胶条、板片的过程中当发现板片面有污垢时，应当及时清理，防止污垢等影响密封及设备的正常运行。
4.2 降低换热器内部压降
及时清理换热器中板片附着污垢，并且根据设备的更新程度，进行定期的检查清理。换热器内部板片的清洗需要采用特殊的溶液，因为板片的附着物主要是碳酸钙，所以必须采用0.3氨基磺酸溶液这种专业的清洗溶液，并且清洗时温度应在40～60℃之间。将设备打开时，取出污垢的板片放入清洗溶液中，时间要控制在30min之内，才能拿出进行物理清理。而不拆设备进行循环清洗时，由于换热器内部结构较为复杂，因此清洗时需要打开冷介质的进口以及出口，在进出口处安装DN25的清洗窗口。流体的进口和出口，应该尽可能的安装在换热器的固定一侧，随后将特殊的清洗溶液通过清洗泵压入其中，循环时间足够后排出清洗液并用净水冲洗干净残留液体，检查酸碱度是否在七之上。在清洗的过程当中，应当注意减少对薄板片以及垫片的损坏，以免影响换热器的正常运行。在板式换热器的设计最初，对于换热器内部的压降能力一定具有相应的要求，因此，需要对正在运行使用的换热器进行比较核对数据，使之符合换热器的设计要求。然而，若比较核对换热器的内部压降，不满足设计要求时，应当重新对换热器进行设计，直到换热器的压降满足系统正常运行的要求。 4.3 严格把控供热温度，达到正常运行要求值
调控换热器内部的供热温度，需要增加发热源头的流量，或者通过放大热源介质所通过的管路直径，从而使更多热量值通过，加大热源。另外由于换热器的内部结构是并联的，因此需要严格平衡不同板片之间的换热器的流量。板式换热器内部脏物淤积，大多都会附着在换热器的关键结构及薄板片的表面，因而需要及时进行清理，并定期重复检查，从而减少污垢淤积，保证板式换热器內部的供热温度，从而满足系统正常运行的要求。
4.4 按要求组装换热器，检查内部板片情况
由于换热器内部发生串液故障，会使其有害物质腐蚀换热器内部零件，尤其是关键部位的板片。因此，为了避免换热器内部发生串液问题，在换热器组装或者检查时，夹紧尺寸一定要满足换热器的设计要求。另外，板片由于比较薄而脆弱，经不住串液时的腐蚀，因而只能通过多次检查板片情况，更换板片或者及时维修的措施降低或杜绝腐蚀。最重要的是，换热器内部板片的材料选择应该符合换热器运行强度。板片材料选择适合，才会使换热器运行不易发生串液故障。因而，换热器内部的板片可以选择一些例如钛合金、钢合金、不锈钢等类似材料。其中不锈钢板片应用最为广泛，一方面由于不锈钢材质制作而成的换热器板片传热系数高能够很好的传递热量，并且不锈钢的材质强度高，耐冲压，最重要的是不易被氧化；另一方面就是由于采用不锈钢材质所花费的成本要比钛合金等要便宜。板片的厚薄和换热器所能承受压力的能力有关联。当换热器内部板片厚度增加时，能够有效的提高换热器的承受压力的能力。而将换热器内部板片相互拼接成人字形时，板片是相互倒放的，板片表面的纹理相互进行碰触，综合起来就大大提高了换热器的承受压力的能力。因此，在能够达到板式换热器的要求下，可以适当的减小板片厚度。
5 结束语
板式换热器是一种结构紧凑、面积小、换热效率高的，拥有诸多优点的换热设备，并且使用范围广，板式换热器已广泛应用于化工、电力、医药、食品、轻纺、船舶、供热等部门，可用于加热、冷却、余热回收等各种情况，对生产生活具有重要意义。然而在系统运行过程中仍会产生一些故障，因此，掌握换热器工作原理，及其可能会产生的故障，将问题得以掌控或解决，将有利于板式换热器被更广泛的推广，方便人们的生产生活。
参考文献
[1]张鹏洲.郭德铭.任世军.列管式换热器故障原因探析及对策[J].化工设备与管道，2013，40（4）.
[2]张 岩.板式换热器失效的原因[期刊论文].科技传播，2012（6）.
[3]王 刚.板式换热器泄漏原因分析及防护措施[J].内蒙古石油化工，2008（10）.
收稿日期：2018-5-13
作者简介：张艳荣（1972-），女，助理工程师，本科，主要从事供暖设备设施运行、管理、安全管理工作。