أعطال مبادلات الحرارة من النوع اللوحي الشائعة وطرق معالجتها

Thread Content

أسباب التسرب الخارجي: ① عدم دقة أبعاد الضغط، أو عدم تساوي الأبعاد في المناطق المختلفة (لا يجب أن يتجاوز الفرق في الأبعاد 3 مم)، أو ترهل براغي الضغط. ② انفصلت بعض وسائد الختم عن فتحات الختم، كما أن السطح الرئيسي لوسائد الختم ملوث، بالإضافة إلى تلف وسائد الختم أو تقادمها في مبادلات التبريد من النوع اللوحي. ③ يحدث تشوه في الألواح، ويؤدي عدم التركيب الصحيح إلى ظهور فجوات في الطبقة الواقية. ④هناك شقوق في منطقة فتحات الختم على اللوح، أو في منطقة الختم الثانية. مثال: تستخدم العديد من محطات التدفئة في بكين وقينغهاي وشينجيانغ وغيرها البخار المشبع كمصدر حراري للتدفئة. وبسبب ارتفاع درجة حرارة البخار، فإن الوسادات المطاطية المستخدمة في الأنظمة تفقد فعاليتها في درجات الحرارة المرتفعة، مما يؤدي إلى تسرب البخار. طريقة المعالجة: ① في حالة عدم وجود ضغط، يتم تثبيت الجهاز مرة أخرى وفقًا للمقاسات المحددة من قبل الشركة المصنعة، ويجب أن تكون المقاسات متساوية، كما يجب ألا يتجاوز الانحراف في قوة الضغط ±0.2 نيوتن/مم. (لإجمالي عدد الألواح)، يجب أن تكون درجة التوازي بين لوحتي الضغط ضمن نطاق 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 مبدل الحرارة، وإصلاح الأجزاء المتشوهة من الألواح أو استبدال تلك الألواح. عند عدم توفر قطع الغيار، يمكن إزالة اللوح المتشوه مؤقتًا ثم إعادة تجميعه للاستخدام. ④ عند إعادة تجميع الألواح المفككة، يجب تنظيف سطح اللوح لمنع الترسبات من الالتصاق بسطح الختم. أسباب تسرب السائل: 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 عملية التجميع، تسبب التآكل الناتج عن الإجهاد. ④يوجد تسرب طفيف في منطقة فتحات التسرب في اللوحات، مما يؤدي إلى تركيز المواد الضارة (مثل C1) داخل الوسط، وبالتالي تآكل اللوحات 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 المبرد، مما أدى إلى تسرب الحمض إلى ذلك الجانب. أظهرت الفحوصات وجود تآكل وتشققات شديدة في منطقة مدخل سائل الأسيد ومنطقة 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، كما يحدث تكثيف سريع للبخار 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. طريقة المعالجة: ① استبدال الألواح التي بها تشققات أو ثقوب، والبحث عن تشققات الألواح في الموقع باستخدام طريقة الإضاءة. ②ضبط معايير التشغيل لتحقيق الشروط المصممة. ③عند إصلاح وتجميع مبادلات الحرارة، يجب أن تكون أبعاد الضغط المستخدمة مطابقة للمواصفات المطلوبة، فليس كلما كانت الأبعاد أصغر كان ذلك أفضل. ④يتم اختيار مواد ألواح مبدلات الحرارة من النوع اللوحي بشكل مناسب. أسباب ارتفاع الضغط الزائد: 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 التبريد ذو الألواح. وبما أن مساحة مجاري التدفق في مبدل التبريد ضيقة، فإن الرواسب والمواد المعلقة تتراكم في الزوايا والمناطق المخصصة لتوجيه التدفق، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في مساحة مجاري التدفق في تلك المناطق، وبالتالي يحدث فقدان كبير في الضغط في تلك المناطق. ② عند اختيار مبدل التبريد ذو الألواح لأول مرة، يكون المساحة صغيرة، مما يؤدي إلى ارتفاع سرعة التدفق بين الألواح وبالتالي ارتفاع الضغط. 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 الماء الوارد إلى النظام 130 درجة مئوية. عند تصميم واختيار مبادلات الحرارة، يكون معامل نقل الحرارة مرتفعًا، حيث يقارب 5500 واط/ (رن·كلفن)، بينما يجب أن يكون في الواقع 3500 واط/ (رن·كلفن). في الوقت نفسه، قامت وحدة التصميم بتحديد سعة تدفق كبيرة جدًا عند اختيار مضخات المياه، 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. طرق المعالجة: ① إزالة الأوساخ أو الترسبات من ممرات المبادل الحراري، وبالنسبة للأنظمة الجديدة، يجب تنظيفها مرة في الأسبوع حسب الظروف الفعلية. عند تنظيف الرواسب الموجودة على سطح الألواح (والتي تشمل بشكل رئيسي مركب CaCO3)، يُستخدم محلول يحتوي على نسبة 0.3 من حمض الأمينوسلفوريك، أو محلول يحتوي على نسبة 0.8 من الحمض، بالإضافة إلى 0.3 من الأنيلين و0.1 من كبريتيد البوتاسيوم، كمادة للتنظيف. ويكون درجة حرارة التنظيف بين 40 و60 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 التفكيك والتنظيف، يتم نقع الألواح في محلول التنظيف لمدة 30 دقيقة، ثم يتم فرك الرواسب بفرشاة ناعمة، وأخيرًا يتم تنظيفها جيدًا بالماء النظيف. يجب تجنب تلف الألواح والوسائد المطاطية أثناء عملية التنظيف. إذا تم استخدام طريقة الغسيل الميكانيكي دون فك الأجهزة، فيجب توصيل فتحة في أنابيب دخول وخروج المادة مسبقًا، لربط الجهاز بمركبة الغسيل الميكانيكية، 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 تركيز كتلة 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 ملليغرام/لتر. ③بالنسبة لأنظمة التدفئة المركزية، يمكن استخدام طريقة إضافة الماء للمرة الأولى ثم للمرة الثانية. أسباب نقص درجة الحرارة: ① قلة تدفق المادة في الجانب الأول، مما يؤدي إلى فارق كبير في درجات الحرارة في الجانب الحراري 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. طرق المعالجة: ① زيادة معدل تدفق مصدر الحرارة، أو زيادة قطر أنابيب وسائط نقل الحرارة. ② توازن تدفقات عدة مبادلات حرارية من النوع اللوحي التي تعمل بالتوازي. ③فك مبدل الحرارة ذو الألواح لتنظيف الترسبات على سطح الألواح.