一、BRM系列板式換熱器簡介

　　板式換熱器在19世紀開始提出，到20世紀20年代初開始用于牛奶工業中殺菌。由于板式換熱器在制造上和使用上都有一些獨到之處，所以在工業上一經使用成功之后就發展很快。早期的板式換熱器大都用于食品工業，現在板式換熱器的使用已遍及食品、釀造、化工、機械、冶金、發電、交通運輸等各個行業。

　　板式換熱器簡介

　　板式換熱器是用薄金屬板(厚度一般為0．5-1．5mm左右)壓制成具有一定形狀波紋的換熱板片，然后疊裝而成的一種換熱器。工作流體在兩塊板片所形成的窄小而曲折的通道中流過。冷熱流體依次通過各自流道，中間隔一層板片，通過此板片進行換熱。

二、BRM系列板式換熱器構造

　　板式換熱器主要由板片、墊圈、機架、壓緊機構等組成。

　　1)板片是板式換熱器的主要部分，即換熱面。板片是用薄金屬板沖壓而成的一個整張，大致由下列幾部分組成。

　　(1)板片本體部分，它是主要的換熱面部分。

　　(2)液體進出孔(角孔)，它是流體的進出通道，同時也起到聯箱的作用。

　　(3)進出口導流部分，它介于角孔與板片本體之間，主要使流體能在板間流動均勻，同時，它也有換熱的作用。

　　(4)密封槽，位于板片的周圍，是安放密封墊圈之用，使工作流體不向外泄露和內部相互泄露。

　　(5)定位孔及掛鉤，使板片組裝時保證相互位置及固定之用。

　　板式換熱器根據板片不同的花紋形狀板式換熱器可歸納為4類：回流型、波流型、網狀型、擾流型。

　　目前板片使用的主要材料是奧氏體不銹鋼、鈦及鈦合金、鎳及鎳合金等。

　　2)密封墊圈是板式換熱器中一個重要的輔助零件，主要保證流體在板間流動時的密封性；墊圈的斷面尺寸常影響板間隙的工作尺寸值，從而影響其放熱強度和阻力特性。

　　墊圈材料是一個極為關鍵的因素，目前已成為影響板式換熱器使用范圍的一個重要因素，選擇墊圈的材料要考慮其耐溫、耐壓和化學穩定性，以及彈性等性質。目前常用的材料有橡膠、三元乙丙橡膠、氟橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠、聚四氟乙烯、復合墊片等。

　　3)機架的作用在于裝載板片，也同時作為壓緊設備之用。

三、板式換熱器優缺點

　　1、板式換熱器的優點

　　1)傳熱系數高。板式換熱器的流道小，板片是波形，截面變化復雜，使流體的流動方向和流速不斷變化，增加了流體的擾動，因而能在很小的流速下達到紊流，具有較高的傳熱系數。特別適用于液—液換熱及黏度較大的流體間換熱。

　　2)適應性大?？赏ㄟ^增減板片達到所需要的傳熱面積。一臺換熱器可分成幾個單元，可適應同時進行幾種流體間的加熱或冷卻。

　　3)結構緊湊，體積小，耗材少。每立方米體積間的傳熱面積可達250m2，每平方米傳熱面僅需金屬15kg左右。

　　4)傳熱系數高和金屬消耗少，使其傳熱有效度可達85％-90％以上。

　　5)易于拆洗、修理。

　　6)污垢系數小。由于流動擾動大，污垢不易沉積；所用板片材質較好，很少有腐蝕，這些都使其污垢系數值較小。

　　7)板式換熱器主要用金屬板材，因而原材料價格比同種金屬的管材要低廉。

       2、板式換熱器的缺點

　　1)密封性較差，易漏泄。需常更換墊圈，較麻煩。

　　2)使用壓力受一定限制，一般不超過1MPa。

　　3)使用溫度受墊圈材料耐溫性能的限制。

　　4)流道小，不適宜于氣—氣換熱或蒸汽冷凝。

　　5)易堵塞，不適用于含懸浮物的流體。

　　6)流阻較管殼式為大。

　　針對板式換熱器的特點，結合其他清洗方法的經驗，對于板式換熱器的清洗方法使用化學清洗有較好的效果。化學清洗一般有以下步驟。

四、板式換熱器清洗工作

　　1、清洗前的準備

　　清洗前的準備主要有以下工作。

　　1)查看了解設備的啟用時間、使用記錄、維修記錄以及設備圖紙等資料。

　　2)了解清楚設備所使用的材質。

　　3)對設備進行垢樣的采集及分析化驗o

　　4)了解設備內積垢的分布。

　　5)做溶垢實驗并通過實驗確定清洗藥劑配方和工藝。

　　2、清洗工藝的確定

　　對于未拆開的板式換熱器可以采用靜態清洗或動態的清洗工藝。

　　1)靜態浸泡清洗工藝。

　　2)動態循環清洗工藝步驟如下。

　　(1)水沖洗及系統試壓。水沖洗及試壓的目的是去除系統中的積灰、泥沙、脫落的金屬氧化物及其它疏松污垢，并在模擬清洗狀態下對臨時接管處泄漏情況進行檢查。

　　(2)堿洗。利用堿洗除去有機化合物及油污以及把垢進行軟化使之容易除去。時間10～24h，溫度要求85℃，流速0．3m／s以下。

　　(3)堿洗后水沖洗。目的是除去殘留的堿性清洗液，并使部分雜質脫離表面而被帶走。

　　(4)酸洗。利用酸洗液與垢等雜質發生反應，生成可溶性物質。

　　(5)酸洗后水沖洗。是為了除去殘留的酸液和脫落的固體顆粒，以便后續工序的進行。

　　(6)漂洗采用漂洗液與殘留在系統內的鐵離子結合，且除去水沖洗過程中所產生的二次浮銹，以降低[Fe2+／Fe3+]含量，為鈍化作準備。

　　(7)中和鈍化。是采用鈍化劑在金屬表面形成鈍化膜，從而防止設備金屬返銹。

　　3、對于拆開的板式換熱器可以采用如下“循環+浸泡”的清洗工藝。

　　(1)人工處理。目的是盡量通過人工減少垢的數量，不僅可以為下一工序減輕處理的壓力，而且可以減少化學藥劑的用量，從而減輕對廢液的處理。本工序主要可采用尼龍刷、毛刷、銅刷、小型清洗機等。

　　(2)循環+浸泡清洗。使用清洗藥劑進行溶解和剝離污垢，并通過強制循環來保持一定的流速以達到較好的清洗效果.

　　(3)人工處理。清洗結束后，對沉積物進行人工處理。

五、板式換熱器應用

　　某鋁廠氧化鋁的可拆式板式換熱器由于結垢嚴重，已經嚴重影響到了的正常使用，需要進行清洗，其材質為奧氏體不銹鋼。

　　原始垢樣為灰白色，垢層分為表層和底層。表層垢主要為碳酸鹽垢，可以較容易地進行處理；底層垢質地堅硬且有大量酸不溶物，使用一般的酸洗液與垢反應極其緩慢，經分析，層垢以非常致密的氧化鋁為主，此外還含有其他的一些氧化物和少量的磁性氧化鐵和炭質，層垢雖較薄但非常堅硬致密。因此處理底層垢成為清洗的關鍵。

　　對底層垢使用單一的清洗配方難以達到較好的清洗效果。溶垢試驗表明，使用稀H2S04、冷HNO3、HF及強堿均不能溶解污垢，長時間處理也不能使污垢松散，僅有細微的氣泡極其緩慢地產生。

　　在加熱條件下用較濃的HNO3能將垢樣松散和溶解。

　　雖然溫度越高、濃度越大、時間越長效果可好一些，但考慮到硝酸的腐蝕性，對清洗時的溫度、濃度、時間進行了一定的限制，以減輕由于藥劑的使用而造成的廢液處理及排放。

　　1)清洗方法

　　按照拆開的板式換熱器的清洗工藝進行清洗。

　　(1)先采用人工刷洗，高壓水(控制壓力在10MPa以下，防止設備變形)清除板片上疏松垢層。

　　(2)在清洗槽內配置好清洗藥劑，因為清洗液濃度較高，加熱溫度不宜過高。將板片放人清洗槽內進行循環+浸泡清洗，清洗時應動靜結合，以靜為主。清洗時間控制在12h左右。由于板式換熱器的特殊性，清洗時需嚴格控制酸洗液的流速，防止流速過快影響緩蝕劑緩蝕效，率，造成設備腐蝕。

　　(3)化學清洗結束后，取出板片，用小型清洗機沖洗，換熱器板片光亮如新。

　　(4)清洗廢液的處理。清洗廢液處理后的排放標準應達到GB8978—1996《污水綜合排放標準》中三級排放標準。由于適用的硝酸濃度較高，因此在廢液中的酸性較強，不能直接排放，可通過加入堿來中和進行處理。此外還需在廢液中加入石灰粉(CaO)處理其他有害離子。

　　2)清洗結果

　　(1)腐蝕情況。根據對清洗時的腐蝕速率監測，清洗腐蝕速率為0．97g／m2．h。

　　(2)除垢率。除垢率達到為100％，換熱器板片清洗后光亮如新。通過多次對鋁廠的可拆式板式換熱器的清洗，并結合清洗效果發現，對可拆式板式換熱器采用拆開清洗效果較好，并可以直接觀察到清洗效果，還可以充分利用其他清洗方法作為補充，減少化學藥劑的使用。但是板式換熱器的拆開要耗費一定時間、人力和物力。

　　對全焊式板式換熱器、寬通道焊接式板式換熱器等類型的板式換熱器不可拆的板式換熱器，當無法拆開時，由于板式換熱器內流體流動速度很快，所以清洗時循環速度應當嚴格控制在0．5—0．6m／s以下(板片內流速)。防止流速過快影響緩蝕劑緩蝕效率，造成設備腐蝕。清洗時還需添加穩定劑，使顆粒垢懸浮在清洗液中，通過清洗液循環帶出換熱器。對于不可拆開的板式換熱器的清洗更適用于易溶垢，如碳酸鹽水垢等；可拆開的板式換熱器的清洗多適用于難溶垢，如物料垢等。