板式換熱器具有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、應(yīng)用廣泛、使用壽命長等特點(diǎn)。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90%以上。可拆式板式換熱器廠家為大家介紹板式換熱器在結(jié)構(gòu)方面的特點(diǎn)。

　　板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　一、高效節(jié)能：其換熱系數(shù)在3000～4500kcal/m2·°C·h，比管殼式換熱器的熱效率高3~5倍。

　　二、使用壽命長：板式換熱器采用不銹鋼或鈦合金板片壓制，可耐各種腐蝕介質(zhì)，膠墊可隨意更換，并可方便在、拆裝檢修。

　　三、結(jié)構(gòu)緊湊：板式換熱器板片緊密排列，與其他換熱器類型相比，板式換熱器的占地面積和占用空間較少，面積相同換熱量的板式換熱器僅為管殼式換熱器的1/5。

　　四、容易清洗拆裝方便：板式換熱器靠夾緊螺栓將夾固板板片夾緊，因此拆裝方便，隨時(shí)可以打開清洗，同時(shí)由于板面光潔，湍流程度高，不易結(jié)垢。

　　由于板式換熱器具有以上的特點(diǎn)，因此在石油工業(yè)方面主要應(yīng)用為：

　　一、各種油品的加熱及冷卻；

　　二、工廠冷卻水系統(tǒng)；

　　三、工廠酸性水的處理；

　　四、塔頂氣體的冷凝、冷卻。

　　五、海洋鉆井平臺(tái)用于海水冷卻循環(huán)淡水或乙二醇粗尚油冷卻、脫鹽裝置、淡水蒸餾、三甘醇脫水時(shí)進(jìn)。

      在各種換熱器中,鋼制管殼式換熱器以其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在換熱器的生產(chǎn)和使用中一直占主導(dǎo)地位。但由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用條件的多樣性,換熱器常出現(xiàn)多種形式的失效。四平換熱器廠家介紹怎樣解決管殼式換熱器失效的問題？

　　一、管子與管板的連接失效

　　根據(jù)換熱器使用條件的不同,管子與管板的連接接頭形式可分為脹接、焊接和脹焊并用三種。接頭形式不同,失效形式也有差異。

　　脹接

　　1.機(jī)械脹接

　　這種連接易使換熱管產(chǎn)生過脹或欠脹,換熱管內(nèi)壁易產(chǎn)生加工硬化,換熱管與管板的連接處在其整個(gè)連接的長度上應(yīng)力分布不均勻。在溫差變化和應(yīng)力的作用下,只要有微小的加工缺陷,如管孔縱向劃痕,腐蝕介質(zhì)的微量侵入就會(huì)使換熱管與管板的連接失效。若發(fā)現(xiàn)不及時(shí),殼程冷卻水滲入管程后,會(huì)引起大片管子與管板的連接失效,此時(shí)修復(fù)就比較困難。

　　2.液壓脹接

　　液壓脹接時(shí)管子不易產(chǎn)生過脹,脹接部位不產(chǎn)生竄動(dòng),管子與管板連接處在整個(gè)長度上的應(yīng)力分布是均勻的。根據(jù)液壓脹接原理及GB151-1999規(guī)定,為保證脹接時(shí)管板與管束連接的可靠性,脹接時(shí)管板應(yīng)開槽,槽間距和槽寬為8～9mm。這樣,就使得管子與管板之間的脹接面積相對(duì)減少,管板的厚度必須加大才能保證連接可靠。而且,液壓脹接對(duì)管孔及開槽的精度要求特別嚴(yán)格。由于管板孔加工是大批量生產(chǎn),必須保證100%無缺陷才行。失效后若采用脹管修復(fù),由于腐蝕凹坑的存在,易再次失效。

　　焊接接頭

　　開槽,槽間距和槽寬為8～9mm。這樣,就使得管子與管板之間的脹接面積相對(duì)減少,管板的厚度必須加大才能保證連接可靠。而且,液壓脹接對(duì)管孔及開槽的精度要求特別嚴(yán)格。由于管板孔加工是大批量生產(chǎn),必須保證100%無缺陷才行。失效后若采用脹管修復(fù),由于腐蝕凹坑的存在,易再次失效。

　　這種連接方式實(shí)現(xiàn)了焊接和脹接的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),具備抗反復(fù)熱沖擊及腐蝕、提高接頭的抗疲勞性能和消除間隙腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。但是,脹焊并用時(shí)操作要求高,一般用于操作條件比較苛刻的場(chǎng)合。目前對(duì)常規(guī)的換熱器通常采用貼脹 強(qiáng)度焊的模式;而重要的或使用條件苛刻的換熱器則要求采用強(qiáng)度脹 強(qiáng)度焊的模式。

　　二、管束失效

　　1.管束腐蝕和腐蝕失效

　　換熱器的失效大多數(shù)是由腐蝕引起的。較常見的腐蝕部位是管子,其受腐蝕的主要原因有:流體為腐蝕性介質(zhì);管內(nèi)壁有異物積累而發(fā)生局部腐蝕;污垢腐蝕;管內(nèi)物料流速過大而發(fā)生磨蝕,流速過小則異物易附著管壁,造成電位差而導(dǎo)致腐蝕等。解決措施:合理選材,選擇對(duì)介質(zhì)適應(yīng)的材料;定期清洗管束;在流體中加入緩蝕劑;選擇適當(dāng)流速;在流體入口設(shè)置過濾裝置和緩沖結(jié)構(gòu)等。

　　2.傳熱能力下降

　　在換熱器運(yùn)行過程中,若工作介質(zhì)(水)的硬度較高,或流體中含有顆粒物、懸浮物,冷卻水中有藻類、細(xì)菌、泥沙等,都會(huì)導(dǎo)致管束內(nèi)、外壁嚴(yán)重結(jié)垢。隨著污垢層的增厚,傳熱熱阻很快增大,嚴(yán)重時(shí)污垢將會(huì)使工作介質(zhì)的流道阻塞,從而導(dǎo)致?lián)Q熱能力迅速降低。解決措施:充分掌握易污部位、致污物質(zhì)及污垢程度等有關(guān)情況,進(jìn)行定期檢查;當(dāng)流體很容易結(jié)垢時(shí),必須采用容易檢查、拆卸和清理的設(shè)備或結(jié)構(gòu)。

　　3.列管式換熱器

　　為了強(qiáng)化殼程傳熱和減小結(jié)垢,常采用提高殼程流體流速的方法。但殼程流體流速的提高往往導(dǎo)致管束的誘導(dǎo)振動(dòng),換熱器頻繁開停也會(huì)導(dǎo)致管束的誘導(dǎo)振動(dòng)。列管式換熱器制造時(shí),為了使管束安裝方便,隔板上的孔內(nèi)徑比列管外徑大,這就不可避免地產(chǎn)生管子與隔板孔邊緣反復(fù)碰撞的現(xiàn)象。當(dāng)管子材料硬度低于隔板材料硬度時(shí),這種碰撞的結(jié)果就使得管子被磨損甚至被割斷,較終使管束失效。

　　對(duì)于在線運(yùn)行的換熱器,當(dāng)出入口的條件穩(wěn)定時(shí),由振動(dòng)產(chǎn)生的管磨損速率也是一定的。振動(dòng)磨損率隨管子與隔板孔之間間隙的增加而增加,間隙與磨損率隨時(shí)間增長而增大;同時(shí),振動(dòng)磨損量隨管子振動(dòng)頻率及振幅的增加而增加,振動(dòng)磨損量的增加使得管子管壁變薄,當(dāng)壁厚無法滿足強(qiáng)度要求時(shí),就會(huì)出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。解決措施:在管壁磨損到較小壁厚前,將隔板平移一定距離,一般為20～30mm,使得磨損在新的位置上重新開始。通常,對(duì)于換熱器的隔板如果條件允許,可以移位 3～4次,這樣就大大延長了管束的使用壽命。此外,在流體入口前設(shè)置緩沖板,減少脈沖;適當(dāng)縮短折流板間距,增大管壁厚度和折流板厚度;折流板上的管孔與管子采用緊密配合,間隙不要過大;相鄰支撐板管孔有一定的偏心距等,都可有效消除流體誘導(dǎo)振動(dòng)。

　　4.U形管式換熱器

　　對(duì)于奧氏體不銹鋼管束,由于換熱管冷彎時(shí)的塑性變形,在U形管彎管處外緣存在著較大的殘余拉應(yīng)力,同時(shí)U形管下直管段及彎管處存在著較大的因溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力,因此,U形管束在某些區(qū)域具備了產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的必要條件之一(構(gòu)件處于拉應(yīng)力狀態(tài))。

　　從管束的工作環(huán)境來看,一般水中的氯離子濃度小于0.1ppm,表面上看來并不具備產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件,但是考慮到水被不斷蒸發(fā),其氯離子濃度會(huì)不斷增加,這就存在了產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的可能性。經(jīng)驗(yàn)告訴我們,奧氏體不銹鋼在含有2ppm的氯化物的水溶液中,在溫度小于200℃的條件下,即會(huì)發(fā)生應(yīng)力開裂。因此管束具備了產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的另一個(gè)必要條件。當(dāng)材料處于拉應(yīng)力情況下,又與腐蝕介質(zhì)相接觸時(shí),經(jīng)過一段時(shí)間后,材料內(nèi)部的微裂紋在拉應(yīng)力及腐蝕介質(zhì)的雙重作用下擴(kuò)展,并發(fā)展到整個(gè)斷面,從而引起應(yīng)力腐蝕開裂。

　　對(duì)于因應(yīng)力腐蝕開裂引起的管束失效,有如下幾種預(yù)防及解決措施:通過熱處理消除和減少拉應(yīng)力;設(shè)計(jì)中選用低于臨界應(yīng)力腐蝕破裂強(qiáng)度的應(yīng)力值;改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力集中;管束表面施加壓應(yīng)力;采用電化學(xué)保護(hù)、涂料或緩蝕劑等;采用對(duì)應(yīng)力腐蝕不敏感的材料,如0Cr18Ni12Mo2Ti。