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Problemas comuns em trocadores de calor de placas e métodos de solução

2016-06-04View Original

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Causas de vazamento externo: ① Dimensões de aperto inadequadas, desigualdades nas dimensões em diferentes pontos (a diferença nas dimensões não deve exceder 3 mm) ou parafusos de aperto soltos. ② Algumas juntas de vedação se soltaram dos canais de vedação; a superfície principal de vedação das juntas está suja; as juntas de vedação estão danificadas ou os selos do trocador de calor de placas estão desgastados. ③ A placa sofre deformação, e o desalinhamento na montagem causa o deslocamento da almofada. ④Existem rachaduras na área dos sulcos de vedação das placas ou na região de vedação secundária. Exemplo: Várias estações de aquecimento em locais como Pequim, Qinghai e Xinjiang utilizam vapor saturado como fonte de calor para o sistema de aquecimento. Devido à alta temperatura do vapor, no início do funcionamento dos equipamentos, quando o sistema ainda não está estável, as juntas de borracha perdem sua eficácia devido ao calor, causando vazamentos de vapor. Método de tratamento: ① Em condições sem pressão, aperte novamente o equipamento utilizando as dimensões de aperto indicadas pelo fabricante. As dimensões devem ser uniformes, e a variação nas dimensões de aperto não deve exceder ±0,2 N/mm (N). Para o número total de placas), a paralelidade entre as duas placas de compressão deve ser mantida dentro de 2 mm. ② Faça marcações nos locais de vazamento, em seguida, desmonte o trocador de calor para verificar e resolver cada problema individualmente, montando-o novamente ou substituindo as juntas e as placas. ③ Desmonte o trocador de calor e conserte as partes das placas que estejam deformadas, ou substitua essas placas. Quando não há peças de reposição para as placas, é possível remover temporariamente a placa da área deformada e montá-la novamente. ④ Ao remontar as placas que foram desmontadas, é necessário limpar a superfície das placas, para evitar que sujeiras se acumulem nas superfícies de vedação dos selos. Causas da formação de vazamentos: ① Corrosão das placas devido à escolha inadequada do material, o que gera rachaduras ou furos. ②As condições de operação não atendem aos requisitos de projeto. ③ A tensão residual resultante do processo de prensagem a frio das chapas, somada ao tamanho insuficiente das fixações durante a montagem, causa corrosão por tensão. ④Há um vazamento leve na área de vazamento das placas, o que faz com que substâncias nocivas presentes no meio (como o C1) se concentrem e corroam as placas, causando vazamento de líquido. Exemplo: Em um sistema de ácido sulfúrico de uma empresa de alumínio, havia um trocador de calor de tipo placa BR03, cujo material das placas era 254 SMo. Após 5 meses de operação, ocorreu corrosão e vazamento nas conexões feitas de aço carbono no lado do líquido de resfriamento; o ácido vazou para esse mesmo lado. A inspeção revelou sérios sinais de corrosão e rachaduras na entrada do líquido ácido e na área de direcionamento do fluxo. A análise no local revelou que os parâmetros operacionais do sistema, como a temperatura de funcionamento, o fluxo e a concentração, estavam todos acima dos limites definidos no projeto. A temperatura de uso era muito superior ao intervalo adequado para o material. Os trocadores de calor de placas que utilizam vapor saturado como fonte de calor no lado primário são suscetíveis à corrosão das placas durante seu funcionamento, o que pode causar mistura de produtos. Isso ocorre porque a temperatura do vapor é alta, o que faz com que as juntas de borracha presentes nos equipamentos falhem devido ao calor excessivo. Isso provoca vazamento de vapor, que se condensa rapidamente na área de vedação secundária. À medida que o vazamento continua, mais resíduos de condensação se acumulam, formando áreas locais com alta concentração de cloro. Isso cria condições para a corrosão da camada de passivação na superfície das placas. Ao mesmo tempo, devido às grandes tensões internas geradas pelo prensamento a frio das chapas nessa região, e quando a camada de passivação da superfície é danificada, essas tensões internas causam a ocorrência de corrosão por tensão. Método de tratamento ① Substituir as placas com rachaduras ou perfurações; identificar as rachaduras nas placas no local, por meio do método de transmissão de luz. ②Ajuste os parâmetros de operação para que atinjam as condições de projeto. ③Durante a manutenção e montagem do trocador de calor, as dimensões de aperto devem atender aos requisitos; não é verdade que quanto menor, melhor. ④O material das placas do trocador de calor de tipo placa é selecionado de forma adequada. Causas de uma queda excessiva de pressão: ① Os canais do sistema em operação não foram devidamente limpos. Em sistemas recém-instalados, muitos resíduos (como escória de solda) acabam entrando no interior do trocador de calor de placas. Como a área dos canais de fluxo no trocador de calor é bastante pequena, os depósitos e partículas em suspensão se acumulam nos cantos e nas áreas de direcionamento do fluxo. Isso faz com que a área dos canais de fluxo nesses locais diminua significativamente, causando assim uma grande perda de pressão nesses pontos. ② Na primeira escolha do trocador de calor de placas, a área é pequena demais, o que faz com que a velocidade do fluxo entre as placas seja alta e a queda de pressão seja significativa. ③ Após um certo período de operação do trocador de calor de placas, ocorre um aumento excessivo da pressão devido à formação de incrustações na superfície das placas. Exemplo: Em 2000, nossa fábrica forneceu aos usuários em Xinjiang trocadores de calor do tipo BR10, para serem utilizados em sistemas de aquecimento central com troca de calor entre água e água. A temperatura de fornecimento da água era de 130°C. Na seleção do projeto do trocador de calor, a derivada de transferência de calor é elevada, chegando a cerca de 5.500 W/(m·K), enquanto o valor ideal deveria ser de 3.500 W/(m·K). Ao mesmo tempo, a empresa responsável pelo projeto escolheu bombas com um excesso de vazão, o que fez com que a velocidade do fluxo entre as placas do lado secundário do trocador de calor ultrapassasse 1 m/s. A queda de pressão durante o funcionamento real ficou entre 0,2 e 0,3 MPa, o que causou um grave desequilíbrio no equilíbrio hidráulico da rede secundária. Método de tratamento: ① Remover sujeiras ou incrustações nos canais do trocador de calor. Em sistemas recém-implantados, é necessário realizar a limpeza semanalmente, de acordo com as condições reais do sistema. Para remover a incrustação de água da superfície das placas (principalmente CaCO3), utiliza-se uma solução contendo 0,3 de amino-sulfônico, ou uma solução ácida com concentração de 0,8*, contendo 0,3 de **, 0,2 de anilina e 0,1 de cianeto de potássio. A temperatura de limpeza deve ser entre 40 e 60°C. Ao realizar a limpeza química do equipamento sem necessidade de desmontá-lo, é necessário abrir as entradas e saídas do meio refrigerante no trocador de calor. Ou, durante a instalação do equipamento, devem ser instalados conectores DN25 nas entradas e saídas do meio, para que o líquido de limpeza possa ser injetado no equipamento. Após a imersão, deve-se lavar o equipamento com água limpa, a fim de remover os resíduos de ácido, fazendo com que o pH fique igual ou maior que 7. Ao desmontar para limpeza, mergulhe as placas em solução de limpeza por 30 minutos, depois use uma escova macia para remover a incrustação e, por fim, lave bem com água limpa. Durante o processo de limpeza, deve-se evitar danificar as placas e as almofadas de borracha. Se for utilizada o método de lavagem reversa mecânica sem necessidade de desmontagem do equipamento, deve-se conectar um tubo nas tubulações de entrada e saída do meio a ser lavado, para conectar o equipamento ao veículo de limpeza mecânica. O líquido de limpeza é injetado no equipamento na direção oposta à do fluxo do meio, com um tempo de ciclo de limpeza de 10 a 15 minutos. A velocidade do fluxo do meio deve ser controlada entre 0,05 e 0,15 m/s. Por fim, faça mais algumas ciclagens com água limpa, de modo que a concentração de Cl na água fique abaixo de 25 mg/L. ② Para a água de circulação secundária, é preferível usar água amaciada, ou seja, água cujas propriedades foram modificadas para reduzir sua dureza. Geralmente, exige-se que a concentração de sólidos em suspensão na água não exceda 5 mg/L, que o diâmetro das impurezas não ultrapasse 3 mm e que o pH seja igual ou maior que 7. Quando a temperatura da água não excede 95°C, a concentração de Ca e Mg não deve ultrapassar 2 mmol/L ; Quando a temperatura da água é superior a 95°C, a concentração de Ca e Mg não deve exceder 0,3 mmol/L, e a concentração de oxigênio dissolvido não deve exceder 0,1 mg/L. ③Para sistemas de aquecimento centralizado, pode-se utilizar o método de reabastecimento do sistema secundário de uma só vez. Causas da temperatura insuficiente: ① Fluxo insuficiente do meio no lado primário, o que resulta em uma grande diferença de temperatura no lado térmico e em uma baixa queda de pressão. ② A temperatura do lado frio é baixa, e as temperaturas nas extremidades fria e quente também são baixas. ③ A distribuição do fluxo em vários trocadores de calor de placas operando em paralelo é desigual. ④Há incrustações graves no interior do trocador de calor. Métodos de tratamento: ① Aumentar o fluxo da fonte de calor ou aumentar o diâmetro dos tubos que transportam o meio termo. ② Equilibrar o fluxo de vários trocadores de calor de placas em operação em paralelo. ③Desmontar o trocador de calor de placas para limpar a incrustação na superfície das placas.

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