板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。它是由具有一定波紋形狀的一些列金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。

板式換熱器的結構原理：可拆卸板式換熱器是由許多沖壓有波紋薄板按一定間隔，四周通過墊片密封，并用框架和壓緊螺旋重疊壓緊而成，板片和墊片的四個角孔形成了流體的分配管和匯集管，同時又合理地將冷熱流體分開，使其分別在每塊板片兩側的流道中流動，通過板片進行熱交換。

板式換熱器的基本分類一般情況下，我們主要根據結構來區分板式換熱器，也就是根據外形來區分，可分為四大類：①可拆卸板式換熱器（又叫帶密封墊片的板式換熱器）、②焊接板式換熱器、③螺旋板式換熱器、④板卷式換熱器（又叫蜂窩式換熱器）。其中，焊接板式換熱器又分為：半焊接板式換熱器、全焊接板式換熱器、板殼式換熱器、釬焊板式換熱器。

板式換熱器構成

板式換熱器由傳熱板片、密封墊、壓緊板、夾緊螺栓等主要部件組成。（如下圖）

換熱板片表面壓制成為波紋型或槽型，以增加板的剛度，增大流體的湍流程度，提高傳熱效率。其材質多為不銹鋼、銅、鋁、鋁合金、鈦、鎳等。板角處的角孔起著連接通道的作用。

工作介質分別在板片間形成的窄小而曲折的通道中交錯流過，進行換熱。由于板片相互倒置安裝，波紋交叉所形成的數千個觸點錯列均布，使流體繞這些觸點回繞流動，產生強烈擾動，形成極高的換熱系數，使換熱器具有極高的換熱效率和承壓能力。

板換常用板片材質

① 304型不銹鋼
 這是最廉價、最廣泛使用的奧氏體不銹鋼（如食品、化工、原子能等工業設備）。適用于一般的有機和無機介質。例如，濃度＜30％、溫度≤100℃或濃度≥30％、溫度＜50℃的硝酸；溫度≤100℃的各種濃度的碳酸、氨水和醇類。在硫酸和鹽酸中的耐蝕性差；尤其對含氯介質(如冷卻水)引起的縫隙腐蝕最敏感。 
② 304L型不銹鋼
耐蝕性和用途與304型基本相同。由于含碳量更低（≤0.03％），故耐蝕性（尤其耐晶間腐蝕, 包括焊縫區）和可焊性更好，可用于半焊式或全焊式PHE。
③ 316型不銹鋼
適用于一般的有機和無機介質。例如,天然冷卻水、冷卻塔水、軟化水；碳酸；濃度＜50％的醋酸和苛性堿液；醇類和丙酮等溶劑；溫度≤100℃的稀硝酸（濃度＜20％＝、稀磷酸（濃度＜30％＝等。但是,不宜用于硫酸。由于約含2％的Mo，故在海水和其他含氯介質中的耐蝕性比304型好,完全可以替代304型。
④ 316L型不銹鋼
耐蝕性和用途與316型基本相同。由于含碳量更低（≤0.03％），故可焊性和焊后的耐蝕性也更好，可用于半焊式或全焊式PHE。PRE為25。

⑤ 254 SMO高級不銹鋼

這是一種通過提高Mo含量對316型進行了改進的超低碳高級不銹鋼，具有優良的耐氯化物點蝕和縫隙腐蝕性能，適用于不能用316型的含鹽水、無機酸等介質。254SMO是一種奧氏體不銹鋼。由于它的高含鉬量，故具有極高的耐點腐蝕和耐縫隙腐蝕性能。254SMO也具有良好的抗均勻腐蝕性。特別是在含鹵化物的酸中，該鋼要優于普通不銹鋼。其C含<0.03%，因此叫純奧氏體不銹鋼><>

⑥雙相不銹鋼2205合金

雙相不銹鋼2205合金是由21％鉻,2.5％鉬及4.5％鎳氮合金構成的復式不銹鋼。它具有高強度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應力腐蝕能力。2205雙相不銹鋼的屈服強度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這種合金特別適用于-50°F/+600°F 溫度范圍內。超出這一溫度范圍的應用，也可考慮這種合金，但是有一些限制，尤其是應用于焊接結構的時候。雙相不銹鋼2205合金與316L和317L奧氏體不銹鋼相比,2205合金在抗斑蝕及裂隙腐蝕方面的性能更優越,它具有很高的抗腐蝕能力,與奧氏體相比,它的熱膨脹系數更低,導熱性更高。雙相不銹鋼2205合金與奧氏體不銹鋼相比,它的耐壓強度是其兩倍,與316L和317L相比,設計者可以減輕其重量。

換熱板片波紋形式

密封膠墊

密封膠墊：板的周邊放置墊片，不僅起到密封作用，也使板與板之間形成一定間隙，從而構成流體通道。墊片能承受的溫度實質上就是板換的工作溫度，板換的工作壓力也受墊片制約。

墊片的上下主密封面應平整光滑，不能有任何氣泡、凹坑、飛邊及其他影響密封的缺陷。

陰涼、干燥、避光環境存放，環境溫度不超40℃，不與酸、堿、油類及有機溶劑接觸，避免重壓。

型號與結構形式代號

舉例：OLD100H-1.6-15-N-I或OLD100H-1.6-15-N

表示：波紋形式為人字形；

單板公稱換熱面積為0.3㎡；

設計壓力為1.6Mpa；

換熱面積為15㎡；

用丁腈墊片密封的雙支撐框架結構的板式換熱器。

流程組合

搬運和安裝

1、搬運吊裝要注意設備重心。吊裝力要作用在兩塊壓緊板上，不得掛在接管、上下導桿、前支柱及板片上。

2、換熱器周圍應留有足夠滿足檢修的空間。

3、設備平放與地基平臺上，先對準固定壓緊板側連接板上的螺孔，按下軸進行找平，緊固地腳螺栓。

4、設備就位后，安裝管路時，應在管路上配全閥門、壓力表、溫度計，在出口處裝排氣閥，在進出口部分最低處應考慮放空。

5、如果泵的出口最大壓力可能高過換熱器最高使用壓力，要在換熱器進口安裝減壓閥和安全閥。

6、當活動壓緊板側有進出口接管時，管線應有一定的柔性，以便在操作過程中，補償板片因為泄漏或其他原因變動活動壓緊板的位置。

7、所有外接管線，應配制吊架，支持架及適應膨脹變形等措施，以防止換熱器上的接管受約束，造成較大應力。

8、當使用介質不干凈，有較大顆粒或長纖維時，進口處應裝有過濾器。

設備使用

開車

1、設備就位后，使用拉桿，將兩壓緊板上緊時，使L值達到標牌上給定的Lmax。

注： L=（板間距+板厚度）×板片數

制造廠家在出廠說明書上提供有各種規格板片的間距和厚度。

2、上緊螺栓順序

用扳手按圖順序將拉桿對稱上緊，活動與固定壓緊板應保持平行，上到預定位置時，L值各處保持相等，新設備使用時，L值應控制在Lmax或稍小于Lmax即可，隨著使用時間增加，膠墊老化逐步調緊L值。嚴禁使L值小于Lmin ，以防板片觸點損壞。

順序：按右圖1到10的順序，把活動板緊到需要的L值。緊板過程中保持活動與固定板的平行。過程中各處L值的偏差不能大于5毫米，板緊固到位后各處L值的差不能大于1毫米。

3、水壓試驗：新安裝的設備及經過拆卸維修或換板片的換熱器，均應重新進行水壓試驗。

3.1 水壓試驗用水，水溫≥5℃。

3.2 水壓試驗，單側進行，當試驗壓力≤0.1MPa時，緩慢升壓至規定壓力。保壓30分鐘，無漏為合格。

當試驗壓力＞0.1MPa時緩慢升壓至規定試驗壓力的二分之一，保壓10分鐘后卸壓，換另一側，緩慢升壓至試驗壓力的二分之一處，保壓10分鐘，再緩慢升到規定壓力，保壓30分鐘，卸壓再試另一側，緩慢升至規定試驗壓力，保壓30分鐘無漏為合格。

水壓試驗壓力為設計壓力的1.25倍。

3.3 如發現泄漏，可根據具體情況，再壓緊2～3毫米后再試壓。

3.4注意事項： 

a、升壓前必須將設備內的空氣放凈。

b、不得超壓試驗。

c、應均勻上緊螺母。

d、禁止將設備中板片壓緊的L值小于Lmin。

4.1 開車前仔細檢查板式換熱器進出口管線及開關是否符合要求，兩板間壓緊尺寸是否符合規定值。

4.2 開啟板式換熱器出口，再開啟該設備進口，緩慢升壓、升溫，為了穩定操作，盡可能兩側流體同步調節。

4.3 根據進出口壓力溫度指示，將閥門開啟到預定工藝參數，保持穩定操作。

運行

1、操作過程中，壓力應穩定，避免忽高忽低。

2、在運行過程中，發現滲漏，應在卸壓狀態下進行補加壓緊2～3毫米后再運行。

3、當使用超過150℃或有腐蝕性、易燃介質的，建議在板片束兩側加薄鐵皮保護罩，以防傷人及熱量損失。

停車

1、停車時應緩慢關閉換熱器兩側流體口閥門，使兩側壓力同時緩慢下降。（先關進口閥，后關出口閥）。如果長時間停車，應放空殘液并松開拉桿螺母(1.1L)。

2、尤其強調，除事故狀態時,閥門的開關都應緩慢進行,特別是關閉閥門停止流體流動時,由于流體突然停止流動,可能會產生超過正常壓力幾倍的沖擊壓力。  

3、冬季停止運行的換熱器應及時放掉設備內的介質或采取其它的防凍措施，避免凍壞設備。

維修保養

1、在化工、石油、造紙等行業，介質及操作條件較差的情況下，應定期清洗維修，在可能的情況下，推薦采用不拆卸體內循環沖洗，若介質易產生聚合物，停車后必須立即清洗。

2、拆卸程序

2.1板式換熱器拆卸前，首先測量板束的壓緊長度尺寸，做好記錄（重裝時應比原尺寸壓得更緊點）

2.2用扳手按圖15，把螺母以5、6、7、8、9、10、3、4、1、2，順序交叉分組松動。

2.3拉桿拆除后，將活動壓緊板，移動到立柱一端，再拆板片。先將板片托起，把板片移動到上軸缺口處，前或后傾斜即可拿出。見圖17不同的結垢形式，拆裝要求不同。

螺母拆卸順序：用扳手按圖15，把螺母以5、6、7、8、9、10、3、4、1、2，順序交叉分組松動。

3、清洗

3.1 板式換熱器應按預定周期檢修，如換熱效率明顯降低、壓降明顯變化，應進行清洗。

3.2 清洗工作量小時，可在板片懸掛狀態下逐張進行。如果結垢嚴重，應將板片拆下，放平清刷。

3.3 如用化學清洗劑，可在設備內打循環，倘若用機械清洗，需將設備打開。洗刷板片，要用軟刷子，鈦材板片，禁止使用鋼制的刷子，要避免劃傷板片。

3.4 清水沖洗后，需用布擦干，板面上不允許有異物顆粒及纖維之類的東西。

3.5 清洗完畢后，對板片、墊圈仔細檢查，發現問題及時處理。

3.6板片檢查法：

著色法：用著色劑檢查。（滲透  清洗  顯像   檢查四步驟）

透光法：一面放置光源，人在另一側檢查。

單側試壓法：單側通過水試壓至0.35MPa(表壓)，若果另一側最低處有水，迅速拆開，檢查片的濕潤處。

3.7注意：清洗用水的氯離子含量不大于25ppm

4、更換墊片

4.1需要更換墊片的板片，平放在水平面上，用螺絲刀撬起墊片，輕輕取下（或在板片背面用火輕烤，但要避免金屬變色）然后撕下。也有液氮速冷辦法。

4.2 用丙酮甲基液或其它酮類有機溶劑，將密封槽清洗干凈。

4.3 建議使用的粘結劑：J03A    401   403膠。

4.4 建議膠墊放在70～80℃加熱（也可以不加熱）。

4.5 將粘結劑均勻地在密封槽底部涂一層(不宜過多），把加熱好的墊片輕輕拉一下，清除墊片贓物，放在密封槽內，貼合均勻，水平疊放平整并加壓適當重物，盡量防止干燥通風處，2～6小時候涼干。

4.6 逐張檢查，是否貼合均勻，并清除多余粘結劑。

4.7 重新裝在框架上，壓到要求的L尺寸。按開車程序進行。

4.8 夾緊螺栓上要涂以黃油，有條件時應套上保護管，以免生銹和碰傷螺紋。

保養

①冬季停止運行的換熱器應及時放掉設備內的介質或采取其它的防凍措施，避免凍壞設備。

②設備若長期不使用時，應將擰緊螺栓放松到規定尺寸，以確保墊片及換熱器板片的使用壽命，使用時再按要求夾緊。

③設備經常運行時，在信號孔發現介質流出，應進行分析，如是螺栓松動或由于長期熱交換而伸長，按要求重新夾緊，但不得過緊以免壓壞板片，如是密封墊片老化應予更換。

常發故障及措施故障

常發故障及措施故障：泄漏、滲漏

主要原因：
1）L值壓緊不夠或壓偏。 2）墊片粘合不好，有異物或墊片有缺陷。3）墊片老化或墊片材質選用不當。4）板片、密封墊放置顛倒。

措施：
先檢查夾緊螺桿的螺母是否松動及夾緊尺寸是否與設備安裝圖相符，如螺母松動一般夾緊尺寸偏大，可重新擰緊螺母是否松動及夾緊尺寸與圖紙相符；若仍然泄漏則需打開設備檢查密封墊片，若密封墊片從墊片槽中脫出，要重新粘貼，損壞的進行更換，多數密封墊片一起損壞時，要注意重新選擇合適材料的密封墊片。

常發故障及措施故障：串液
檢查方法：正常操作時打開低壓側出口放空，檢查是否混有第二種液體。

主要原因
1）板片腐蝕穿透。
2）板片有裂紋。

措施：用3.6介紹的板片檢查方法查出問題板片去掉或更換。注意增減板片時要A板B板成對增減。

常發故障及措施故障：壓降增大，換熱效率低
主要原因：
1）內部阻塞。
2）板片結垢。
3）板片排列錯誤。
4）內部空氣沒排凈。

措施：不拆卸循環清洗或拆卸清洗；檢查板片排列糾正錯誤；排掉內部存的空氣。

換熱器管束除垢的方法

一、手工或機械方法

當管束有輕微堵塞和積垢時，借助于鏟削、鋼絲刷等手工或機械方法來進行清理，并用壓縮空氣，高壓水和蒸汽等配合吹洗。當管子結垢比較嚴重或全部堵死時，可用管式沖水鉆（又稱為捅管機）進行清理。

二、沖洗法

沖洗法有兩種：第一種是逆流沖洗，一般是在運動過程中，或短時間停車時采用，可以不拆開裝置，但在設備上要預先設置逆流副線，當結垢情況并不嚴重時采用此法較為有效。第二種方法是高壓水槍沖洗法。對不同的換熱器采用不同的旋轉水槍頭，可以是剛性的，也可以是繞性的，壓力從10MPa至200ＭＰa自由調節。利用高壓水除污垢，無論對管間、管內及殼體均適用。高壓水槍沖洗換熱器效果較好。應用廣泛。

三、化學除垢

換熱器管程結垢，主要是因為水質不好形成水垢及油垢的結焦沉淀和粘附兩種形式，用化學法除垢，首先應對結垢物質化驗分析，搞清結垢物性質，就可以決定采用哪種溶劑清洗。一般對硫酸鹽和硅酸鹽水垢采用堿洗（純堿、燒堿、磷酸三鈉等），碳酸鹽水垢則用酸洗（鹽酸、硝酸、磷酸、氟氫酸等）。對油垢結焦可用氫氧化鈉、碳酸鈉、洗衣粉、液體洗滌劑、硅酸鈉和水按一定的配比配成清洗液進行清洗。采用化學清洗的辦法，現場需要重新配管，比較花費時間。

清除水垢的基本原理

1)溶解作用：酸溶液容易與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應，生成易溶化合物，使水垢溶解。
 2)剝離作用：酸溶液能溶解金屬表面的氧化物．破壞與水垢的結合。從而使附著在金屬氧化物表面的水垢剝離。并脫落下來。
 3)氣掀作用：酸溶液與鈣、鎂、碳酸鹽水垢發生反應后，產生大量的二氧化碳。二氧化碳氣體在溢出過程中。對于難溶或溶解較慢的水垢層，具有一定的掀動力，使水垢從換熱器受熱表面脫落下來。
 4)疏松作用：對于含有硅酸鹽和硫酸鹽混合水垢，由于鈣、鎂、碳酸鹽和鐵的氧化物在酸溶液中溶解，殘留的水垢會變得疏松，很容易被流動的酸溶液沖刷下來。

清洗劑的選擇

清洗劑的選擇，目前采用的是酸洗，它包括有機酸和無機酸。有機酸主要有：草酸、甲酸等。無機酸主要有：鹽酸、硝酸等。根據換熱器結垢和工藝、材質和水垢成分分析得出：
1)換熱器流通面積小，內部結構復雜，清洗液若產生沉淀不易排放。
2)換熱器材質為鎳鈦合金，使用鹽酸為清洗液．容易對板片產生強腐蝕，縮短換熱器的使用壽命。

通過反復試驗發現，選擇甲酸作為清洗液效果最佳。在甲酸清洗液中加入緩沖劑和表面活性劑，清洗效果更好，并可降低清洗液對板片的腐蝕。通過對水垢樣本的化學試驗研究表明，甲酸能夠有效地清除水垢。通過酸液浸泡試驗，發現甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同時它對換熱器板片的腐蝕作用也很小。

防止板式換熱器結垢的措施

1)運行中嚴把水質關，必須對系統中的水和軟化罐中的軟化水進行嚴格的水質化驗，合格后才能注人管網中。
 2)新的系統投運時，應將換熱器與系統分開，進行一段時間的循環后，再將換熱器并人系統中．以避免管網中雜質進入換熱器。
 3)在整個系統中，除污器和過濾器應當進行不定期的清理外，還應當保持管網中的清潔，以防止換熱器堵塞。

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