板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。它是由具有一定波纹形状的一些列金属片叠装而成的一种新型高效换热器。

　　板式换热器的结构原理：可拆卸板式换热器是由许多冲压有波纹薄板按一定间隔，四周通过垫片密封，并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成，板片和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管，同时又合理地将冷热流体分开，使其分别在每块板片两侧的流道中流动，通过板片进行热交换。

　　板式换热器的基本分类一般情况下，我们主要根据结构来区分板式换热器，也就是根据外形来区分，可分为四大类：①可拆卸板式换热器（又叫带密封垫片的板式换热器）、②焊接板式换热器、③螺旋板式换热器、④板卷式换热器（又叫蜂窝式换热器）。其中，焊接板式换热器又分为：半焊接板式换热器、全焊接板式换热器、板壳式换热器、钎焊板式换热器。

　　板式换热器构成

　　板式换热器由传热板片、密封垫、压紧板、夹紧螺栓等主要部件组成。（如下图）

　　换热板片表面压制成为波纹型或槽型，以增加板的刚度，增大流体的湍流程度，提高传热效率。其材质多为不锈钢、铜、铝、铝合金、钛、镍等。板角处的角孔起着连接通道的作用。

　　工作介质分别在板片间形成的窄小而曲折的通道中交错流过，进行换热。由于板片相互倒置安装，波纹交叉所形成的数千个触点错列均布，使流体绕这些触点回绕流动，产生强烈扰动，形成极高的换热系数，使换热器具有极高的换热效率和承压能力。

　　板换常用板片材质

　　① 304型不锈钢

　　这是*廉价、*广泛使用的奥氏体不锈钢（如食品、化工、原子能等工业设备）。适用于一般的有机和无机介质。例如，浓度＜30％、温度≤100℃或浓度≥30％、温度＜50℃的硝酸；温度≤100℃的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。在硫酸和盐酸中的耐蚀性差；尤其对含氯介质(如冷却水)引起的缝隙腐蚀*敏感。

　　② 304L型不锈钢

　　耐蚀性和用途与304型基本相同。由于含碳量更低（≤0.03％），故耐蚀性（尤其耐晶间腐蚀, 包括焊缝区）和可焊性更好，可用于半焊式或全焊式PHE。

　　③ 316型不锈钢

　　适用于一般的有机和无机介质。例如,天然冷却水、冷却塔水、软化水；碳酸；浓度＜50％的醋酸和苛性碱液；醇类和丙酮等溶剂；温度≤100℃的稀硝酸（浓度＜20％＝、稀磷酸（浓度＜30％＝等。但是,不宜用于硫酸。由于约含2％的Mo，故在海水和其他含氯介质中的耐蚀性比304型好,完全可以替代304型。

　　④ 316L型不锈钢

　　耐蚀性和用途与316型基本相同。由于含碳量更低（≤0.03％），故可焊性和焊后的耐蚀性也更好，可用于半焊式或全焊式PHE。PRE为25。

　　⑤ 254 SMO高级不锈钢

　　这是一种通过提高Mo含量对316型进行了改进的超低碳高级不锈钢，具有优良的耐氯化物点蚀和缝隙腐蚀性能，适用于不能用316型的含盐水、无机酸等介质。254SMO是一种奥氏体不锈钢。由于它的高含钼量，故具有极高的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能。254SMO也具有良好的抗均匀腐蚀性。特别是在含卤化物的酸中，该钢要优于普通不锈钢。其C含

　　⑥双相不锈钢2205合金

　　双相不锈钢2205合金是由21％铬,2.5％钼及4.5％镍氮合金构成的复式不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。2205双相不锈钢的屈服强度是奥氏体不锈钢的两倍，这种合金特别适用于-50°F/+600°F 温度范围内。超出这一温度范围的应用，也可考虑这种合金，但是有一些限制，尤其是应用于焊接结构的时候。双相不锈钢2205合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。双相不锈钢2205合金与奥氏体不锈钢相比,它的耐压强度是其两倍,与316L和317L相比,设计者可以减轻其重量。

　　换热板片波纹形式

　　密封胶垫

　　密封胶垫：板的周边放置垫片，不仅起到密封作用，也使板与板之间形成一定间隙，从而构成流体通道。垫片能承受的温度实质上就是板换的工作温度，板换的工作压力也受垫片制约。

　　垫片的上下主密封面应平整光滑，不能有任何气泡、凹坑、飞边及其他影响密封的缺陷。

　　阴凉、干燥、避光环境存放，环境温度不超40℃，不与酸、碱、油类及有机溶剂接触，避免重压。

　　型号与结构形式代号

　　举例：BR0.3-1.6-15-N-I或BR0.3-1.6-15-N

　　表示：波纹形式为人字形；

　　单板公称换热面积为0.3㎡；

　　设计压力为1.6Mpa；

　　换热面积为15㎡；

　　用丁腈垫片密封的双支撑框架结构的板式换热器。

　　流程组合

　　搬运和安装

　　1、搬运吊装要注意设备重心。吊装力要作用在两块压紧板上，不得挂在接管、上下导杆、前支柱及板片上。

　　2、换热器周围应留有足够满足检修的空间。

　　3、设备平放与地基平台上，先对准固定压紧板侧连接板上的螺孔，按下轴进行找平，紧固地脚螺栓。

　　4、设备就位后，安装管路时，应在管路上配全阀门、压力表、温度计，在出口处装排气阀，在进出口部分*低处应考虑放空。

　　5、如果泵的出口*大压力可能高过换热器*高使用压力，要在换热器进口安装减压阀和安全阀。

　　6、当活动压紧板侧有进出口接管时，管线应有一定的柔性，以便在操作过程中，补偿板片因为泄漏或其他原因变动活动压紧板的位置。

　　7、所有外接管线，应配制吊架，支持架及适应膨胀变形等措施，以防止换热器上的接管受约束，造成较大应力。

　　8、当使用介质不干净，有较大颗粒或长纤维时，进口处应装有过滤器。

　　设备使用

　　开车

　　1、设备就位后，使用拉杆，将两压紧板上紧时，使L值达到标牌上给定的Lmax。

　　注： L=（板间距+板厚度）×板片数

　　制造厂家在出厂说明书上提供有各种规格板片的间距和厚度。

　　2、上紧螺栓顺序

　　用扳手按图顺序将拉杆对称上紧，活动与固定压紧板应保持平行，上到预定位置时，L值各处保持相等，新设备使用时，L值应控制在Lmax或稍小于Lmax即可，随着使用时间增加，胶垫老化逐步调紧L值。严禁使L值小于Lmin ，以防板片触点损坏。

　　顺序：按右图1到10的顺序，把活动板紧到需要的L值。紧板过程中保持活动与固定板的平行。过程中各处L值的偏差不能大于5毫米，板紧固到位后各处L值的差不能大于1毫米。

　　3、水压试验：新安装的设备及经过拆卸维修或换板片的换热器，均应重新进行水压试验。

　　3.1 水压试验用水，水温≥5℃。

　　3.2 水压试验，单侧进行，当试验压力≤0.1MPa时，缓慢升压至规定压力。保压30分钟，无漏为合格。

　　当试验压力＞0.1MPa时缓慢升压至规定试验压力的二分之一，保压10分钟后卸压，换另一侧，缓慢升压至试验压力的二分之一处，保压10分钟，再缓慢升到规定压力，保压30分钟，卸压再试另一侧，缓慢升至规定试验压力，保压30分钟无漏为合格。

　　水压试验压力为设计压力的1.25倍。

　　3.3 如发现泄漏，可根据具体情况，再压紧2～3毫米后再试压。

　　3.4注意事项：

　　a、升压前必须将设备内的空气放净。

　　b、不得超压试验。

　　c、应均匀上紧螺母。

　　d、禁止将设备中板片压紧的L值小于Lmin。

　　4.1 开车前仔细检查板式换热器进出口管线及开关是否符合要求，两板间压紧尺寸是否符合规定值。

　　4.2 开启板式换热器出口，再开启该设备进口，缓慢升压、升温，为了稳定操作，尽可能两侧流体同步调节。

　　4.3 根据进出口压力温度指示，将阀门开启到预定工艺参数，保持稳定操作。

　　运行

　　1、操作过程中，压力应稳定，避免忽高忽低。

　　2、在运行过程中，发现渗漏，应在卸压状态下进行补加压紧2～3毫米后再运行。

　　3、当使用超过150℃或有腐蚀性、易燃介质的，建议在板片束两侧加薄铁皮保护罩，以防伤人及热量损失。

　　停车

　　1、停车时应缓慢关闭换热器两侧流体口阀门，使两侧压力同时缓慢下降。（先关进口阀，后关出口阀）。如果长时间停车，应放空残液并松开拉杆螺母(1.1L)。

　　2、尤其强调，除事故状态时,阀门的开关都应缓慢进行,特别是关闭阀门停止流体流动时,由于流体突然停止流动,可能会产生超过正常压力几倍的冲击压力。

　　3、冬季停止运行的换热器应及时放掉设备内的介质或采取其它的防冻措施，避免冻坏设备。

　　维修保养

　　1、在化工、石油、造纸等行业，介质及操作条件较差的情况下，应定期清洗维修，在可能的情况下，推荐采用不拆卸体内循环冲洗，若介质易产生聚合物，停车后必须立即清洗。

　　2、拆卸程序

　　2.1板式换热器拆卸前，首先测量板束的压紧长度尺寸，做好记录（重装时应比原尺寸压得更紧点）

　　2.2用扳手按图15，把螺母以5、6、7、8、9、10、3、4、1、2，顺序交叉分组松动。

　　2.3拉杆拆除后，将活动压紧板，移动到立柱一端，再拆板片。先将板片托起，把板片移动到上轴缺口处，前或后倾斜即可拿出。见图17不同的结垢形式，拆装要求不同。

　　螺母拆卸顺序：用扳手按图15，把螺母以5、6、7、8、9、10、3、4、1、2，顺序交叉分组松动。

　　3、清洗

　　3.1 板式换热器应按预定周期检修，如换热效率明显降低、压降明显变化，应进行清洗。

　　3.2 清洗工作量小时，可在板片悬挂状态下逐张进行。如果结垢严重，应将板片拆下，放平清刷。

　　3.3 如用化学清洗剂，可在设备内打循环，倘若用机械清洗，需将设备打开。洗刷板片，要用软刷子，钛材板片，禁止使用钢制的刷子，要避免划伤板片。

　　3.4 清水冲洗后，需用布擦干，板面上不允许有异物颗粒及纤维之类的东西。

　　3.5 清洗完毕后，对板片、垫圈仔细检查，发现问题及时处理。

　　3.6板片检查法：

　　着色法：用着色剂检查。（渗透 清洗 显像 检查四步骤）

　　透光法：一面放置光源，人在另一侧检查。

　　单侧试压法：单侧通过水试压至0.35MPa(表压)，若果另一侧*低处有水，迅速拆开，检查片的湿润处。

　　3.7注意：清洗用水的氯离子含量不大于25ppm

　　4、更换垫片

　　4.1需要更换垫片的板片，平放在水平面上，用螺丝刀撬起垫片，轻轻取下（或在板片背面用火轻烤，但要避免金属变色）然后撕下。也有液氮速冷办法。

　　4.2 用丙酮甲基液或其它酮类有机溶剂，将密封槽清洗干净。

　　4.3 建议使用的粘结剂：J03A 401 403胶。

　　4.4 建议胶垫放在70～80℃加热（也可以不加热）。

　　4.5 将粘结剂均匀地在密封槽底部涂一层(不宜过多），把加热好的垫片轻轻拉一下，清除垫片赃物，放在密封槽内，贴合均匀，水平叠放平整并加压适当重物，尽量防止干燥通风处，2～6小时候凉干。

　　4.6 逐张检查，是否贴合均匀，并清除多余粘结剂。

　　4.7 重新装在框架上，压到要求的L尺寸。按开车程序进行。

　　4.8 夹紧螺栓上要涂以黄油，有条件时应套上保护管，以免生锈和碰伤螺纹。

　　保养

　　①冬季停止运行的换热器应及时放掉设备内的介质或采取其它的防冻措施，避免冻坏设备。

　　②设备若长期不使用时，应将拧紧螺栓放松到规定尺寸，以确保垫片及换热器板片的使用寿命，使用时再按要求夹紧。

　　③设备经常运行时，在信号孔发现介质流出，应进行分析，如是螺栓松动或由于长期热交换而伸长，按要求重新夹紧，但不得过紧以免压坏板片，如是密封垫片老化应予更换。

　　常发故障及措施故障

　　常发故障及措施故障：泄漏、渗漏

　　主要原因：

　　1）L值压紧不够或压偏。 2）垫片粘合不好，有异物或垫片有缺陷。3）垫片老化或垫片材质选用不当。4）板片、密封垫放置颠倒。

　　措施：

　　先检查夹紧螺杆的螺母是否松动及夹紧尺寸是否与设备安装图相符，如螺母松动一般夹紧尺寸偏大，可重新拧紧螺母是否松动及夹紧尺寸与图纸相符；若仍然泄漏则需打开设备检查密封垫片，若密封垫片从垫片槽中脱出，要重新粘贴，损坏的进行更换，多数密封垫片一起损坏时，要注意重新选择合适材料的密封垫片。

　　常发故障及措施故障：串液

　　检查方法：正常操作时打开低压侧出口放空，检查是否混有第二种液体。

　　主要原因

　　1）板片腐蚀穿透。

　　2）板片有裂纹。

　　措施：用3.6介绍的板片检查方法查出问题板片去掉或更换。注意增减板片时要A板B板成对增减。

　　常发故障及措施故障：压降增大，换热效率低

　　主要原因：

　　1）内部阻塞。

　　2）板片结垢。

　　3）板片排列错误。

　　4）内部空气没排净。

　　措施：不拆卸循环清洗或拆卸清洗；检查板片排列纠正错误；排掉内部存的空气。

　　换热器管束除垢的方法

　　一、手工或机械方法

　　当管束有轻微堵塞和积垢时，借助于铲削、钢丝刷等手工或机械方法来进行清理，并用压缩空气，高压水和蒸汽等配合吹洗。当管子结垢比较严重或全部堵死时，可用管式冲水钻（又称为捅管机）进行清理。

　　二、冲洗法

　　冲洗法有两种：**种是逆流冲洗，一般是在运动过程中，或短时间停车时采用，可以不拆开装置，但在设备上要预先设置逆流副线，当结垢情况并不严重时采用此法较为有效。第二种方法是高压水枪冲洗法。对不同的换热器采用不同的旋转水枪头，可以是刚性的，也可以是绕性的，压力从10MPa至200ＭＰa自由调节。利用高压水除污垢，无论对管间、管内及壳体均适用。高压水枪冲洗换热器效果较好。应用广泛。

　　三、化学除垢

　　换热器管程结垢，主要是因为水质不好形成水垢及油垢的结焦沉淀和粘附两种形式，用化学法除垢，首先应对结垢物质化验分析，搞清结垢物性质，就可以决定采用哪种溶剂清洗。一般对硫酸盐和硅酸盐水垢采用碱洗（纯碱、烧碱、磷酸三钠等），碳酸盐水垢则用酸洗（盐酸、硝酸、磷酸、氟氢酸等）。对油垢结焦可用氢氧化钠、碳酸钠、洗衣粉、液体洗涤剂、硅酸钠和水按一定的配比配成清洗液进行清洗。采用化学清洗的办法，现场需要重新配管，比较花费时间。

　　清除水垢的基本原理

　　1)溶解作用：酸溶液容易与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应，生成易溶化合物，使水垢溶解。

　　2)剥离作用：酸溶液能溶解金属表面的氧化物．破坏与水垢的结合。从而使附着在金属氧化物表面的水垢剥离。并脱落下来。

　　3)气掀作用：酸溶液与钙、镁、碳酸盐水垢发生反应后，产生大量的二氧化碳。二氧化碳气体在溢出过程中。对于难溶或溶解较慢的水垢层，具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热表面脱落下来。

　　4)疏松作用：对于含有硅酸盐和硫酸盐混合水垢，由于钙、镁、碳酸盐和铁的氧化物在酸溶液中溶解，残留的水垢会变得疏松，很容易被流动的酸溶液冲刷下来。

　　清洗剂的选择

　　清洗剂的选择，目前采用的是酸洗，它包括有机酸和无机酸。有机酸主要有：草酸、甲酸等。无机酸主要有：盐酸、硝酸等。根据换热器结垢和工艺、材质和水垢成分分析得出：

　　1)换热器流通面积小，内部结构复杂，清洗液若产生沉淀不易排放。

　　2)换热器材质为镍钛合金，使用盐酸为清洗液．容易对板片产生强腐蚀，缩短换热器的使用寿命。

　　通过反复试验发现，选择甲酸作为清洗液效果*佳。在甲酸清洗液中加入缓冲剂和表面活性剂，清洗效果更好，并可降低清洗液对板片的腐蚀。通过对水垢样本的化学试验研究表明，甲酸能够有效地清除水垢。通过酸液浸泡试验，发现甲酸能有效地清除附在板片上的水垢，同时它对换热器板片的腐蚀作用也很小。

　　防止板式换热器结垢的措施

　　1)运行中严把水质关，必须对系统中的水和软化罐中的软化水进行严格的水质化验，合格后才能注人管网中。

　　2)新的系统投运时，应将换热器与系统分开，进行一段时间的循环后，再将换热器并人系统中．以避免管网中杂质进入换热器。

　　3)在整个系统中，除污器和过滤器应当进行不定期的清理外，还应当保持管网中的清洁，以防止换热器堵塞。

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