【解決方案】板式換熱器應用中存在的問題及對策
板式換熱器作為一種緊湊高效的換熱設備，被應用在我公司多套裝置中，并發揮了較好的經濟效益。板式換熱器主要由板片、密封墊片、固定封頭、活動封頭（頭蓋）、夾緊螺栓、掛架導軌、支柱等組成，它具有體積緊湊、傳熱效率高、拆卸清洗檢修方便等優點。但是板式換熱器使用中出現的各種問題，也給生產帶來嚴重的影響，其原因是多方面的，它與設計、使用、維護和保養等多個方面有關。
1 設備堵塞與結垢
1.1堵塞
板式換熱器的流道間隙較小（2.5-6mm），直徑大于1.5~3mm的顆粒雜物容易堵塞板片通道，使設備的壓力降急劇惡化，導致設備因堵塞而換熱能力大幅降低，嚴重的造成裝置連續生產中斷。因為循環水中雜質較多，同類裝置E208/E209曾經多次堵塞，從而造成裝置頻繁停工，給企業經濟效益帶來一定的影響。后來，在E208/E209前增加了易拆洗的過濾器，保證了E208/E209的長周期運行。所以根據需要可在介質的進口處設置粗過濾器或反沖洗裝置，能有效的防止板式換熱器的堵塞。
1.2結垢
結垢可導致傳熱設備的傳熱系數降低，嚴重時還會堵塞板片通道。板式換熱器的板片設計有大量的支撐點，旨在對介質起擾流（使介質紊流以提高傳熱系數）和承壓支撐作用，是固體雜物和纖維容易集聚的地方，其副作用是使流體形成了局部的滯流而生成污垢積瘤，介質中的鈣鎂離子在適宜的溫度析出后很容易在積瘤上附著長大，形成蜂窩狀的垢樣。堵塞與結垢在成因上雖然不同，但在板式換熱器上的影響現象是相同的。可采有以下對策緩解結構問題：（1）板式換熱器不宜用在較臟或易結垢的環境（除非增設有效的其他措施）。（2）使用未經軟化的冷卻水作冷卻介質時，操作溫度應控制在50℃左右或者更低，以避開介質中鈣鎂離子析出的敏感溫度。
2 密封失效
2.1壓力影響
可拆卸板式換熱器在額定工作壓力之內使用時出現泄漏，除設備在制造裝配方面的質量因素外，主要與系統中出現的非正常沖擊載荷有關（水錘、氣錘），這是一般操作者不易觀察到的現象。沖擊所造成的瞬間壓力峰值往往比正常的工作壓力高出1~3倍，使安裝在板式換熱器中的橡膠密封墊移位，導致密封失效。由于該種設備的傳熱元件采用不銹鋼薄板制造（厚度0.5~0.8mm），其密封剛性相對較差且密封周邊很長，所以耐沖擊力的能力遠低于管殼式換熱器。防范措施：（1）鑒于板式換熱器的結構特點，可根據操作壓力情況，在設備選型時提高設計壓力1.5~2倍。（2）使用中盡量避免系統出現的沖擊現象。（3）在發生過此類事故的應用場合，根據情況也可采取增加板片厚度的措施，其效果很明顯。
2.2溫度影響
溫度的急劇變化也能造成密封失效。當溫度變化過快時，橡膠密封墊的線脹系數與彈性變形量和密封預緊力不相匹配，使密封預緊力下降，造成設備承壓能力低于額定設計壓力。對此可采用如下辦法解決：（1）在操作設備時升壓升溫應盡量平穩。（2）可在夾緊螺柱上增加預緊彈簧，有效的補償密封預緊力的變化，防止泄漏。
2.3時間影響
使用或閑置幾年的設備，密封材料的自身老化有可能影響密封可靠性，所以應利用檢修機會及時更換新的密封墊片。
3 腐蝕
腐蝕是復雜的化學現象，奧氏體不銹鋼板式換熱器表現出的腐蝕現象大多是C1-引起的應力腐蝕，常發生在板片密封槽底部以及有污垢有形成后的垢底部位，其主要成因：（1）不銹鋼傳熱板片由機械沖壓而成，不可避免地殘存一定量的表面殘余應力，對于不含鉬元素的不銹鋼薄板，表面殘余應力的消除是很困難的，或者甚至是不可行的。（2）板片組裝后形成了多縫隙結構，如板片之間的觸點、密封槽底等部位。而縫隙容易造成C1-的富集，局部富集程度往往遠遠超過了不銹鋼自身抗應力腐蝕的能力。（3）當板片表面的污垢嚴重時，介質中的腐蝕元素（C1、S等）可能大量附著于污垢，并在垢底縫隙處富集。（4）密封槽底中的有害元素往往是粘結劑、壓縮石棉（含有CaC12）,往往在水與蒸汽工況條件下，析出的富集C1-與H+形成HC1，使槽底縫隙處發生嚴重的應力腐蝕開裂。
板片縫隙在表面殘余應力、C1-的富集程度及溫度等條件下，經過一定的腐蝕孕育期，就有可能發生應力腐蝕開裂。在板式換熱器的選材、安裝及使用過程中設法破壞上述任一條件，都可有效地防止或延緩腐蝕發生，使設備安全正常地運行。為此，正確選用材料，定期清垢以破壞腐蝕的生成條件和孕育期，選用非氯元素的粘接劑，這樣可在一定程度上有效防止應力腐蝕。
4 其他問題
（1）對于不銹鋼板式換熱器，不能使用鹽酸（HC1）或鹽酸類的清洗劑和清洗粉末進行化學清洗，這是由于未充分溶解垢渣（含有殘存氯）在多縫隙的結構中是很難沖洗干凈的，堿中和也不可能充分進行。可采用硝酸加緩沖劑或硝酸類的清洗劑、清洗粉進行清洗，適當加溫可提高清洗效率。（2）安裝設備配管時，應避免焊線搭在設備，而應搭在配管的管道上，以防止焊線電流使板片內觸點處被擊穿。這一問題在其他公司的設備安裝過程中曾多次發生。（3）蒸汽的過熱度對橡膠墊片使用壽命影響很大，正常應在150℃-180℃飽和蒸氣橡膠壓墊片，其使用期為3-5年或更長，而用在130℃左右的過熱蒸汽中壽命僅為幾個月。這是因為飽和蒸氣可在墊片表面生成一層水膜，在高溫下對墊片起有效的保護作用。因此使用蒸汽不僅要注意它的溫度是否適用于墊片，過熱度也是不可忽視的重要因素。
5 結論
總之通過正確的選用、操作和維護，就能有效地降低板式換熱器使用中故障出現的概率，延長設備的運行周期，從而充分發揮板式換熱器高效節能的優點，為公司獲得更好的經濟效益。
