喻健康+王永寧+張振峰

摘要：本文分析了板式冷卻器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)兩種常見(jiàn)故障的形成原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并說(shuō)明了如何預(yù)防以及如何進(jìn)行日常維護(hù)。

關(guān)鍵詞：板式冷卻器 堵塞 泄露

1 概述

冷卻器是指冷卻系統(tǒng)中兩種不同溫度的流體進(jìn)行熱量交換的設(shè)備。按照其結(jié)構(gòu)原理的不同分為管式和板式兩種。目前，板式冷卻器的應(yīng)用較為普遍。它是以波紋板為換熱元件的高效換熱器， 由于其傳熱系數(shù)大、換熱效率高（一般比管式換熱器約高2～4 倍），同時(shí)還具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、零件通用性大、拆洗方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，逐步被推廣使用，現(xiàn)已取代原有的管式冷卻器。但由于板式冷卻器密封周邊較長(zhǎng)，容易泄漏，不能承受高壓；再者板式換熱器流通截面較小，結(jié)垢后容易產(chǎn)生堵塞，使板式冷卻器的換熱效率降低，影響設(shè)備的正常使用。因此，解決好板式冷卻器的泄漏和水垢處理問(wèn)題，將成為我們管理者必不可少的一個(gè)重要內(nèi)容。

2 板式冷卻器工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

板式冷卻器是由許多波紋形的傳熱板片，按一定的間隔，通過(guò)橡膠墊片壓緊組成的可拆卸的換熱設(shè)備。板片組裝時(shí)，兩組交替排列，板與板之間用黏結(jié)劑把橡膠密封條固定好，其作用是防止流體泄漏并使兩板之間形成狹窄的網(wǎng)形流道，換熱板片壓成人字形波紋，以增加換熱板片的面積和剛性，并能使流體在低流速下形成湍流，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的效果。板上的四個(gè)角孔，形成了流體的分配管和泄集管，兩種換熱介質(zhì)分別流入各自流道，形成逆流或并流通過(guò)每個(gè)板片進(jìn)行熱量的交換。板式冷卻器的冷卻水和被冷卻水在波紋板的兩側(cè)對(duì)流，這些傳熱板的波紋斜交，即在相鄰的傳熱板上具有傾斜角相同而方向不同的波紋，沿流動(dòng)方向橫截面積是恒定的，但是由于流動(dòng)方向不斷變化致使流道形狀改變，而引起湍流。一般傳熱板的波紋深度為3～5 mm，湍流區(qū)流速約為0.1～1.0 m/s，波紋板很薄，厚度為0.6～1 mm，相鄰板間有許多接觸點(diǎn)，以承受正常的工作壓力，相鄰的板有相反方向的人字形溝槽，兩種溝槽的交叉點(diǎn)就形成接觸點(diǎn)，這樣可消除振動(dòng)，并且在促進(jìn)湍流和熱交換的同時(shí)，消除了由于疲勞裂縫引起的內(nèi)部泄漏。人字形波紋板湍流度較高，高湍流還能充分發(fā)揮清洗作用，可以特別有效地將沉積污垢減至最小。

3 堵塞、泄露的成因與危害

3.1堵塞

3.1.1雜物堵塞原因

板式冷卻器大多是以水為載熱體的換熱系統(tǒng)，在使用過(guò)程中，由于波紋板的接觸點(diǎn)較多，當(dāng)液體水質(zhì)差，含有懸浮的固體顆粒、雜物和水草等時(shí)，因板板之間的間隙很窄，所以要盡可能地保證將所有2 mm以上顆粒在進(jìn)入冷卻器之前，都要過(guò)濾掉，一旦濾網(wǎng)不能有效地發(fā)揮其作用，就容易發(fā)生雜物堵塞。

3.1.2水垢堵塞原因

如果水質(zhì)控制不達(dá)標(biāo)，將不合格的軟化水注入系統(tǒng)中，使水中的鈣、鎂、碳酸鹽遇熱后分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀物黏結(jié)在換熱器的受熱表面上，久而久之，就會(huì)形成堅(jiān)硬的水垢。此外，當(dāng)流體所含的機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物較多、而流體的流速又較小時(shí)，部分機(jī)械雜質(zhì)或有機(jī)物也會(huì)在冷卻器內(nèi)沉積，這樣就極易形成疏松或膠狀污垢，從而引起堵塞。

3.1.3堵塞危害

堵塞會(huì)導(dǎo)致板片導(dǎo)熱性能變差，造成冷卻器換熱效率的降低以及熱能的嚴(yán)重浪費(fèi)。

3.2泄漏

3.2.1泄漏原因

（1）冷卻器密封墊老化失效；

（2）在安裝上固定螺栓沒(méi)有按規(guī)定力矩上緊；

（3）擰緊力矩不均勻，使墊片壓偏；

（4）墊片槽粘接或墊片卡扣不到位；

（5）墊片上和墊片內(nèi)存有砂子、油污、鐵屑和焊劑等雜物，上緊壓板后，就會(huì)使密封墊凹凸不平或使密封墊斷裂損壞；

（6）板片變形。

3.2.2泄漏危害

一旦出現(xiàn)泄漏，輕則影響冷卻效果，重則影響到設(shè)備的使用壽命和船舶航行安全。

4 預(yù)防措施

4.1 防止堵塞的措施

（1）加強(qiáng)管理，設(shè)備運(yùn)行保持壓力、溫度等參數(shù)在規(guī)定范圍之內(nèi)，確保管內(nèi)海水流速、溫度在合理范圍內(nèi)。

（2）運(yùn)行中嚴(yán)把水質(zhì)關(guān)，必須對(duì)系統(tǒng)中的水和膨脹水箱的軟化水進(jìn)行嚴(yán)格的水質(zhì)化驗(yàn)，合格后才能注入系統(tǒng)中。

（3）新的系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將集中冷卻器與系統(tǒng)分開(kāi)，循環(huán)一段時(shí)間的后，再將冷卻器并入系統(tǒng)中.以避免系統(tǒng)中的雜質(zhì)進(jìn)入集中冷卻器。

（4）在冷卻系統(tǒng)中，過(guò)濾器除了不定期的反沖洗和人工清理外，還應(yīng)當(dāng)保持管系中的清潔，以防止冷卻器堵塞。

4.2 防止泄漏的措施

（1）向墊片槽粘接或卡扣墊片時(shí)，應(yīng)確保墊片上和板片的墊片內(nèi)無(wú)砂子、油污、鐵屑和焊劑等雜物，以免損壞密封，引起泄漏。

（2）擰緊螺栓時(shí)用力要均勻，并不斷地測(cè)量?jī)蓧壕o板內(nèi)側(cè)的距離，保證兩壓緊板間平行度偏差不大于3mm，夾緊到規(guī)定尺寸后，平行度偏差不大于1mm，以免墊片被壓偏或滑出墊片槽，同時(shí)，一邊夾緊一邊細(xì)查，觀察是否有墊片、板片發(fā)生錯(cuò)位等現(xiàn)象。

（3）液壓試驗(yàn)的液體一般采用水，水溫不應(yīng)低于5度，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)緩慢升壓，試驗(yàn)完成后，適當(dāng)?shù)厮砷_(kāi)壓緊螺母，放出積水，然后再擰緊螺母，夾緊至原尺寸，待用。

（4）嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備保養(yǎng)條例，切勿使用斷裂、老化或變質(zhì)以及厚度不均的密封墊。寒冷冬季，應(yīng)及時(shí)放空冷卻器中的冷卻水，防止墊片凍裂。

（5）提高修理質(zhì)量，裝復(fù)管路接頭時(shí)不能產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力，防止蓋板平行度偏離。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)冷卻器的管理，關(guān)鍵是要從結(jié)構(gòu)、原理著手，認(rèn)真保養(yǎng)，加強(qiáng)維護(hù)，做到防患于未然。一旦故障出現(xiàn)，則應(yīng)正確處理，這樣才能確保設(shè)備更可靠，更安全。

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