مبدل حرارتی صفحه ای نوعی تجهیزات تبادل حرارتی است که دارای مزایایی است که سایر تجهیزات تبادل حرارتی نمی توانند با آن مطابقت کنند: دارای ضریب انتقال حرارت بالا، اتلاف حرارت کم، ردپای کوچک، ساختار فشرده و سبک، نگهداری و تمیز کردن آسان، مبدل های حرارتی صفحه ای دارای طیف گسترده ای از کاربردها و عمر طولانی هستند. با این حال، آنها همچنین دارای معایبی هستند، مانند فشار نمی تواند از 2.5Mpa تجاوز کند، دما نمی تواند از 250 درجه سانتیگراد تجاوز کند، نمی تواند گرما را برای ذرات بزرگتر و الیاف بلند تبادل کند، نمی تواند در شرایط کاری بسیار خورنده استفاده شود، و مستعد گرفتگی هستند. در زیر تجزیه و تحلیل برخی از پدیده های غیر طبیعی رایج استمبدل های حرارتی:
دلایل اصلی:
پوسته پوسته شدن/ گرفتگی صفحات تبادل حرارتی: یون های کلسیم و منیزیم و ناخالصی های موجود در سیال بر روی سطح صفحات رسوب می کنند و لایه ای با رسانایی حرارتی بسیار کم را تشکیل می دهند. اتصال کوتاه سیال: واشرهای آب بندی صفحه کهنه یا نامناسب هستند، این باعث می شود که برخی از مایعات سرد و گرم مستقیماً بدون تبادل حرارت با هم مخلوط شوند. انسداد کانال صفحه: ذرات جامد و الیاف (مانند فاضلاب و دوغاب) در سیال در ناحیه راهنمای صفحه یا کانال جریان گیر کرده و باعث کاهش ناحیه تبادل حرارت موثر می شود.
راه حل:
01
رسوب زدایی شیمیایی (برای جرم گیری):
تجهیزات را متوقف کنید، مایع را تخلیه کنید و با یک ماده تمیزکننده اسیدی ضعیف (مانند محلول اسید سیتریک 5 تا 8 درصد برای جلوگیری از خوردگی صفحات فولادی ضد زنگ) به مدت 2 تا 4 ساعت شستشو دهید.
02
سپس با آب تمیز بشویید تا خنثی شود؛ اگر لایه رسوب سخت است (مانند رسوب سخت کربنات کلسیم)، قبل از چرخش مجدد آن را به مدت 1 ساعت خیس کنید.
03
از محلول های بسیار خورنده مانند اسید هیدروکلریک (که می تواند به راحتی به فیلم غیرفعال شدن صفحه آسیب برساند) استفاده نکنید.
04
تمیز کردن فیزیکی (برای انسداد):
مبدل حرارتی را جدا کنید، صفحات را بردارید، و کانال جریان را با یک تفنگ آب فشار قوی (فشار کمتر یا مساوی 0.8 مگاپاسکال برای جلوگیری از تغییر شکل صفحات) بشویید.
دلایل اصلی: پیری/آسیب واشر: نوسانات دمایی و فشار طولانی مدت- باعث از دست دادن قابلیت ارتجاعی واشر میشود، یا خوردگی سیال (مانند مایع اسیدی) باعث متورم شدن و ترک خوردن واشر میشود. تغییر شکل / ناهماهنگی صفحه: سفت شدن ناهموار پیچها در حین مونتاژ یا عملکرد طولانیمدت فشار بیش از حد باعث تاب برداشتن صفحه و شل شدن سطوح آببندی میشود. خرابی مهر و موم فلنج: واشر فلنج ورودی و خروجی کهنه می شود یا پیچ ها شل می شوند (تناوب گرم و سرد باعث انبساط و انقباض پیچ ها می شود). نشتی خاموش عمدتاً به دلیل راه اندازی- و خاموش شدن مکرر مبدل حرارتی ایجاد می شود و بازیابی شرایط کاری عادی امکان پذیر است. نشتی داخلی عمدتاً ناشی از واشرهای آسیب دیده و خوردگی و سوراخ شدن صفحه است؛ دلایل اصلی نشت خارجی عبارتند از عدم تراز، اکستروژن، آسیب به واشر آب بندی، خوردگی و تغییر شکل صفحه، و عدم سفت شدن به اندازه گیره تعیین شده. دلیل اصلی نشتی بین صفحه کور و صفحه گیره سوراخ شدن صفحه کور توسط اجسام سخت است.
راه حل: درمان اضطراری: بلافاصله فشار سیستم را کاهش دهید، دریچه های ورودی و خروجی مبدل حرارتی را ببندید (اول سمت گرم و سپس سمت سرد را ببندید)، مایع را تخلیه و خاموش کنید. مهر و موم ها را تعویض کنید: مبدل حرارتی را جدا کنید، تمام واشرها را بردارید، شیار آب بندی صفحه را برای خراش بررسی کنید (در صورت وجود، آن را با کاغذ سنباده خوب صاف کنید). واشر آب بندی را با همان نوع جایگزین کنید (توصیه می شود از مواد مقاوم در برابر حرارت و خوردگی{{1} مانند لاستیک نیتریل برای روغن و EPDM برای آب/قلیایی ضعیف استفاده کنید) فشار موضعی بیش از حد)؛
تفاوت بین فشار سنج ورودی و خروجی مبدل حرارتی از مقدار طراحی بیشتر است (به عنوان مثال، فشار طراحی 0.1 مگا پاسکال کاهش می یابد، اما فشار واقعی به 0.3 مگا پاسکال کاهش می یابد). فشار خروجی پمپ افزایش می یابد، امامبدل حرارتیسرعت جریان ورودی کاهش می یابد (پمپ بیش از حد بارگذاری می شود و نویز افزایش می یابد).
دلایل اصلی: انسداد کانال جریان: ناخالصیهای موجود در سیال (مانند شن و ماسه و زنگ) در کانال جریان صفحه رسوب میکنند که باعث کاهش سطح مقطع -تقاطع جریان میشود؛ تعداد یا نوع اشتباه صفحات: سرعت جریان واقعی بسیار بیشتر از مقدار طراحی شده است، یا کانال جریان صفحه خیلی باریک است (مثلاً از یک صفحه سیال بدون کانال فرآیندی کوچک استفاده میشود). دمای سیال خیلی پایین است (مثلاً ویسکوزیته روغن در دماهای پایین افزایش مییابد)، یا سیال حاوی مقدار زیادی ماده معلق (مانند دوغاب) است که در نتیجه مقاومت جریان افزایش مییابد.
راه حل: کانال جریان را تمیز کنید: پس از خاموش شدن، مبدل حرارتی را جدا کرده و کانال جریان صفحه را با یک تفنگ آب فشار قوی- شستشو دهید، یا از یک توپ مخصوص (با قطر کمی کمتر از عرض کانال جریان) برای رفع انسداد استفاده کنید. پارامترهای عملیاتی را تنظیم کنید: اگر سرعت جریان خیلی زیاد است، فرکانس پمپ را به طور مناسب کاهش دهید (آن را در محدوده ± 10٪ نرخ جریان طراحی کنترل کنید). اگر ویسکوزیته سیال بالا است، دمای ورودی سیال را افزایش دهید (مانند گرم کردن روغن تا محدوده ویسکوزیته مناسب)، یا یک پیش گرمکن در ورودی نصب کنید.
الف: دمای خروجی سمت داغ بالاتر از مقدار طراحی است. دلایل اصلی عبارتند از: مشکل انتخاب، سرعت جریان طرف گرم بیشتر از مقدار طراحی است، صفحه مسدود شده است یا سرعت جریان سمت سرد کوچک است.
ب: دمای خروجی سمت سرد خیلی کم است. دلایل اصلی جریان کوچک طرف گرم یا دمای کمتر از مقدار طراحی، انسداد صفحه و غیره است.