اختلالات رایج در انتقال‌کننده‌های حرارتی صفحه‌ای و روش‌های رفع آن‌ها

Thread Content

علل نشت خارجی: ۱. اندازه فشاردهی مناسب نبودن، عدم یکنواختی اندازه‌ها در نقاط مختلف (انحراف اندازه‌ها نباید بیشتر از ۳ میلی‌متر باشد) یا شل بودن پیچ‌های فشاردهی. ② بخشی از واشرها از شیارهای مخصوص خود جدا شده‌اند؛ سطح اصلی واشرها کثیف است؛ واشرها آسیب دیده‌اند یا واشرهای انتقال حرارت نوع صفحه‌ای پیر شده‌اند. ③ تغییر شکل پانل‌ها و عدم تراز بودن در هنگام مونتاژ، باعث لغزش پد می‌شود. ④در ناحیه شیار درزبندی صفحات یا در منطقه درزبندی دوم، ترک وجود دارد. مثال: در چندین ایستگاه گرمایشی در شهرهای پکن، چینگهای و شینجیانگ، از بخار اشباع به عنوان منبع گرمایی برای گرم کردن فضاها استفاده می‌شود. به دلیل دمای بالای بخار، در مراحل اولیه کارکرد تجهیزات و در شرایط ناپایدار سیستم، جوش‌های لاستیکی در دماهای بالا از کار می‌افتند و باعث نشت بخار می‌شوند. روش پردازش: ① در شرایط بدون فشار، دستگاه را مجدداً با استفاده از ابعاد مشخص شده توسط تولیدکننده، محکم کنید؛ ابعاد باید یکنواخت باشند و انحراف ابعاد محکم‌شونده نباید بیشتر از ±۰٫۲ N·میلی‌متر باشد. برای کل تعداد صفحات، میزان هم‌خطایی بین دو صفحه فشارده باید در حدود ۲ میلی‌متر باقی بماند. ② در محل نشت، علامت‌گذاری انجام شود؛ سپس مبدل حرارتی تفکیک شده و به صورت تک‌تک بررسی و تعمیر گردد. در نهایت، واشرها و صفحات دوباره نصب یا تعویض می‌شوند. ③ هیت‌ایکسچنج را تخریب کرده، نواحی تغییر شکل یافته صفحات را تعمیر یا صفحات را تعویض می‌کنند. در صورت عدم داشتن قطعات یدکی، می‌توان بخش‌های تغییر شکل یافته را موقتاً جدا کرده و سپس دوباره مونتاژ نمود. ④ هنگام مونتاژ مجدد صفحات جداشده، سطح صفحات باید تمیز شود تا از چسبیدن آلودگی‌ها به سطح ضدنشت واشر جلوگیری شود. علل ایجاد نشت مایع: ۱. خوردگی صفحات در اثر انتخاب نامناسب مواد، که منجر به ایجاد ترک یا سوراخ در آن‌ها می‌شود. ②شرایط عملیاتی مطابق با الزامات طراحی نیستند. ③ تنش‌های باقی‌مانده پس از فرآیند فرم‌دهی سرد ورق‌ها، همراه با اندازه‌های بسته‌بندی بیش از حد کوچک، منجر به خوردگی تحت تنش می‌شود. ④در محل شیار نشت صفحات، نشت خفیفی وجود دارد که باعث تجمع مواد مضر (مانند C1) در محیط و خوردگی صفحات می‌شود و منجر به نشت مایع می‌گردد. مثال: در سیستم سولفوریک اسید یک شرکت تولیدکننده آلومینیوم، یک اختلاط‌کن صفحه‌ای مدل BR03 که جنس صفحات آن ۲۵۴ SMo بود، پس از ۵ ماه کارکرد، دچار خوردگی و نشت در لوله‌های فولادی قسمت آب خنک‌کننده شد و اسید به سمت آب خنک‌کننده نشت کرد. بررسی‌ها نشان داد که در ورودی محل ریختن اسید و همچنین در ناحیه هدایت جریان، خوردگی و ترک‌خوردگی شدیدی وجود دارد. تحلیل موقعی نشان داد که پارامترهای فرآیندی مانند دمای عملکرد سیستم، دبی و غلظت، همگی فراتر از شرایط طراحی بوده‌اند و دمای استفاده بسیار فراتر از محدوده مناسب مواد مربوطه است. در مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای که از بخار اشباع به عنوان منبع حرارتی طرف اول استفاده می‌کنند، در حین کارکرد، خوردگی صفحات به راحتی رخ داده و منجر به نشت مایع بین محصولات می‌شود. این امر به این دلیل است که با توجه به دمای بالای بخار، در حین کارکرد دستگاه، واشرهای لاستیکی به راحتی در دمای بالا از کار می‌افتند؛ این امر منجر به نشت بخار و انعقاد سریع آن در ناحیه آب‌بندی دوم می‌شود. با ادامه نشت، مقدار مایعات متراکم‌شده روی هم افزایش یافت و در نواحی خاص، غلظت ماده Cl بالا می‌شود؛ این امر شرایط لازم برای خوردگی لایه پوشش‌دهنده سطح صفحات را فراهم می‌کند. همزمان، به دلیل تنش‌های داخلی زیاد ناشی از فرآیند فرم‌دهی سرد صفحات در این منطقه، در صورت آسیب دیدن لایه پوششی سطحی، تنش‌های داخلی باعث رخ دادن خوردگی تحت تنش می‌شوند. روش مقابله: ① تعویض صفحات دارای ترک یا سوراخ؛ شناسایی ترک‌های صفحات در محل با روش نوری. ②پارامترهای عملیاتی را تنظیم کنید تا به شرایط طراحی دست یابند. ③هنگام تعمیر و مونتاژ اختلاط‌کن، اندازه فشار باید مطابق استانداردها باشد؛ یعنی هرچه کمتر بهتر نیست. ④مواد صفحات اختلاط‌کن‌های صفحه‌ای به‌درستی سازگار شده‌اند. علل کاهش بیش از حد فشار: ۱. پاکسازی مناسب لوله‌کشی‌های سیستم در حین کار انجام نشده است؛ به‌ویژه در لوله‌کشی‌های سیستم‌های تازه نصب‌شده، مواد آلوده‌ای مانند خرده‌های جوش وارد داخل تبدیل‌کننده حرارتی صفحه‌ای می‌شوند. از آنجایی که مساحت مقطع مسیر جریان در تبدیل‌کننده حرارتی صفحه‌ای کم است، رسوبات و مواد معلق در این ناحیه در گوشه‌ها و فضاهای هدایت جریان تجمع می‌یابند؛ این امر باعث کاهش شدید مساحت مقطع مسیر جریان در آن نواحی می‌شود و در نتیجه، اصلی‌ترین اتلاف فشار در همین نقاط رخ می‌دهد. ② هنگام انتخاب اولیه‌ی اختلاط‌کن‌های صفحه‌ای، مساحت آن‌ها کم است؛ در نتیجه سرعت جریان بین صفحات بالا می‌رود و فشار افت نیز زیاد می‌شود. ③ پس از مدتی کارکرد، در اختلاط‌کن‌های صفحه‌ای، به دلیل رسوب‌گذاری بر روی سطح صفحات، افت فشار زیادی ایجاد می‌شود. مثال: در سال ۲۰۰۰، کارخانه ما مدل BR10 از مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای را برای مشتریان در سین‌کیانگ فراهم کرد؛ این مبدل‌ها در سیستم‌های گرمایش مرکزی جهت انتقال حرارت بین دو آب به کار می‌روند. دمای طراحی آب ورودی در این سیستم، ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد بود. در طراحی و انتخاب مبدل حرارتی، مشتق انتقال حرارت بالا است؛ تقریباً ۵۵۰۰ وات بر متر × کلوین، در حالی که مقدار واقعی باید ۳۵۰۰ وات بر متر × کلوین باشد. در همین حال، واحد طراحی هنگام انتخاب پمپ‌ها، میزان ظرفیت جریان را بیش از حد در نظر گرفت؛ در نتیجه سرعت جریان مایع بین صفحات موجود در سمت دوم اختزال‌کننده بیش از ۱ متر بر ثانیه شد. فشار کاهشی در حین عملکرد واقعی نیز بین ۰٫۲ تا ۰٫۳ مگاپاسکال بود؛ این امر باعث اختلال شدید در تعادل هیدرولیکی شبکه دوم شد. روش‌های مدیریت: ① پاکسازی آلودگی‌ها یا رسوبات موجود در مسیرهای جریان سیستم تبادل حرارت؛ برای سیستم‌های تازه راه‌اندازی‌شده، بسته به شرایط واقعی، هفته‌ای یک بار باید تمیز شوند. هنگام پاکسازی رسوبات آبی (عمدتاً CaCO3) از سطح صفحات، از محلول ۰٫۳ درصد اسید آمینوسولفونیک یا محلول اسیدی ۰٫۸ درصد حاوی ۰٫۳ **، ۰٫۲ آنیلین و ۰٫۱ تیوسیانات پتاسیم به عنوان مایع شستشو استفاده می‌شود؛ دمای شستشو باید بین ۴۰ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد باشد. هنگام شستشوی شیمیایی دستگاه بدون جدا کردن آن، باید ورودی و خروجی محیط سرد در ترموایزر باز شود؛ یا هنگام نصب دستگاه، در لوله‌های ورودی و خروجی محیط، دریچه‌های شستشویی با اندازه DN25 نصب گردد. سپس محلول شستشوی آماده‌شده به داخل دستگاه ریخته می‌شود؛ پس از غوطه‌ور کردن، اسید باقی‌مانده با آب تمیز شسته می‌شود تا pH آن ≥7 شود. هنگام تمیزکاری و جدا کردن، صفحات را به مدت ۳۰ دقیقه در محلول شوینده فرو ببرید، سپس با برس نرم لجن‌ها را تمیز کنید و در نهایت آن‌ها را با آب تمیز شستشو دهید. در حین شستشو باید از آسیب رسیدن به صفحات و پدهای لاستیکی جلوگیری شود. در صورت استفاده از روش شستشوی مکانیکی بدون جدا کردن تجهیزات، باید ابتدا یک لوله در لوله‌های ورودی و خروجی محیط شستشو وصل کرد تا تجهیزات به خودروی شستشوی مکانیکی متصل شود؛ سپس محلول شستشو در جهت مخالف جریان محیط به داخل تجهیزات تزریق می‌شود. زمان شستشو حدود ۱۰ تا ۱۵ دقیقه است و سرعت جریان محیط باید بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۱۵ متر بر ثانیه باشد. در نهایت، چند بار دیگر با آب تمیز شستشو دهید تا غلظت جرمی کلر در آب تمیز کمتر از ۲۵ میلی‌گرم بر لیتر باشد. ② بهترین گزینه برای آب چرخش دوم، آب نرمی است که از طریق فرآیند نرم‌سازی تهیه شده باشد. به طور کلی، میزان غلظت مواد معلق در آب نباید بیشتر از ۵ میلی‌گرم بر لیتر باشد، قطر ناخالصی‌ها نباید بیشتر از ۳ میلی‌متر باشد و مقدار pH باید حداقل ۷ باشد. هنگامی که دمای آب بیشتر از ۹۵ درجه سانتی‌گراد نباشد، غلظت Ca و Mg نباید بیشتر از ۲ میلی‌مول بر لیتر باشد ； هنگامی که دمای آب بالاتر از ۹۵ درجه سانتی‌گراد باشد، غلظت کلسیم و منیزیم نباید بیشتر از ۰٫۳ میلی‌مول بر لیتر باشد و غلظت جرمی اکسیژن محلول نیز نباید بیشتر از ۰٫۱ میلی‌گرم بر لیتر باشد. ③برای سیستم‌های گرمایش مرکزی، می‌توان از روش تغذیه آب از مبدأ اولیه به مبدأ ثانویه استفاده کرد. علل عدم کفایت دما: ① جریان ناکافی مدیوم در طرف اول، که منجر به اختلاف دمای زیاد در طرف گرم و افت فشار کم می‌شود. ② دمای سمت سرد پایین است و دمای انتهاهای سرد و گرم نیز پایین است. ③ توزیع جریان مبدل های حرارتی چند صفحه ای که به صورت موازی کار می کنند ناهموار است. ④رویه داخلی اختلاط‌کن به شدت لجنی شده است. روش‌های مقابله: ① افزایش دبی منبع حرارتی یا بزرگ‌تر کردن قطر لوله‌های محیط منبع حرارتی. ② تعادل دبی چندین اختلاط‌کن صفحه‌ای که به صورت موازی کار می‌کنند. ③صفحات اختلاطی را جدا کرده و رسوبات روی سطح آن‌ها را تمیز کنید.