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Problemas comunes en los intercambiadores de calor de placa y métodos de solución

2016-06-04View Original

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Causas de las fugas externas: ① Las dimensiones de sujeción no son adecuadas, las dimensiones en diferentes puntos no son uniformes (la desviación en cada punto no debe superar los 3 mm), o bien los pernos de sujeción están flojos. ② Algunas juntas de sellado se han separado de sus ranuras de sellado; la superficie principal de las juntas está sucia, las juntas están dañadas o las juntas del intercambiador de calor de tipo placa están envejecidas. ③ La placa se deforma y el desalineamiento en el montaje provoca el deslizamiento de la alfombrilla. ④Existen grietas en la zona de los surcos de sellado de las placas o en la segunda zona de sellado. Ejemplo: En varias estaciones de calefacción en lugares como Pekín, Qinghai y Xinjiang, se utiliza vapor saturado como fuente de calor para la calefacción. Dado que la temperatura del vapor es alta, al inicio del funcionamiento de los equipos y cuando el sistema aún no está estable, los sellos de goma fallan debido a las altas temperaturas, lo que provoca fugas de vapor. Método de tratamiento: ① En condiciones sin presión, volver a sujetar el equipo según las dimensiones de sujeción indicadas por el fabricante. Las dimensiones deben ser uniformes, y la desviación en las fuerzas de sujeción no debe superar los ±0,2 N/mm. (Para el número total de placas), la paralelidad entre las dos placas de compresión debe mantenerse por debajo de 2 mm. ② Hacer una marca en la zona donde hay fugas, luego desmontar el intercambiador de calor para inspeccionarlo y solucionar los problemas uno por uno, reensamblándolo o reemplazando las juntas y las placas. ③ Se desmontará el intercambiador de calor para reparar las zonas deformadas de las placas o reemplazarlas. Cuando no hay repuestos de placas, se puede retirar temporalmente la placa del área deformada y volver a ensamblarla para su uso. ④ Al volver a montar las piezas separadas, se debe limpiar la superficie de las mismas, para evitar que la suciedad se adhiera a las superficies de sellado de los sellos. Causas de la fuga de líquido: ① La corrosión de las placas, debido a una selección inadecuada de estas, provoca grietas o perforaciones. ②Las condiciones de operación no cumplen con los requisitos del diseño. ③ La corrosión por estrés es causada por las tensiones residuales que quedan después del estampado en frío de las placas, así como por dimensiones de sujeción demasiado pequeñas durante el montaje. ④Hay una ligera fuga en la zona de los canales de drenaje de las placas, lo que provoca la concentración de sustancias nocivas en el medio (como el C1), las cuales corroen las placas y causan fugas de líquido. Ejemplo: En el sistema de ácido sulfúrico de una empresa dedicada a la industria del aluminio, un intercambiador de calor de tipo placa BR03, cuyo material de las placas era 254 SMo, presentó fugas debido a la corrosión de las conexiones hechas de acero al carbono en el lado del agua de enfriamiento. El ácido se derramó hacia ese mismo lado. La inspección reveló graves casos de corrosión y grietas en la entrada del líquido ácido de las placas y en la zona de derivación. El análisis in situ reveló que los parámetros de proceso, como la temperatura de operación del sistema, el caudal y la concentración, superaban las condiciones de diseño; además, la temperatura de uso estaba muy por encima del rango adecuado para el material. Los intercambiadores de calor de placas que utilizan vapor saturado como fuente de calor en el lado primario son propensos a sufrir corrosión en las placas durante su funcionamiento, lo que provoca la mezcla de productos. Esto se debe a que la temperatura del vapor es alta; durante el funcionamiento del equipo, es fácil que los sellos de goma fallen debido a dichas altas temperaturas, lo que provoca fugas de vapor y su rápida condensación en la zona de sellado secundaria. A medida que la fuga continúa, se acumulan cada vez más residuos de condensación, lo que genera zonas con una concentración elevada de cloro. Esto crea las condiciones necesarias para que se dañe la capa de pasivación en la superficie de las placas. Al mismo tiempo, debido a las grandes tensiones internas que se generan por el estampado en frío de las placas en esta zona, y cuando la capa de pasivación superficial se daña, esas tensiones internas provocan la corrosión por estrés. Método de tratamiento: ① Reemplazar las placas con grietas o perforaciones; para localizar dichas grietas, se utiliza un método de inspección mediante luz en el lugar donde se encuentran las placas. ②Ajustar los parámetros de funcionamiento para que se cumplan las condiciones de diseño. ③Al reparar y montar los intercambiadores de calor, las dimensiones de sujeción deben cumplir con los requisitos; no es cierto que cuanto más pequeñas, mejor. ④El material de las placas del intercambiador de calor de tipo placa está adecuadamente seleccionado. Causas de una caída de presión excesiva: ① Las tuberías del sistema en funcionamiento no han sido limpiadas adecuadamente. En particular, en las tuberías de sistemas recién instalados, hay muchos residuos (como escoria de soldadura) que llegan al interior del intercambiador de calor de placas. Dado que el área de paso de los canales del intercambiador es bastante estrecha, los sedimentos y partículas en suspensión se acumulan en las esquinas y en las zonas de guía del flujo. Esto hace que el área de paso en esos lugares disminuya significativamente, lo que provoca que la mayor parte de la pérdida de presión ocurra en dichas áreas. ② Al elegir por primera vez un intercambiador de calor de placas, su área es demasiado pequeña, lo que provoca una velocidad de flujo excesiva entre las placas y una caída de presión elevada. ③ Después de que el intercambiador de calor de placas funciona durante un tiempo, se produce una gran caída de presión debido a la formación de incrustaciones en la superficie de las placas. Ejemplo: En el año 2000, nuestra empresa suministró a los usuarios de Xinjiang intercambiadores de calor de tipo BR10, para ser utilizados en sistemas de calefacción central con intercambio de calor entre agua y agua. La temperatura de diseño para el suministro de agua era de 130 °C. Al diseñar y seleccionar los intercambiadores de calor, la derivada de transferencia de calor es elevada, cercana a 5 500 W/(m·K), mientras que en la práctica debería ser de 3 500 W/(m·K). Al mismo tiempo, la empresa de diseño optó por bombas con un exceso de caudal, lo que causó que la velocidad del flujo entre las placas del lado secundario del intercambiador de calor superara los 1 m/s. La caída de presión en condiciones reales fue de 0,2 a 0,3 MPa, lo que provocó un grave desequilibrio hidráulico en la red secundaria. Método de tratamiento: ① Eliminar la suciedad o los depósitos que se acumulan en las vías de flujo del intercambiador de calor. En los sistemas recién puestos en funcionamiento, es necesario limpiarlos una vez por semana, según las condiciones reales. Al limpiar la incrustación de agua en la superficie de las placas (principalmente CaCO3), se utiliza como solución de limpieza una solución que contenga 0,3% de amino sulfónico, o bien una solución ácida con 0,8% de ácido, 0,3% de **, 0,2% de anilina y 0,1% de cianato de potasio. La temperatura de limpieza debe estar entre 40 y 60 °C. Al realizar la limpieza química del equipo sin desmontarlo, es necesario abrir las entradas y salidas de los medios fríos del intercambiador de calor. O bien, al instalar el equipo, se deben colocar conexiones de limpieza de DN25 en las entradas y salidas de los medios. Se debe verter el líquido de limpieza preparado dentro del equipo; posteriormente, se limpian los restos de ácido con agua limpia, hasta que el pH sea ≥7. Al desmontarla para limpiarla, se sumerge la placa en el líquido limpiador durante 30 minutos; luego, se frota suavemente con un cepillo blando para eliminar la incrustación, y finalmente se enjuaga bien con agua limpia. Durante el proceso de limpieza, se debe evitar dañar las placas y los cojines de goma. Si se utiliza el método de lavado mecánico sin desmontar el equipo, es necesario conectar previamente un tubo en las tuberías de entrada y salida del medio a limpiar. De esta manera, el equipo se conecta al vehículo dedicado a la limpieza mecánica. El líquido de limpieza se inyecta en el equipo en la dirección opuesta al flujo del medio. El tiempo de lavado en ciclo es de 10 a 15 minutos, mientras que la velocidad de flujo del medio debe mantenerse entre 0,05 y 0,15 m/s. Finalmente, se debe realizar varios ciclos de enjuague con agua limpia, para mantener la concentración de Cl en el agua por debajo de 25 mg/L. ② Es recomendable utilizar agua para el ciclo secundario que haya sido ablandada. En general, se exige que la concentración de sustancias en suspensión en el agua no supere los 5 mg/L, que el diámetro de las impurezas no sea mayor a 3 mm y que el pH sea igual o superior a 7. Cuando la temperatura del agua no supera los 95 °C, las concentraciones de Ca y Mg no deben ser superiores a 2 mmol/L ; Cuando la temperatura del agua es superior a 95 °C, la concentración de Ca y Mg no debe superar los 0,3 mmol/L, mientras que la concentración en masa de oxígeno disuelto no debe exceder los 0,1 mg/L. ③En los sistemas de calefacción centralizada, se puede utilizar el método de reabastecer agua una sola vez. Causas de la temperatura insuficiente: ① Flujo insuficiente del medio en el lado primario, lo que provoca una gran diferencia de temperatura en el lado caliente y una baja caída de presión. ② La temperatura del lado frío es baja, y también lo son las temperaturas en los extremos frío y caliente. ③ La distribución del caudal en varios intercambiadores de calor de tipo placa que operan en paralelo es desigual. ④Hay una grave incrustación en el interior del intercambiador de calor. Métodos de solución: ① Aumentar el caudal de la fuente de calor o ampliar el diámetro de los tubos por donde fluye el medio térmico. ② Equilibrar el caudal de varios intercambiadores de calor de placa que operan en paralelo. ③Desmontar el intercambiador de placas para limpiar la incrustación en la superficie de las placas.

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