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  • 板式换热器应用在制冷设备上存在的一些问题
      由于板式换热器具有很强的热交换能力(其传热系数是常规换热器的数倍,单位体积换热面积很大),并且体积小巧、重量轻。因此,一直受到科研人员和用户的青睐。但是,板式换热器的耐压性能不好,密封性能差,制约了板式换热器在工程中的应用。以前,板式换热器主要使用于较清洁的工作介质,工作压力不太高,对泄漏要求不太苛刻,泄漏后不会对环境及工作介质之间产生较大影响的设备上,如应用在民用的热水交系统和蒸汽热水交换系统上。

      目前,制冷设备采用板式换热器,主要是一些小型设备,以进口钎焊板式换热器为主。至于在大型冷水机组的冷凝器和蒸发器上采用单独的板式换热器,理论上是可行的,但还没有看到相关的报道。也就是说,人们对板式换热器在制冷行业的进一步推广应用还有一定的顾虑,其安全可靠性及与其有关的问题还有待进一步解决。

     现在以一套在用的制冷设备为例进行分析。

    该设备采用两台7.5匹美优乐风冷机组并联工作,制取冷水给生产鲜啤的保温罐、保温槽降温,在冷水中加入防冻液将冰点控制在-6℃左右,冷水温度控制点设在板式蒸发器进口,控制温度为2~4℃。

    该套设备存在主要问题是板式蒸发器冻堵,系统在较高温度条件下运行正常,而在低温条件下(进水温度2℃左右,机组即将停机时)容易发生冻堵。当板式蒸发器发生冻堵时,工况急剧恶化,在很短时间内就可以将整个板式蒸发器内部冻住。

     冻堵对板式换热器是致命的,由于板式换热器是属于比较娇嫩的设备,换热片的厚度很小,不能承受外力的冲击,当冻堵发生时,冰晶膨胀将会直接造成换热器的内部变形或泄漏。给制冷设备的运行和生产带来很大影响。

问题分析:

1、 制冷系统不匹配,蒸发器偏小;或者是由于机组长期运行,蒸发器内部结垢、脏堵引起板式蒸发器热交换能力减小。造成在实际运行过程中蒸发温度偏低(-10℃)。

1)、蒸发温度低于冷水冰点,增大了板式蒸发器冻堵的可能性。

2)、蒸发器传热温差大,没有充分发挥板式蒸发器自身的的优势,不利于制冷效率的提高。当冷水进水温度为2℃(蒸发器进出水温差为5℃)时,蒸发器出口水温为-3℃,传热温差为9.3℃。由于板式蒸发器具有很高的传热系数,其传热温差至少应当比常规换热器还要小,比如说选取2℃左右。

2、 冷水冰点偏高。当蒸发器在低温度点(进水温度2℃)运行时,出水温度仅比冰点高3℃。这并不是说实际运行不允许,但这毕竟增加了冰堵的可能性,需要对温度的控制更精确。另外,在冰点附近冷水粘度大,流动性差,而板式蒸发器单元流通截面很小,更适宜采用流动性好的工作介质。因此,可行的话,应当采取降低冰点,提高冷水出水温度,加大冷水流量等措施。

3、 控制装置不完善。冷水水泵的起停没有与制冷系统的运行进行联锁,也没有对蒸发器的冷水流量及压降进行检测控制。该制冷系统虽然有低压控制器,但只是用来控制压缩机零压停车(防止设备长期停用时板式蒸发器承受高压)而没有低压运行保护。一旦停泵或蒸发器内部脏堵造成水流量减小都会引起冰堵发生。

4、 维护不当。

1)、进水温度控制长期失修,显示值较实际值偏低约1.5℃,而且仪表惰性大不能及时反映冷水进水的真实温度。在实际运行过程中会造成冷水除数温度接近冰点而机组仍不停机。

2)、板式蒸发器上虽然装有防冻堵温控装置,但往往是冰堵已经发生而防冻堵装置仍就没有动作,由于冷水出水温度与冰点很接近,不易将其调整到最佳控制点。

5、 系统制冷剂缺少时也会引起冻堵的发生。这一点与常规蒸发器有所不同。其原因,与板式
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