为什么板式换热器螺栓要预留一段？常见故障有哪些？

发布：2025-12-29  阅读：19

 

一、板式换热器的工作原理 
 板式换热器是一种高效紧凑型热交换设备，其核心部件是由一系列带有波纹结构的金属板片组成的传热单元。工作时，冷、热两种流体分别在相邻但互不混合的通道中流动，通过金属板片进行热量传递。 
 热流体释放热量，经由导热性能优良的金属板（通常为不锈钢、钛或镍基合金）传导至冷流体侧，从而实现能量回收或温度调节。板片表面的波纹设计不仅增强了流体的湍流程度，破坏了边界层，还有效提高了整体传热系数。因此，相较于传统的壳管式换热器，板式换热器具有更高的换热效率、更小的占地面积以及更低的压降，特别适用于对空间和能效要求较高的工业场合。 
 此外，由于流道狭窄且流速较高，板式换热器也具备一定的自清洁能力，有助于延缓结垢形成。 
  
 二、板式换热器的结构分类 
 根据密封方式、板片构造及使用环境的不同，板式换热器主要可分为以下几类： 1. 单壁板式换热器 这是最基础且应用最广泛的类型，每块板片仅由一层金属构成。适用于冷热流体之间无交叉污染风险、对卫生要求不高的工业加热或冷却过程，如暖通空调（HVAC）、区域供热、一般化工流程等。 
 2. 双壁板式换热器 该类型采用双层板片结构，两层板之间形成一个安全隔离腔（通常设有泄漏检测孔）。即使其中一层发生破损，也能防止两种介质直接接触，避免交叉污染。广泛应用于食品饮料、制药、生物工程等对产品纯度和安全性要求极高的行业。 
     ，时长01:56                  
 3. 可拆卸式板式换热器（带垫片型） 此类换热器通过橡胶或合成材料密封垫将板片连接在一起，整机可通过松开压紧螺栓进行完全拆解。优点是便于定期清洗、更换垫片或调整换热面积，非常适合处理易结垢、高粘度或含颗粒的介质，常见于乳品、酿造、造纸及废水处理等领域。 
 4. 焊接式板式换热器（全焊或半焊） 板片之间通过激光焊或氩弧焊永久连接，取消了传统密封垫，因此可承受更高温度（可达300°C以上）和压力（超过3 MPa），并适用于腐蚀性强或不允许泄漏的工况，如制冷剂回路、石化精馏、高温导热油系统等。缺点是不可拆卸，维护难度较大。 
  
 三、为何板式换热器的压紧螺栓要预留较长一段 
 在实际安装和运行中，板式换热器两端的压紧螺栓通常会明显“伸出”框架之外，这一设计并非冗余，而是出于多重工程考量： 
 便于检修与清洗 板式换热器的一大优势在于可现场拆卸清洗。预留足够长度的螺栓，使得在不完全卸下螺栓的情况下，就能将活动压板向后拉开，暴露出内部所有板片，极大简化了维护流程。 
 支持灵活扩容或减容 用户可根据工艺负荷变化，增减板片数量以调整换热面积。长螺栓为此提供了必要的行程空间——只需松开螺母，插入或移除若干板片后重新压紧即可，无需更换整套框架或螺栓组件。 
 确保均匀压紧力分布 螺栓过短可能导致压紧过程中受力不均，造成板片翘曲、密封失效甚至泄漏。足够的螺纹啮合长度有助于在紧固时实现均匀载荷分布，保障密封可靠性与设备寿命。 
 接口布局优化 根据进出口接管位置，板式换热器可分为“单侧接口型”和“双侧接口型”。前者（进出口位于同一端板）更为常见，因其在后期扩容时无需改动外部管道系统，只需保证非接管侧留有扩展空间即可，大大提升了工程灵活性。 
  
 四、换热器的常见故障 
 1、外漏（外部泄漏） 故障表现：板片与压紧板之间、接口法兰处或框架外部有水滴或介质渗出；渗漏可能为间断性（轻微渗漏）或持续性（明显泄漏）。 常见原因： •  夹紧螺栓松动或预紧力不均：导致板片间密封失效；  •  密封垫片老化、变形、开裂或错位；  •  板片翘曲或框架变形；  •  安装时未按规范对角均匀拧紧螺栓。   
 2、内漏（介质互串） 故障表现：高压侧流体渗入低压侧，导致低压侧介质成分异常（如冷却水中出现工艺流体）；系统性能下降，甚至引发安全或污染问题（如在食品或制药中造成交叉污染）。 常见原因： •  板片腐蚀穿孔（尤其在含氯离子、酸性或高盐介质中）；  •  板片疲劳开裂（因频繁热胀冷缩或压力波动）；  •  焊接缺陷（在半焊或全焊型换热器中）；  •  制造缺陷或运输损伤。   
 3、堵塞与结垢 故障表现：进出口压差显著增大；换热效率下降（如二次侧供水温度达不到设定值）；流量减小，泵负荷增加。 常见原因： •  水质不良：水中含泥沙、铁锈、藻类、钙镁离子等；  •  流速过低：无法形成有效冲刷，加速沉积；  •  介质中含有纤维、颗粒或高粘度物质；  •  长期未清洗维护。   
 4、密封垫片失效 故障表现：局部渗漏，尤其在高温或化学介质工况下；垫片硬化、收缩、鼓包或脱离卡槽。 原因： •  垫片材质与介质不兼容；  •  长期高温导致橡胶老化；  •  安装时未正确嵌入卡槽。   
 5、板片变形或错位 原因： •  螺栓压紧力过大或不均；  •  冷热冲击导致热应力集中；  •  拆装操作不当。