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板式換熱器應用在制冷設備上存在的一些問題

 由于板式換熱器具有很強的熱交換能力(其傳熱系數是常規換熱器的數倍,單位體積換熱面積很大),并且體積小巧、重量輕。因此(ci),一直受到科研人員(yuan)和用(yong)(yong)(yong)戶的(de)青睞(lai)。但(dan)是,板式(shi)換熱器的(de)耐(nai)壓性能(neng)不(bu)好,密(mi)封性能(neng)差(cha),制約(yue)了(le)板式(shi)換熱器在工(gong)程(cheng)中的(de)應用(yong)(yong)(yong)。以前,板式(shi)換熱器主(zhu)要(yao)使用(yong)(yong)(yong)于較(jiao)清潔的(de)工(gong)作(zuo)介(jie)質(zhi),工(gong)作(zuo)壓力不(bu)太(tai)高,對泄漏要(yao)求不(bu)太(tai)苛刻,泄漏后不(bu)會對環(huan)境及工(gong)作(zuo)介(jie)質(zhi)之間產生較(jiao)大影響的(de)設(she)備上,如應用(yong)(yong)(yong)在民(min)用(yong)(yong)(yong)的(de)熱水交系統和蒸汽熱水交換系統上。

 

    目前,制(zhi)冷(leng)設(she)備采(cai)用(yong)(yong)板式(shi)換(huan)熱器(qi)(qi),主要是(shi)一(yi)些(xie)小型設(she)備,以進口釬焊(han)板式(shi)換(huan)熱器(qi)(qi)為主。至于(yu)在大(da)型冷(leng)水機組的(de)(de)(de)冷(leng)凝器(qi)(qi)和(he)蒸發器(qi)(qi)上采(cai)用(yong)(yong)單獨的(de)(de)(de)板式(shi)換(huan)熱器(qi)(qi),理論上是(shi)可(ke)(ke)行(xing)的(de)(de)(de),但還沒(mei)有看到相關(guan)(guan)的(de)(de)(de)報道。也就是(shi)說,人們(men)對板式(shi)換(huan)熱器(qi)(qi)在制(zhi)冷(leng)行(xing)業的(de)(de)(de)進一(yi)步推廣(guang)應用(yong)(yong)還有一(yi)定的(de)(de)(de)顧慮,其(qi)安(an)全可(ke)(ke)靠性(xing)及與其(qi)有關(guan)(guan)的(de)(de)(de)問(wen)題還有待進一(yi)步解決(jue)。

    現在(zai)以一套在(zai)用(yong)的(de)制(zhi)冷設備為(wei)例進行(xing)分析。

    該設備采用(yong)兩臺7.5匹美優樂風冷機組(zu)并聯(lian)工作,制取冷水(shui)給生產鮮啤的(de)保(bao)溫罐、保(bao)溫槽降溫,在(zai)冷水(shui)中加入防凍液將冰點控制在(zai)-6℃左右,冷水溫(wen)度(du)控制(zhi)點(dian)設(she)在板式蒸發器進口,控制(zhi)溫(wen)度(du)為2~4℃。

    該套設備存(cun)在主要問題是板式蒸發器凍堵,系統在較高溫度條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)運行正常(chang),而(er)在低(di)溫條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)(進水(shui)溫度2℃左右(you),機組(zu)即將(jiang)停機時(shi))容易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)凍堵(du)(du)。當板(ban)式蒸發(fa)(fa)器發(fa)(fa)生(sheng)凍堵(du)(du)時(shi),工況急劇惡化,在很(hen)短時(shi)間內(nei)(nei)就可以將(jiang)整(zheng)個板(ban)式蒸發(fa)(fa)器內(nei)(nei)部凍住。

    凍堵對(dui)板式(shi)換(huan)熱(re)器是(shi)致命的(de),由于板式(shi)換(huan)熱(re)器是(shi)屬(shu)于比較嬌嫩的(de)設(she)備,換(huan)熱(re)片的(de)厚度很小(xiao),不能(neng)承受外(wai)力的(de)沖(chong)擊,當凍堵發(fa)生時,冰晶膨脹將會直接(jie)造成換(huan)熱(re)器的(de)內部變形或(huo)泄漏。給制(zhi)冷設(she)備的(de)運行和生產帶來很大影響。

問(wen)題分析:

    1 制冷系統不匹配,蒸(zheng)發(fa)器(qi)(qi)偏小;或者是(shi)由于機組長(chang)期運行(xing),蒸(zheng)發(fa)器(qi)(qi)內部結垢、臟堵(du)引(yin)起板式蒸(zheng)發(fa)器(qi)(qi)熱交換(huan)能力減(jian)小。造成在實際運行(xing)過(guo)程中蒸(zheng)發(fa)溫度偏低(-10℃)。

1)、蒸發溫度低于冷水冰點,增大(da)了板式蒸發器凍堵的可能性(xing)。

2)、蒸發(fa)器傳(chuan)熱溫差(cha)大,沒(mei)有充分發(fa)揮板式(shi)蒸發(fa)器自(zi)身的(de)(de)的(de)(de)優勢,不(bu)利于制冷(leng)效率的(de)(de)提高。當(dang)冷(leng)水進水溫度為2℃(蒸發(fa)器(qi)進出水溫差為5℃)時,蒸發器出口水溫為-3℃,傳(chuan)熱溫(wen)差為(wei)9.3℃。由(you)于板(ban)式蒸發器具有(you)很高的傳(chuan)熱系數(shu),其傳(chuan)熱溫差至少應當比常規換熱器還要小,比如說(shuo)選(xuan)取(qu)2℃左右。

    2 冷水冰點偏高(gao)。當蒸發器在低溫度點(進(jin)水溫度2℃)運(yun)行(xing)時,出水溫(wen)度僅比冰點高3℃。這并不(bu)是(shi)說(shuo)實際運行不(bu)允許(xu),但(dan)這畢竟增(zeng)加了冰堵的可(ke)能性(xing),需要對溫度的控制(zhi)更精確。另外,在冰點(dian)附近冷水(shui)粘度大,流(liu)動性(xing)差,而板式蒸發器單元流(liu)通截(jie)面(mian)很小,更適宜采用流(liu)動性(xing)好(hao)的工作介質。因此,可(ke)行的話,應當采取降低冰點(dian),提高冷水(shui)出水(shui)溫度,加大冷水(shui)流(liu)量(liang)等措施。

    3 控(kong)制(zhi)(zhi)裝置(zhi)不(bu)完(wan)善(shan)。冷水水泵(beng)的(de)起(qi)停(ting)沒有與(yu)制(zhi)(zhi)冷系統的(de)運(yun)行進(jin)(jin)行聯鎖,也沒有對蒸發器的(de)冷水流量及壓降進(jin)(jin)行檢測(ce)控(kong)制(zhi)(zhi)。該制(zhi)(zhi)冷系統雖然有低壓控(kong)制(zhi)(zhi)器,但只是用來控(kong)制(zhi)(zhi)壓縮機零壓停(ting)車(che)(防止設備長期停(ting)用時(shi)板(ban)式蒸發器承受高壓)而(er)沒有低壓運(yun)行保護。一(yi)旦停(ting)泵(beng)或蒸發器內部臟(zang)堵造成水流量減小都會引起(qi)冰堵發生。

    4 維護不當。

1)、進水溫(wen)度控(kong)制長期失(shi)修(xiu),顯示值(zhi)較實際值(zhi)偏低約1.5℃,而(er)且儀表惰(duo)性大不能及時反映冷水進(jin)水的真實溫度(du)。在(zai)實際運行過程(cheng)中會造成冷水除數溫度(du)接(jie)近(jin)冰點而(er)機(ji)組(zu)仍不停機(ji)。

2)、板(ban)式蒸發器上雖(sui)然裝(zhuang)有防凍(dong)堵溫(wen)控裝(zhuang)置(zhi),但往往是(shi)冰堵已經發生而(er)防凍(dong)堵裝(zhuang)置(zhi)仍就沒有動作,由(you)于(yu)冷水出水溫(wen)度與冰點很接(jie)近,不易(yi)將(jiang)其(qi)調整到最佳(jia)控制點。

    5 系統制(zhi)(zhi)冷劑(ji)缺少時也會(hui)引(yin)起(qi)(qi)凍堵的(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)。這一(yi)點與常規蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)(qi)有(you)所不同。其原因,與板式蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)(qi)是的(de)(de)結構有(you)關(guan)。板式換熱(re)器(qi)(qi)是由非常多(duo)個(ge)很(hen)窄的(de)(de)單元通(tong)道疊加而(er)成,每個(ge)單元內(nei)冷水或者制(zhi)(zhi)冷劑(ji)流量(liang)非常小,換熱(re)片很(hen)薄(bo),熱(re)交(jiao)換能力(li)(li)很(hen)強(qiang)。當(dang)系統制(zhi)(zhi)冷劑(ji)缺少時,會(hui)造成各個(ge)單元通(tong)道內(nei)制(zhi)(zhi)冷劑(ji)分配不均(jun)勻,此時蒸(zheng)發(fa)(fa)壓力(li)(li)很(hen)低,而(er)有(you)限多(duo)個(ge)單元內(nei)由于劇烈熱(re)交(jiao)換而(er)發(fa)(fa)生(sheng)冰堵,此后又引(yin)起(qi)(qi)鄰近單元通(tong)道的(de)(de)堵塞,引(yin)起(qi)(qi)連鎖反應,冰堵不斷加劇,直(zhi)至(zhi)將整(zheng)個(ge)蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)(qi)內(nei)完全凍實(shi)。

    基于以(yi)上問(wen)題(ti),板(ban)式(shi)蒸(zheng)發器在(zai)實際應用(yong)當中應注意以(yi)下(xia)問(wen)題(ti)。

    1 處理好蒸發溫度(du)、冷(leng)水(shui)冰(bing)(bing)點(dian)、冷(leng)水(shui)溫度(du)的(de)關系。保證(zheng)蒸發溫度(du)不低于(yu)冷(leng)水(shui)冰(bing)(bing)點(dian),盡量提高(gao)冷(leng)水(shui)溫度(du),使其遠離冷(leng)水(shui)冰(bing)(bing)點(dian)。

    2 采用性能更好(hao)的(de)板換(huan),其耐壓(ya)能力(li)不(bu)低于系統控制的(de)最高壓(ya)力(li)。如(ru)果(guo)從經濟(ji)角度考(kao)慮,采用較(jiao)低工作(zuo)壓(ya)力(li)的(de)板換(huan),應(ying)加裝安全閥,保(bao)證設備(bei)不(bu)超壓(ya)。

    3 安(an)裝防凍堵裝置是不(bu)可缺少的。

    4 提高溫(wen)度(du)(du)控(kong)制(zhi)的精度(du)(du)和(he)反應速度(du)(du),不僅控(kong)制(zhi)進水(shui)溫(wen)度(du)(du),也(ye)要控(kong)制(zhi)冷水(shui)出水(shui)溫(wen)度(du)(du)。

    5 加(jia)強設備維護,提高(gao)系統的(de)密閉性,減少制冷(leng)劑(ji)泄漏。當(dang)設備長期不用(yong)時(shi),應將系統內的(de)制冷(leng)劑(ji)抽出或壓入儲(chu)液器內。

    6 增(zeng)加(jia)冷水流量和蒸(zheng)發器壓(ya)降控制。

    7 對冷水系統加裝(zhuang)過濾(lv)器。

    8 改(gai)低壓停車為低壓運行保護,改(gai)自動復位(wei)(wei)為手動復位(wei)(wei)。

    總之(zhi)。

    1 隨(sui)著技術(shu)的完善,板式(shi)換(huan)熱器性能的提(ti)高。板式(shi)換(huan)熱器在制(zhi)冷行業的應用必(bi)將會越來越廣。

    2 在實(shi)際應(ying)用過程(cheng)中應(ying)考慮(lv)到板式換熱器的自身(shen)特點,做到揚長避短。

    3 板式換熱器對使(shi)用維護提出了更高的要求。

了(le)解了(le)問題的所(suo)在,我們才能更(geng)好(hao)的解決(jue)問題。

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