常见换热器及机组故障及分析

常见换热器及机组故障及分析1.板式换热器常见故障1.1外漏主要表现为渗漏（量不大，水滴不连续）和泄漏（量较大，水滴连续）。外漏出现的主要部位为板片与板片之间的密封处、板片二道密封泄漏槽部位以及端部板片与压紧板内侧。1.2串液主要特征为压力较高一侧的介质串入压力较低一侧的介质中，系统中会出现压力和温度的异常。如果介质具有腐蚀性，还可能导致管路中其它设备的腐蚀。串液通常发生在导流区域或者二道密封区域处。1.3压降大介质进、出口压降超过设计要求，甚至高出设计值许多倍，严重影响系统对流量和温度的要求。在供暖系统中，若热侧压降过大，则一次侧流量将严重不足，即热源不够，导致二次侧出温度不能满足要求。1.4供热温度不能满足要求主要特征是出口温度偏低，达不到设计要求。2.原因分析及处理方法2.1外漏2.1.1产生原因①夹紧尺寸不到位、各处尺寸不均匀（各处尺寸偏差不应大于3mm）或夹紧螺栓松动。②部分密封垫脱离密封槽，密封垫主密封面有脏物，密封垫损坏或垫片老化。③板片发生变形，组装错位引起跑垫。④在板片密封槽部位或二道密封区域有裂纹。实例：北京、青海和新疆等地的多个热力站均采用饱和蒸汽作为一次侧热源供暖，由于蒸汽温度较高，在设备运行初期系统不稳定的情况下，橡胶密封垫在高温下失效，引起蒸汽外漏。2.1.2处理方法①在无压状态，按制造厂提供的夹紧尺寸重新夹紧设备，尺寸应均匀一致，压紧尺寸的偏差应不大于±0．2N(mm)(N。为板片总数），两压紧板间的平行度应保持在2mm以内。②在外漏部位上做好标记，然后换热器解体逐一排查解决，重新装配或更换垫片和板片。③将开换热器解体，对板片变形部位进行修理或者更换板片。在没有板片备件时可将变形部位板片暂时拆除后重新组装使用。④重新组装拆开的板片时，应清洁板面，防止污物粘附着于垫片密封面。2.2串液2.2.1产生原因①由于板材选择不当导致板片腐蚀产生裂纹或穿孔。②操作条件不符合设计要求。③板片冷冲压成型后的残余应力和装配中夹紧尺寸过小造成应力腐蚀。④板片泄漏槽处有轻微渗漏，造成介质中有害物质（如C1）浓缩腐蚀板片，形成串液。实例：某铝业有限公司硫酸系统中1台板片材料为254SMo的AM10板式换热器，在运行5个月后出现冷却水侧碳钢接管腐蚀泄漏，酸液泄漏到了冷却水侧。检查发现板片酸液进口处和导流区域有严重的腐蚀及开裂现象。现场分析发现，系统运行温度、流量和浓度等工艺参数均超出设计条件，使用温度远超出材料的适用范围。采用饱和蒸汽作为一次侧热源的板式换热器在运行过程中容易发生板片腐蚀，导致产品串液。这是由于蒸汽温度较高，设备运行中很容易造成橡胶密封垫在高温下失效，引起蒸汽外漏并在二道密封区域急速冷凝。随着外漏的不断进行，冷凝残液越聚越多，局部形成cl质量浓度较高区域，达到破坏板片表面钝化层的腐蚀条件。同时，由于此区域板片冷冲压形成的内部应力较大，在表面钝化层被破坏的情况下，内部应力作用导致应力腐蚀的发生。2.2.2处理方法①更换有裂纹或穿孔板片，在现场用透光法查找板片裂纹。②调整运行参数，使其达到设计条件。③换热器维修组装时夹紧尺寸应符合要求，并不是越小越好。④板片材料合理匹配。2.3压降过大2.3.1产生原因①运行系统管路未进行正常吹洗，特别是新安装系统管路中许多脏物（如焊渣等）进入板式换热器的内部，由于板式换热器流道截面积较窄，换热器内的沉淀物和悬浮物聚集在角孔处和导流区内，导致该处的流道面积大为减小，造成压力主要损失在此部位。②板式换热器首次选型时面积偏小，造成板间流速过高而压降偏大。③板式换热器运行一段时间后，因板片表面结垢引起压降过大。实例：2012年我厂为提新疆用户提供了AM20型板式换热器，用于水一水换热的集中供热系统，一次供水设计温度为130。C。在换热器设计选型时，传热导数偏高，接近5500w/(rn·K），而实际应在3500w/(rn·K）。同时，设计单位在水泵选型时流量余量又偏大，造成换热器二次侧介质板间流速超过1m/s，实际运行压降在0．2～0．3MPa，使得二次网水力平衡严重失调。2．3．2处理方法①清除换热器流道中的脏物或板片结垢，对于新运行的系统，根据实际情况每周清洗一次。清洗板片表面水垢（主要指CaCO3。）时，选用含0．3氨基磺酸溶液或含0．3乌洛托平、0．2苯胺、0．1硫氰酸钾的0．8硝酸溶液作为清洗液，清洗温度4O～6O℃。不拆卸设备化学浸泡清洗时，要打开换热器冷介质进、出口，或安装设备时在介质进、出口接管上安装DN25清洗口，将配好的清洗液注入设备中，浸泡后用清水清洗干净残留酸液，使pH≥7。拆开清洗时，将板片在清洗液中浸泡30min，然后用软刷轻刷结垢，最后用清水清洗干净。清洗过程中应避免损伤板片与橡胶垫。若采用不拆卸机械反冲洗方法，应事先在介质进、出口管路上接一管口，将设备与机械清洗车连接，把清洗液按介质流动的反方向注入设备，循环清洗时间1O～15min，介质流速控制在0．05～0．15m/s。最后再用清水循环几遍，使清水中Cl质量浓度控制在25mg/I以下。②二次循环水最好采用经过软化处理后的软水，一般要求水中悬浮物质量浓度不大于5mg/L、杂质直径不大于3mm、pH≥7。当水温不大于95℃时，Ca、Mg浓度应不大于2mmol/L；当水温大于95|C时，Ca、Mg浓度应不大于0．3mmol/L、溶解氧质量浓度应不大于0．1mg/L。③对于集中供热系统，可以采用一次向二次补水的方法。2.4供热温度不能满足要求2.4.1产生原因①一次侧介质流量不足，导致热侧温差大，压降小。②冷侧温度低，并且冷、热末端温度低。③并联运行的多台板式换热器流量分配不均。④换热器内部结垢严重。2.4.2处理方法①增加热源的流量或加大热源介质管路直径。②平衡并联运行的多台板式换热器的流量。③拆开板式换热器清洗板片表面结垢。1、主要控制参数板水加热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数K、设计压力、工作压力、热媒参数等。2、性能特点⑴换热量高，传热系数K值在3000~8000W/(m2·K）范围，高于其它换热器型式。⑵板式换热器具有很高的传热系数，就决定了它具有结构紧凑、体积小的特点，在每立方米体积内可以布置250平方米的传热面积，大大优于其它种类的换热器。⑶板式换热器还具有组装灵活，拆卸清洗方便的特点，可以用增减板片数量来变换换热面积，以适应热负荷的变化。在同样一台换热器内，对于较纯净流体，还可以用增加流程数来提高板间流速的作法，以求达到很高的传热系数。⑷由于在板式换热器冷、热介质间采用两道密封，并在两道密封间开孔与大气相通，可以有效的避免两种介质的混合。3、分类板式水加热器根据板式类型不同主要分为：波纹板板式水加热器，螺旋板板式水加热器等。4、在耗热量相同的情况下，不同温度的热水所对应的用水量计算公式：qr——热水用水量（L/人·d）；tr——热水温度；tL——热水温度。5、产品选用要点⒈板式换热器选用控制参数为换热器材质、工作压力、设计温度等。⒉选用换热器时，应尽量使换热系数小的一侧得到大的流速，并且尽量使两流体换热面两侧的换热系数相等或相近，提高传热系数。经换热器加热的流体温度应比换热器出口压力下的饱和温度低10℃，且应低于二次水所用水泵的工作温度。⒊含有泥沙脏物的流体宜经过过滤后进入换热器。⒋选用板式换热器时，温差较小侧流体的接口处流速不宜过大，应能满足压力降的要求。⒌对于流量大允许压力降小的情况应选用阻力小的板型，反之，选用阻力大的板型。⒍根据流体压力和温度情况选用可拆卸式或电焊式。⒎不宜选用单板面积太小的板片，以免板片数量过多，板间流速偏小，降低传热系数。⒏板式换热器的换热介质不宜为蒸汽。6、施工、安装要点⒈换热器不应有变形，紧固件不应有松动或其它机械损伤。⒉设备吊装时，吊绳不得挂在接管、定位横梁或板片上。⒊换热器周围预留足够空间，以便于检修。⒋冷热介质进出口接管安装，应按照出厂铭牌所规定方向连接。⒌连接换热器的管道应进行清洗，防止砂石焊渣等杂物进入换热器，造成堵塞。⒍换热器应以最大工作压力的1.5倍做水压试验，蒸汽部分应不低于蒸汽供汽压力加0.3MPa；热水部分应不低于0.4MPa。7、执行标准产品标准GB16409-1996《板式换热器》NB/T47004-2209《板式热交换器》工程标准GB50242-2002《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》CJJ28-2004《城镇供热管网工程施工及验收规范》8、相关标准图集05R103《热交换站工程设计施工图集》●板式换热器常见故障及分析表列故障现象找出故障原因分析排除方法渗漏：板片与框架之间或框架外部接合部位渗漏：松开接合部位，从外部检查，如查不出故障，请拆开换热器，寻找故障至接合部位1.2.3.4或至端片孔1.接合部位有缝隙(腐蚀)。2.接合部位密封垫错位。3.管受力使接合部位扭曲。4.端片密封垫损坏或腐蚀。5.端片有洞(腐蚀)。1.换接合件2.固定好密封环3.托起管子4.换密封垫5.换端片渗漏：板片渗漏标出两板片间渗漏区，拆开换热器确定渗漏部位(通过斑渍)密封垫无损坏而逐渐松动，见“原因分析”1-3条，密封垫无错位情况下，见“原因分析”3-7条可能会引起渗漏，如通知我厂，请标出具体位置。1.片组夹紧过头，造成密封槽损坏。2.密封垫错位。3.片组夹紧过头，支撑梁凹陷，板片扭曲。4.没完全夹紧。5.板片放置颠倒。6.垫槽孔即双层密封区腐蚀。7.密封垫有裂纹或磨损、老化、腐蚀。1.换单片与多片2.重新粘合密封垫3.换板片4.重新夹紧5.板片换向6.换密封垫内漏：介质之间内漏：指换热设备内的两种介质由于某种原换单片或多片清洗单片或多因造成高压侧介质向低压侧渗漏。监视渗漏的方法是要经常对低压侧的介质进行化验，从其成分的变化来判断。停机检查方法：1.拆开框架，擦清板片，观察检查漏片(可用透光、着色、目侧等办法)2.如查不出，可擦干净后重组，单侧打压，折开框架，凡不应有水的板侧有水则可制定这对板片有裂纹。片并更换密封垫换热效率低：即低流速压降高设法确定迹象如下：1.压降问题(注意低流速，压降高引起)2.换热效率问题：即正常流速效率1.压降问题：1.内部阻塞。2.流槽阻塞。3.板片错误放置即颠倒板片排列发生变化。4.介质粘性较强循环(流动)较慢。5.蒸气凝结时，压降高受存在的非凝聚气体影响。1.拆开换顺清洗内部2.拆开接合部位、清洗出口3.重新排列板片4.重新选型或调整工况条件5.排除非凝聚气体2.换热效率问题：测量进、出口温度和流速，每次测量间隔10分钟、测量6次，按顺序变换每一测量的测量点。1，2拆开换热器并进行清洗板片换向，变换板片排列1.板片结垢。2.板片错误放置造成旁流。3.实际数据与标定数据不同。4.流速与标定值有出入。5.凝聚时故障可能由下列原因引起：①非凝结气体。②蒸气干度太低。③冷凝汽排放阀或气泵过小。④蒸汽控制阀故障。6.换热器内有气体。7.系统设计的问题。3，4改变流速或要求5，6排除气体更换凝汽排放阀或气泵更换蒸汽控制阀7.修改系统●换热机组常见问题及排除方法一、供热机组专用名词解释1一次侧：指热源，例如锅炉房的热水或者蒸汽。2二次侧：指热用户，例如地暖，散热器，中央空调等等热用户。3供水：无论是一次侧或二次侧，热水为供水，即温度高的管路为供水。4回水：无论是一次侧或二次侧，冷水为回水，即温度低的管路为回水。5高温水：温度高于等于100度的水，国家规范为130/80度，即供水温度为130度，回水温度为80度。6低温水：温度低于100度的水，国家规范为95/70度，即供水温度为95度，回水温度为70度。说明：高温水、低温水都是针对于一次侧系统定义的。二、机组正常运行参数显示规律1供水温度高于回水温度，供水压力高于回水压力。2一次侧供水压力与回水压力的差值应大于等于0.05MPa。3板式换热器二次侧进口与出口压力的差值应小于等于0.15MPa。4一次侧如果为高温水，供水温度与回水温度的温差不能高于40度。5一次侧如果为低温水，供水温度与回水温度的温差不能高于25度。6二次