أسباب الأعطال المختلفة في وحدات التبادل وطرق معالجتها

Thread Content

من أجل ضمان العمل السليم لمبدلات الحرارة من النوع اللوحي، وإطالة عمر المكونات الأساسية مثل الألواح والوسائد المطاطية، يعتبر من المهم جدًا معرفة أعطال مبدلات الحرارة من هذا النوع وأسباب حدوثها وطرق معالجتها. 1 التسرب الخارجي  1.1 أسباب حدوثه  ① عدم دقة أبعاد الضغط، أو عدم تساوي الأبعاد في المناطق المختلفة (لا ينبغي أن يتجاوز الفرق في الأبعاد 3 مم)، أو تراخي براغي الضغط. ② انفصلت بعض وسائد الختم عن فتحات الختم، كما أن السطح الرئيسي لوسادة الختم ملوث، بالإضافة إلى تلف وسادة الختم أو تقادمها. ③ يحدث تشوه في الألواح، ويؤدي التركيب غير الصحيح إلى انزلاق الوسادة. ④هناك شقوق في منطقة فتحات الختم على اللوح، أو في منطقة الختم الثانية. مثال: تستخدم العديد من محطات التدفئة في أماكن مثل بكين وقانسو وشينجيانغ البخار المشبع كمصدر حراري للجهة الأولية للتدفئة. ونظراً لارتفاع درجة حرارة البخار، فإن وسادات الختم المطاطية تتلف تحت تأثير الحرارة العالية في المراحل الأولى من تشغيل المعدات وعندما يكون النظام غير مستقر، مما يؤدي إلى تسرب البخار. 　1.2 طريقة المعالجة　　　① في حالة عدم وجود ضغط، يتم تثبيت الجهاز مرة أخرى وفقًا للأبعاد المحددة من قبل الشركة المصنعة، ويجب أن تكون الأبعاد متساوية، كما يجب ألا يتجاوز الانحراف في أبعاد التثبيت ±0.2 نيوتن/مم. (بالنسبة للعدد الإجمالي للألواح)، يجب أن تكون درجة التوازي بين لوحتي الضغط ضمن حد 2 مم. ② قم بوضع علامات على أماكن التسرب، ثم قم بفك جهاز تبادل الحرارة وفحص كل جزء على حدة لحل المشكلة، وأعد تجميع الأجزاء أو استبدل الوسائد والألواح. ③ يتم تفكيك مبادل الحرارة، وإصلاح الأجزاء المشوهة من الصفائح أو استبدالها. في حال عدم توفر قطع الغيار، يمكن إزالة اللوح المتشوه مؤقتًا ثم إعادة تجميعه للاستخدام. ④ عند إعادة تجميع الألواح المفككة، يجب تنظيف سطح اللوح لمنع التراكم الأوساخ على سطح الختم. تسرب السائل 2.1 أسباب حدوثه: ① بسبب اختيار لوح الصلب غير المناسب، مما يؤدي إلى تآكل اللوح وظهور شقوق أو ثقوب فيه. ②الظروف التشغيلية لا تتوافق مع متطلبات التصميم. ③ الإجهادات المتبقية بعد تشكيل الألواح بالضغط البارد، إلى جانب صغر أبعاد الضغط أثناء التجميع، تسبب التآكل الناتج عن الإجهاد. ④يوجد تسرب طفيف في منطقة فتحات التسرب في الألواح، مما يؤدي إلى تركيز المواد الضارة (مثل C1) داخل الوسط، وبالتالي تآكل الألواح وحدوث تسرب للسائل. مثال: في نظام حمض الكبريتيك التابع لإحدى شركات صناعة الألومنيوم، كان هناك مبدل حراري من نوع BR03 مصنوع من مادة 254 SMo، وبعد 5 أشهر من التشغيل، حدث تآكل في الأنابيب المصنوعة من الفولاذ الكربوني الموجودة على جانب الماء المستخدم في التبريد، مما أدى إلى تسرب الحمض إلى ذلك الجانب. أظهر التفتيش وجود تآكل وتشققات شديدة عند مدخل سائل الحمض وفي منطقة التوجيه. أظهر التحليل في الموقع أن معايير العملية مثل درجة حرارة تشغيل النظام ومعدل التدفق والتركيز تجاوزت جميعها الشروط المصممة لها، كما أن درجة الحرارة المستخدمة تتجاوز بكثير النطاق المسموح به للمواد. يعاني مبادلات الحرارة ذات الألواح التي تستخدم البخار المشبع كمصدر حراري في الجانب الأول من تآكل الألواح أثناء التشغيل، مما يؤدي إلى اختلاط المنتجات. وذلك بسبب ارتفاع درجة حرارة البخار، مما يؤدي إلى فشل وسائد الختم المصنوعة من المطاط أثناء تشغيل الجهاز تحت درجات الحرارة المرتفعة، وبالتالي يحدث تسرب للبخار ويتكثف بسرعة في منطقة الختم الثانية. مع استمرار التسرب، يتراكم السائل المكثف أكثر فأكثر، مما يؤدي إلى تكوّن مناطق ذات تركيز عالٍ من مادة “CL”، وهو ما يخلق ظروفًا تساعد على تآكل الطبقة الواقية على سطح اللوح. في الوقت نفسه، وبسبب الإجهادات الداخلية الكبيرة الناتجة عن الضغط البارد للصفائح في هذه المنطقة، فإن تلف طبقة التأكسد السطحية يؤدي إلى حدوث تآكل ناتج عن هذه الإجهادات الداخلية. 　2.2 طريقة المعالجة
① استبدال الألواح المتشققة أو التي بها ثقوب، ويتم البحث عن الشقوق في الألواح في الموقع باستخدام طريقة اختبار النفاذية الضوئية. ②ضبط معاملات التشغيل لتحقيق الشروط المصممة. ③يجب أن تكون أبعاد الضغط أثناء صيانة وتجميع مبدلات الحرارة مطابقة للمواصفات، فالأمر لا يتعلق بأن كلما كانت الأبعاد أصغر كان ذلك أفضل. ④ تتناسب مواد الألواح بشكل مناسب. 3. ارتفاع الضغط بشكل كبير
3.1 أسباب ذلك
① عدم تنظيف أنابيب النظام أثناء التشغيل بشكل صحيح، خاصة في الأنابيب الجديدة المُركبة، حيث يدخل الكثير من الأوساخ (مثل رواسب اللحام وغيرها) إلى داخل مبدل الحرارة من نوع الألواح. وبما أن مساحة مجرى السائل في مبدل الحرارة ضيقة، فإن الرواسب والمواد المعلقة تتراكم في الزوايا والمناطق المخصصة لتوجيه التيار، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في مساحة مجرى السائل في تلك المناطق، وبالتالي يحدث فقدان كبير في الضغط في تلك المناطق. ② عند الاختيار الأولي لمبادلات الحرارة من النوع اللوحي، يكون المساحة صغيرة، مما يؤدي إلى ارتفاع سرعة التدفق بين الألواح وبالتالي ارتفاع الضغط الهابط. ③ بعد تشغيل مبدل التبريد ذو الألواح لفترة من الوقت، يؤدي تراكم الرواسب على سطح الألواح إلى ارتفاع كبير في الضغط. مثال: في عام 2000، قدمت مصنعنا للعملاء في شينجيانغ مبادلات حرارية من نوع BR10، وذلك لاستخدامها في أنظمة التدفئة المركزية التي تعتمد على تبادل الحرارة بين الماء والماء، حيث كانت درجة حرارة المياه المستخدمة في التدفئة 130 درجة. ج. عند تصميم واختيار مبادلات الحرارة، يكون معامل نقل الحرارة مرتفعًا، حيث يقارب 5500 واط/ (م·ك)، بينما يجب أن يكون في الواقع 3500 واط/ (م·ك). في الوقت نفسه، قامت وحدة التصميم بتحديد سعة تدفق كبيرة جدًا عند اختيار المضخات، مما أدى إلى تجاوز سرعة تدفق السائل بين ألواح وحدة التبادل الحراري لـ 1 م/ث، وكان الضغط الفعلي أثناء التشغيل في حدود 0.2 إلى 0.3 ميجا باسكال، مما أدى إلى خلل كبير في التوازن الهيدروليكي للشبكة الثانوية. 　3.2 طرق المعالجة 　　① إزالة الأوساخ أو الترسبات المتراكمة في مسارات تدفق الحرارة في المبادل الحراري، وبالنسبة للأنظمة التي تعمل لأول مرة، يجب تنظيفها مرة في الأسبوع حسب الظروف الفعلية. تنظيف الرواسب الموجودة على سطح الألواح (والمقصود بها بشكل أساسي CaCO₃). في هذه الحالة، يتم استخدام محلول يحتوي على 0.3 من حمض الأمينوسلفوريك، أو محلول بتركيز 0.8*أو من الأحماض، ويحتوي على 0.3 من الأولوتوبين و0.2 من الأنيدين و0.1 من كبريتيد البوتاسيوم، كمادة للتنظيف. درجة حرارة التنظيف تكون بين 40 إلى 60 درجة مئوية. عند التنظيف الكيميائي دون فك المعدات، يجب فتح مداخل ومخارج الوسط البارد في المبادل الحراري، أو عند تركيب المعدات يتم تركيب فتحات تنظيف بقطر DN25 على موصلات مداخل ومخارج الوسط، ثم يتم حقن سائل التنظيف المُعد مسبقًا داخل المعدات، وبعد النقع يتم غسل الأحماض المتبقية بالماء النقي لجعل قيمة pH ≥ 7. عند فك الأجزاء للتنظيف، يُنقع اللوح في محلول التنظيف لمدة 30 دقيقة، ثم يُفرك الترسبات برفق باستخدام فرشاة ناعمة، وأخيرًا يُغسل جيدًا بالماء النظيف. يجب تجنب تلف الألواح والوسائد المطاطية أثناء عملية التنظيف. إذا تم استخدام طريقة الغسيل الهيدروليكي دون فك الأجزاء، فيجب توصيل فتحة في أنابيب دخول وخروج المادة مسبقًا، لربط الجهاز بمركبة الغسيل الهيدروليكية، ثم يتم حقن سائل الغسيل في الجهاز في الاتجاه المعاكس لتدفق المادة، ويستمر عملية الغسيل لمدة 10 إلى 15 دقيقة، مع الحفاظ على سرعة تدفق المادة بين 0.05 و0.15 م/ث. أخيرًا، قم بتدوير الماء النقي عدة مرات للحفاظ على تركيز كتلة الكلور فيه أقل من 25 ملغ/لتر. ② يُفضل استخدام ماء دورة ثانوية معالج بالتليين، حيث يُشترط عمومًا ألا تزيد كثافة المواد المعلقة في الماء عن 5 ملغ/لتر، وألا يزيد قطر الشوائب عن 3 مم، وأن يكون pH ≥ 7. عندما لا تتجاوز درجة حرارة الماء 95 درجة مئوية، يجب ألا تتجاوز تركيزات الكالسيوم والمغنيسيوم 2 مليمول/لتر ； عندما تكون درجة حرارة الماء أعلى من 95 درجة مئوية، يجب ألا تتجاوز تركيزات الكالسيوم والمغنيسيوم 0.3 مليمول/لتر، كما يجب ألا تتجاوز تركيزات الأكسجين المذاب 0.1 ملغ/لتر. ③بالنسبة لأنظمة التدفئة المركزية، يمكن استخدام طريقة إضافة الماء للمرة الأولى ثم للمرة الثانية. 4 درجة حرارة التدفئة غير كافية لتلبية المتطلبات  4.1 أسباب ذلك  ① قلة تدفق المادة في الجانب الأول، مما يؤدي إلى فرق كبير في درجات الحرارة في الجانب الساخن وانخفاض في الضغط. ② درجة حرارة الجانب البارد منخفضة، كما أن درجات حرارة الطرفين البارد والساخن منخفضة أيضًا. ③ يؤدي التشغيل المتوازي لعدة مبادلات حرارية من النوع اللوحي إلى عدم توزيع متساوٍ للتدفق. ④تراكم الرواسب داخل مبدل الحرارة شديد. 　4.2 طرق المعالجة 　　　① زيادة معدل تدفق مصدر الحرارة أو زيادة قطر أنابيب وسط نقل الحرارة. 　　 ② توازن تدفقات عدة مبادلات حرارية من النوع اللوحي التي تعمل بشكل متوازي. ③فك مبدل الحرارة ذو الألواح لتنظيف الترسبات على سطح الألواح.