概述
換熱器（heat exchanger），是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備，又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動(dòng)力、食品及其它許多工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，其在化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器和再沸器等，應(yīng)用廣泛。
工作原理
換熱器工作原理它主要是用于干燥系統(tǒng)中空氣加熱，是熱風(fēng)裝置中的主要設(shè)備，散熱器采用的熱介質(zhì)可以是蒸汽或熱水，也可用導(dǎo)熱油，蒸氣的工作壓力一般不超過(guò)0.8Mpa，熱空氣的溫度在150℃以下。
應(yīng)用
換熱器在石油、化工、輕工、制藥、能源等工業(yè)生產(chǎn)中，常常用作把低溫流體加熱或者把高溫流體冷卻，把液體汽化成蒸汽或者把蒸汽冷凝成液體。換熱器既可是一種單元設(shè)備，如加熱器、冷卻器和凝汽器等；也可是某一工藝設(shè)備的組成部分，如氨合成塔內(nèi)的換熱器。換熱器是化工生產(chǎn)中重要的單元設(shè)備，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，熱交換器的噸位約占整個(gè)工藝設(shè)備的20%有的甚至高達(dá)30%，其重要性可想而知。
分類
按傳熱原理分類：間壁式換熱器、蓄熱式換熱器、流體連接間接式換熱器、直接接觸式換熱器、復(fù)式換熱器。
按用途分類：加熱器、預(yù)熱器、過(guò)熱器、蒸發(fā)器。
按結(jié)構(gòu)分類：浮頭式換熱器、固定管板式換熱器、U形管板換熱器、板式換熱器等。
選型指南
目前為了滿足不同生產(chǎn)工作的使用需求，換熱器的分類越來(lái)越多，不同種類的換熱器的構(gòu)造特點(diǎn)以及工作原理都不同，因此使用的過(guò)程中發(fā)揮的功能優(yōu)勢(shì)也有很大的差別。為了讓換熱器的安裝使用為生產(chǎn)工作帶來(lái)更大的幫助，需要了解換熱器選擇方法。
1、結(jié)合傳遞熱量來(lái)選擇
在選擇換熱器的時(shí)候，應(yīng)該結(jié)合流體的種類以及冷卻流體的流量、進(jìn)出口的溫度來(lái)進(jìn)行計(jì)算。另外還需要注意工作壓力等方面的因素，結(jié)合這些因素可以計(jì)算出需要傳遞的熱量。
2、結(jié)合流體性質(zhì)來(lái)選換熱器材質(zhì)
選擇換熱器的時(shí)候要注意流體的性質(zhì)以及腐蝕性，通過(guò)這些內(nèi)容來(lái)確定管子的材料。同時(shí)要根據(jù)材料的加工特點(diǎn)以及流體的流量、溫度、壓力以及換熱管與殼體的溫度來(lái)了解所需要傳遞的熱量是多少。同時(shí)也要注意材質(zhì)的造價(jià)高低以及管子的清潔保養(yǎng)工作是否就簡(jiǎn)單便捷等因素來(lái)進(jìn)行挑選換熱器。
3、結(jié)合流體流向來(lái)選擇
選擇換熱器的時(shí)候，應(yīng)該確定流體的流動(dòng)空間，這樣就確定了管程以及殼程內(nèi)是什么介質(zhì)。同時(shí)要確定換熱器兩種流體的具體流向，因?yàn)榱飨蚩梢赃x擇并流、錯(cuò)流以及逆流，通過(guò)這些內(nèi)容可以確定出有效平均溫差。
4、結(jié)合傳熱面積來(lái)選擇
在選擇換熱器的時(shí)候，需要計(jì)算出傳熱面積，具體的計(jì)算方法需要結(jié)合我國(guó)管殼式換熱器標(biāo)準(zhǔn)系列來(lái)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)以上計(jì)算可以初步確定換熱器的基本參數(shù)，例如管徑、管子的數(shù)量、長(zhǎng)度以及排列方式，同時(shí)還可以基本確定折流元件等的布置以及型式等。
5、結(jié)合傳熱系數(shù)等來(lái)選型
結(jié)合以上步驟確定的標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，進(jìn)行傳熱系數(shù)的校核和阻力降的計(jì)算，之后按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇換熱器，這樣的換熱器在安裝使用之后換熱的效果更加的穩(wěn)定高效。
維護(hù)保養(yǎng)
板式換熱器的維護(hù)
易損部件是板式換熱器的密封墊片，一般用三元乙丙膠墊，耐酸、耐堿、耐鹽，適用于在有氯化物及有機(jī)溶劑等嚴(yán)重腐蝕的場(chǎng)合，工作溫度一般在一20～150℃。實(shí)踐證明，加了消泡劑的aMDEA溶液將會(huì)出現(xiàn)膠墊溶脹現(xiàn)象。從目前運(yùn)行情況分析，膠墊的使用壽命大約在1 2a。正確的操作對(duì)板式換熱器的使用壽命有直接影響，因此在換熱器運(yùn)行時(shí)，應(yīng)避免水錘等影響其性能的不正當(dāng)操作，介質(zhì)人口應(yīng)加合適的過(guò)濾器。
對(duì)于備用設(shè)備，若長(zhǎng)期不使用時(shí)，應(yīng)將擰緊螺栓放松到規(guī)定尺寸，以確保墊片及換熱器板片的使用壽命，使用時(shí)再按要求夾緊。
設(shè)備連續(xù)運(yùn)行時(shí)，在信號(hào)孔發(fā)現(xiàn)介質(zhì)流出時(shí)應(yīng)進(jìn)行分析，如是螺栓松動(dòng)或由于長(zhǎng)期熱交換而伸長(zhǎng)，在對(duì)其進(jìn)行夾緊時(shí)應(yīng)非常小心，因?yàn)榘迨綋Q熱器之所以具有較高的傳熱系數(shù)，其最主要原因是其板片波紋能使流體在較小的流速下產(chǎn)生湍流。非專業(yè)人員在夾緊時(shí)，極有可能對(duì)其產(chǎn)生不可恢復(fù)的損壞。當(dāng)設(shè)備處于使用狀態(tài)時(shí)，建議不要夾緊。若發(fā)現(xiàn)密封墊片老化應(yīng)予更換。
板式換熱器化學(xué)清洗相對(duì)可靠，機(jī)械清理要咨詢廠家。在日常維護(hù)及開(kāi)停車過(guò)程中，防止水錘和壓力突變對(duì)設(shè)備的沖擊。板式換熱器的介質(zhì)應(yīng)清潔并保持設(shè)計(jì)流速，在換熱器介質(zhì)入口處加合適的濾網(wǎng)，并定時(shí)清洗濾網(wǎng)。
注意事項(xiàng)
1、保持管網(wǎng)的清潔。無(wú)論是在工作前還是工作完成后，都必須對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行清潔處理，這樣做的目的是為了避免發(fā)生換熱器堵塞的現(xiàn)象。還要注意及時(shí)對(duì)除污器以及過(guò)濾器的清洗，讓整個(gè)工作順利完成。
2、嚴(yán)格把關(guān)軟化水。對(duì)于水質(zhì)把關(guān)是相當(dāng)重要的，在進(jìn)行對(duì)軟化水水質(zhì)處理的前提下，首先要認(rèn)真檢查系統(tǒng)中的水和軟化罐水質(zhì)問(wèn)題，確定合格后方可進(jìn)行注入處理。
3、新系統(tǒng)檢驗(yàn)。對(duì)于一些新系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不能馬上與換熱器進(jìn)行交替使用，首先需把新的系統(tǒng)在指定的時(shí)間段運(yùn)行，讓它有了一個(gè)運(yùn)行模式后，此時(shí)方可以把換熱器并入系統(tǒng)中使用，這樣做的目的完全是為了避免管網(wǎng)中的雜質(zhì)破壞換熱器設(shè)備。
故障排除
1、外漏
產(chǎn)生原因
①夾緊尺寸不到位、各處尺寸不均勻（各處尺寸偏差不應(yīng)大于3mm）或夾緊螺栓松動(dòng)。
②部分密封墊脫離密封槽，密封墊主密封面有臟物，密封墊損壞或板式換熱器密封墊片老化。
③板片發(fā)生變形，組裝錯(cuò)位引起跑墊。
④在板片密封槽部位或二道密封區(qū)域有裂紋。實(shí)例：北京、青海和新疆等地的多個(gè)熱力站均采用飽和蒸汽作為一次側(cè)熱源供暖，由于蒸汽溫度較高，在設(shè)備運(yùn)行初期系統(tǒng)不穩(wěn)定的情況下，橡膠密封墊在高溫下失效，引起蒸汽外漏。
處理方法
①在無(wú)壓狀態(tài)，按制造廠提供的夾緊尺寸重新夾緊設(shè)備，尺寸應(yīng)均勻一致，壓緊尺寸的偏差應(yīng)不大于±0．2N(mm)(N。為板片總數(shù)），兩壓緊板間的平行度應(yīng)保持在2mm以內(nèi)。
②在外漏部位上做好標(biāo)記，然后換熱器解體逐一排查解決，重新裝配或更換墊片和板片。
③將開(kāi)換熱器解體，對(duì)板片變形部位進(jìn)行修理或者更換板片。在沒(méi)有板片備件時(shí)可將變形部位板片暫時(shí)拆除后重新組裝使用。
④重新組裝拆開(kāi)的板片時(shí)，應(yīng)清潔板面，防止污物粘附著于墊片密封面。
2、串液
產(chǎn)生原因
①由于板材選擇不當(dāng)導(dǎo)致板片腐蝕產(chǎn)生裂紋或穿孔。
②操作條件不符合設(shè)計(jì)要求。
③板片冷沖壓成型后的殘余應(yīng)力和裝配中夾緊尺寸過(guò)小造成應(yīng)力腐蝕。
④板片泄漏槽處有輕微滲漏，造成介質(zhì)中有害物質(zhì)（如C1）濃縮腐蝕板片，形成串液。
處理方法
①更換有裂紋或穿孔板片，在現(xiàn)場(chǎng)用透光法查找板片裂紋。
②調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)條件。
③換熱器維修組裝時(shí)夾緊尺寸應(yīng)符合要求，并不是越小越好。
④板式換熱器板片材料合理匹配。
