Thread Content
Распространенные неисправности плитчатых теплообменников и способы их устранения. Плитчатые теплообменники обладают высоким коэффициентом теплопередачи, низким давлением на сопротивлении потоку, компактной конструкцией, небольшой массой, малыми габаритами, удобством комбинирования площадей и технологических процессов, высокой универсальностью деталей, широким выбором материалов для изготовления, а также возможностью массового производства. Благодаря этим преимуществам они находят широкое применение в таких отраслях, как пищевая промышленность, машиностроение, металлургия, нефтехимия и судостроение. Кроме того, они являются основным оборудованием для централизованного отопления в городах. Для обеспечения нормальной работы пластинчатого теплообменника и увеличения срока службы ключевых компонентов (таких как пластины, прокладки), крайне важно знать о возможных неисправностях в его работе, причинах их возникновения, а также способах их устранения. 1. Распространенные неисправности пластинчатых теплообменников 1. Утечка наружу. Проявляется в виде протекания (небольшое количество, капли воды идут нерегулярно) и полной утечки (большое количество, капли воды идут непрерывно). Основными местами утечки являются зоны герметизации между пластинами, участки второй линии герметизации пластин, а также внутренняя сторона нижних пластин и пресс-пластины. 1. Проникновение жидкости: основной признак – проникновение среды с более высоким давлением в среду с более низким давлением; в системе возникают аномалии давления и температуры. Если среда является коррозионной, это также может привести к коррозии другого оборудования в трубопроводе. Утечка жидкости обычно происходит в зоне направления потока или в зоне второй герметизации. 1. Большое падение давления: давление на входе и выходе среды превышает установленные требования, иногда во много раз, что серьезно сказывается на способности системы обеспечивать необходимый расход и температуру. В системе отопления, если падение давления на теплой стороне слишком велико, объем потока на первичной стороне будет сильно недостаточным, то есть источника тепла не хватит, в результате чего температура на вторичной стороне не сможет соответствовать требуемым значениям. 1.4 Температура отопления не соответствует требованиям. Основной проблемой является низкая температура на выходе, которая не достигает установленных параметров. 2 Анализ причин и способы устранения 2.1 Утечка 2.1.1 Причины возникновения ① Недостаточная зажимная сила, неравномерные размеры в разных местах (допуск отклонений размеров не должен превышать 3 мм) или ослабление зажимных болтов. ② Часть уплотнительных прокладок вышла из уплотнительных пазов; на основной поверхности уплотнительных прокладок имеются загрязнения; прокладки повреждены или износились. ③ Пластины деформируются, а неправильная сборка приводит к смещению подкладки. ④В зоне уплотнительного паза пластины или в области второго уплотнения имеются трещины. Пример: во многих тепловых станциях в Пекине, Цинхай и Синьцзяне в качестве источника тепла на первичном уровне используется насыщенный пар. Из-за высокой температуры пара, в начальный период работы оборудования, когда система ещё не стабилизировалась, резиновые уплотнители теряют свои свойства под действием высокой температуры, что приводит к утечке пара. 2.1.2 Методы обработки ① В условиях отсутствия давления необходимо снова зажать оборудование согласно размерам, указанным производителем. Размеры зажима должны быть одинаковыми; допуск по размерам зажима не должен превышать ±0,2 Н·мм (Н). Для общего количества пластин параллельность между двумя зажимными пластинами должна составлять не более 2 мм. ② Определите места утечки и сделайте на них отметки, затем разберите теплообменник для поэтапной диагностики и устранения проблем, а также заново соберите его или замените прокладки и пластины. ③ Разбирают теплообменник, ремонтируют деформированные участки пластин или заменяют их. При отсутствии запасных деталей в виде пластин можно временно снять деформированную часть пластины и затем снова собрать устройство. ④При повторной сборке разобранных пластин необходимо очистить их поверхности, чтобы предотвратить прилипание грязи к уплотнительным поверхностям прокладок. 2. Протекание жидкости 2. Причины возникновения: ① Коррозия пластин из-за неправильного выбора материала, что приводит к появлению трещин или отверстий. ②Условия эксплуатации не соответствуют требованиям проектирования. ③ Остаточные напряжения, возникающие при холодной штамповке листов, и слишком малые размеры зажима во время сборки приводят к коррозии под действием напряжений. ④В зоне утечки между пластинами наблюдается незначительная утечка, что приводит к концентрации вредных веществ (например, C1) в среде; эти вещества разрушают пластины, что вызывает утечку жидкости. Пример: В системе сульфурной кислоты одной из компаний по производству алюминия имелся пластинчатый теплообменник модели BR03, в котором материалом пластин был 254 SMo. Через 5 месяцев эксплуатации произошла коррозия стальных соединений на стороне охлаждающей воды, в результате чего кислота попала в эту зону. При проверке были обнаружены серьезные процессы коррозии и трещины в местах входа кислоты в систему, а также в зонах ее распределения. Анализ на месте показал, что такие технологические параметры, как температура работы системы, расход и концентрация, превышают установленные значения. Температура использования материала значительно превышает допустимые пределы для него. Пластинчатые теплообменники, в которых в качестве источника тепла на первой стороне используется насыщенный пар, при эксплуатации подвержены коррозии пластин, что приводит к смешиванию продуктов. Это происходит из-за высокой температуры пара: во время работы оборудования резиновые уплотнители могут легко выйти из строя под действием высоких температур, что приводит к утечке пара и его быстрому конденсированию в зоне второго уплотнения. По мере усиления утечек все больше конденсата накапливается, что приводит к образованию в некоторых местах зон с высокой концентрацией Cl. Это создает условия для коррозии пассивного слоя на поверхности пластин. В то же время из-за высоких внутренних напряжений, возникающих при холодной штамповке пластин в этом регионе, при нарушении защитного покрытия на поверхности происходит коррозия под действием этих напряжений. Способы устранения: ① Заменить пластины с трещинами или дырами; на месте выявлять трещины в пластинах с помощью метода пропускания света. ②Отрегулируйте параметры работы, чтобы они соответствовали проектным условиям. ③При ремонте и сборке теплообменника размер зажима должен соответствовать требованиям; чем меньше он, тем лучше — это не так. ④ Материалы пластин должны быть разумно сопоставлены. 2.3 Чрезмерное падение давления 2.3.1 Причины возникновения ① Трубопроводы системы не были должным образом прочищены; в трубопроводах новой установки осталось много загрязнений (например, шлак и т. д.), которые попадают внутрь пластинчатого теплообменника. Из-за небольшой площади прохода в пластинчатом теплообменнике осадки и взвеси скапливаются в углах и в зонах направления потока. Это приводит к значительному сокращению площади прохода в этих местах, в результате чего основные потери давления происходят именно здесь. ② При первом выборе пластинчатого теплообменника его площадь бывает слишком малой, из-за чего скорость потока между пластинами становится слишком высокой, а падение давления — слишком великим. ③ После некоторого времени работы пластинчатого теплообменника из-за налипания налета на поверхности пластин возникает слишком большое падение давления. 2.3.2 Методы обработки ① Удаление загрязнений в каналах теплообменника или на пластинах. Для систем, находящихся в эксплуатации, очистка проводится еженедельно в зависимости от условий эксплуатации. Очистка поверхности пластин от накипи (в основном речь идет о CaCO₃). В этом случае в качестве средства для очистки используется раствор, содержащий 0,3 моля аминосульфоновой кислоты, или раствор концентрацией 0,8 нитрата, содержащий 0,3 моля уллотопина, 0,2 моля анилина и 0,1 моля калийцианиата. Температура очистки составляет 40–60°C. При химической промывке без демонтажа оборудования необходимо открыть входные и выходные отверстия для холодного теплоносителя в теплообменнике, или при установке оборудования установить на входных и выходных фитингах отверстия для промывки размером DN25. В оборудование вводится подготовленный раствор для промывки; после этого остатки кислоты смываются чистой водой до тех пор, пока значение pH не станет не меньше 7. При демонтаже и чистке пластины замачивают в растворе для чистки на 30 минут, затем аккуратно счищают налет мягкой щеткой и в конце промывают чистой водой. Во время процесса очистки необходимо избегать повреждения пластин и резиновых прокладок. При использовании метода механической обратной промывки без демонтажа оборудования необходимо заранее подключить специальные отверстия к входным и выходным трубам, через которые поступает среда. Оборудование соединяется с машиной для механической чистки; раствор для промывки вводится в оборудование в направлении, противоположном направлению потока среды. Время циклической промывки составляет 10–15 минут; скорость потока среды должна контролироваться в пределах 0,05–0,15 м/с. В заключение несколько раз промойте с помощью чистой воды, чтобы концентрация Cl в ней составляла менее 25 мг/л. ② Для вторичной циркуляционной воды предпочтительно использовать мягкую воду, пройдшую процедуру смягчения. Как правило, требуется, чтобы концентрация твердых частиц в воде не превышала 5 мг/л, диаметр примесей — 3 мм, а значение pH — не менее 7. При температуре воды, не превышающей 95°C, концентрация Ca и Mg должна быть не выше 2 ммоль/л ； Когда температура воды превышает 95°C, концентрация Ca и Mg не должна превышать 0,3 ммоль/л, а концентрация растворенного кислорода — 0,1 мг/л. ③Для систем централизованного отопления можно использовать метод однократной подпитки вторичной сети водой. 2. Температура отопления не соответствует требованиям. 2. Причины: ① Недостаточный расход среды на входе приводит к большой разнице температур с теплой стороны и низкому падению давления. ② Температура на холодной стороне низкая, а также температуры на холодном и горячем концах низкие. ③ При параллельной работе нескольких пластинчатых теплообменников происходит неравномерное распределение потока. ④Внутри теплообменника сильное налетание известняка. Способы решения: ① Увеличить поток теплоносителя или диаметр трубопроводов, через которые он проходит. ② Сбалансировать расход потока у нескольких плитчатых теплообменников, работающих в параллель. ③Разобрать панельный теплообменник для очистки поверхности пластин от налета.