Как оборудование, предназначенное для обеспечения тепловой энергией в промышленном производстве и системах жилищного отопления, котлы широко используются в процессах горячего водоснабжения, генерации пара и преобразования энергии. Горячая вода или пар высокой температуры, генерируемые котлами, должны передаваться в системы отопления или промышленные процессы через эффективные теплообменники.
Пластинчатые теплообменники котла состоят из ряда тонких металлических пластин, уложенных таким образом, чтобы сформировать чередующиеся каналы потока. Высокотемпературная первичная среда со стороны котла и низкотемпературная вторичная среда со стороны пользователя текут в противоположных направлениях через пластины теплообменника, обеспечивая быстрый и эффективный косвенный теплообмен. На практике эффективность и срок службы пластинчатых теплообменников существенно зависят от таких факторов, как качество воды в котле, уровень обслуживания и рабочее давление. В данной статье на основе практического инженерного опыта и отчетов по устранению неисправностей систематически суммируются основные проблемы, возникающие с пластинчатыми теплообменниками котлов. влияние на работу теплообменников оказывают такие факторы, как качество воды в котле, уровень обслуживания и рабочее давление. В этой статье на основе практического инженерного опыта и отчетов по устранению неисправностей систематически рассматриваются основные проблемы, связанные с пластинчатыми теплообменниками котлов.
Когда температура подачи первичной воды котла в норме, температура воды на выходе вторичного контура не может достичь заданного значения, в результате чего отопление или температура бытовой горячей воды недостаточны. Рассмотрите возможность образования накипи, которая блокирует потоковые пути:
1.1 Накипь карбоната кальция/сульфата кальция, образующаяся при нагревании ионов кальция и магния в воде котла, легко оседает на поверхностях пластин пог. Накипь обладает крайне низкой теплопроводностью (всего 1/50 от нержавеющей стали), образуя значительный слой теплового сопротивления, который серьезно препятствует теплопередаче.
1.2 Сварочный шлак, ржавчина, биологическая слизь или волокнистые примеси в трубопроводах системы могут попасть в пластинчатый теплообменник котла вместе с потоком воды, блокируя миллиметровые потоковые каналы между пластинами, уменьшая эффективную площадь теплопередачи и резко снижая скорость потока.
коррозия пластин теплообменника
высококачественная замена прокладок пог
Утечка является одной из самых распространенных неисправностей пластинчатых теплообменников и может быть разделена на внешнюю и внутреннюю. Внешняя утечка происходит, когда теплоноситель просачивается через уплотнение между пакетом пластин и внешней средой, вызывая потерю теплоносителя и возможное загрязнение окружающей среды. Внутренняя утечка возникает при смешивании двух теплоносителей внутри теплообменника, что напрямую влияет на функциональность системы.
2.1 Внешняя утечка
Длительная работа при высоких температурах может вызвать старение резиновых прокладок, потерю упругости, затвердевание и растрескивание, а также химическую коррозию в воде. Напряжения, возникающие из-за теплового расширения и сжатия при запуске и остановке оборудования, могут вызвать смещение прокладок. Неправильная эксплуатация также может привести к деформации или растрескиванию пластин.
2.2 Внутренняя утечка
Хлоридное напряжение коррозии (особенно в пластинах из нержавеющей стали), питтинговая коррозия или абразивный износ, вызванный твердыми частицами в потоке воды, могут вызвать локальное утончение пластин теплообменника, приводящее к проникновению. Повреждение или неправильное положение уплотнения теплообменника вокруг угловых отверстий может привести к непосредственному смешиванию двух сред на патрубках.
Когда перепад давления (ΔP) на входе и выходе оборудования значительно превышает проектное значение, это приводит к чрезмерному сопротивлению циркуляции системы, уменьшению расхода и увеличению потребления энергии насосом. Обычно это указывает на аномальное внутреннее сопротивление в теплообменнике. Как и причины снижения эффективности, загрязнение и накипь в каналах потока уменьшают площадь поперечного сечения потока, экспоненциально увеличивая сопротивление жидкости. Кроме того, слишком узкие каналы потока или чрезмерно высокая скорость жидкости также могут привести к увеличению перепада давления. Увеличение перепада давления непосредственно приводит к тому, что циркуляционный насос системы потребляет больше электроэнергии для поддержания потока, увеличивая эксплуатационные расходы. Также это влияет на гидравлическое равновесие всей системы отопления, что может привести к недостаточному отоплению конечных пользователей.
испытание теплообменника пластинчатого котла на давление
высококачественные пластины теплообменника
Из оборудования издается звук, похожий на удар молотка, сопровождаемый сильной вибрацией. В тяжелых случаях это может мгновенно вызвать деформацию пластин, разрыв прокладок, а также трещины в фланцах трубопроводов, сварных швах и других элементах пластинчатого теплообменника котла, создавая потенциальные угрозы для безопасной эксплуатации системы.
4.1 Гидравлический удар жидкости
Это самый типичный «гидроудар при закрытии клапана». Когда жидкость в потоке движется с определенной скоростью и выходной клапан внезапно и быстро закрывается, кинетическая энергия жидкости мгновенно преобразуется в огромную энергию давления. Эта мощная волна давления резко воздействует на пластины теплообменника, превышая их проектную прочность.
4.2 Паровой гидроудар при конденсации
Пар выделяет тепло в пластинчатом теплообменнике котла и конденсируется в воду. Если конденсатоотводчик выбран неправильно, поврежден или забит, конденсат не может быть своевременно удален. Высокоскоростной пар поступает в теплообменник, продвигая конденсат вперед по трубам. Когда высокоскоростной конденсат сталкивается с препятствием, его кинетическая энергия мгновенно преобразуется в давление из-за несжимаемости воды, что приводит к чрезвычайно сильному удару.
Пластинчатые теплообменники обладают определенными преимуществами в промышленных приложениях, но также имеют недостатки, такие как сильное образование накипи, сложности с обслуживанием, недостаточная энергоэффективность, риск утечек и плохая адаптивность. Для устранения ограничений пластинчатых теплообменников современная промышленность постепенно внедряет новое теплообменное оборудование: полностью сварные пластинчатые теплообменники, полусварные пластинчатые теплообменники, а также пластинчато-корпусные теплообменники. Компаниям необходимо учитывать баланс между первоначальными инвестициями и затратами на обслуживание, чтобы выбрать подходящий теплообменник и повысить общую производственную безопасность и надежность.
EN
AR
FR
DE
PT
RU
