Техническое обслуживание теплообменника

Тепло-Полис > Информация > Техническое обслуживание теплообменника
обслуживание теплообменника

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ПЛАСТИНЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННИКА

  1. Для проведения технического обслуживания пластинчатого теплообменника требуется 1 или 2 человека, которые выучили инструкцию на теплообменник и сдали экзамен на знание правил безопасности с росписью в соответствующем журнале.
  2. Техническое обслуживание теплообменника заключается в:
    • периодическом осмотре на отсутствие утечек воды
    • периодической очистке резьбы стягивающих шпилек и смазке их бескислотной смазкой
    • проверке работоспособности теплообменника
    • разборке теплообменника (при необходимости)
    • чистке и промывке теплообменных пластин (при необходимости)
    • замене резиновых прокладок (при необходимости)
    • сборке теплообменника.
  3. Периодичность технического обслуживания теплообменника устанавливается потребителем в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
  4. Рекомендуемая периодичность технических обслуживаний теплообменника:
    • на работоспособность – 1 раз в год
    • на тепловую продуктивность после химической или механической очистки, но не реже 1 раза в 5 лет
    • осмотр и очистка резьбы —  1 раз в три месяца
  5. Критерием для принятия решения о необходимости чистки теплообменных пластин служит снижение тепловой производительности и повышение гидравлического сопротивления теплообменника. Для этого необходимо определить падение давления в каналах теплообменника и сравнить с указанными в паспорте.
    Если, ΔРОПРЕД    ≤ 1,2 теплообменник находится в рабочем состоянии.
    ΔРПАСПОРТ
    Если, ΔРОПРЕД    > 1,2 теплообменник рекомендуется почистить.
  6. Любые виды работ с теплообменником: техническое обслуживание теплообменника, ремонт теплообменника, модернизация и т.п. должны выполняться согласно правил техники безопасности. Перед любыми действиями теплообменник должен быть остановлен.
  7. Разборка теплообменника.

    • При наличии сильного загрязнения или в случае необходимости сокращения времени рекомендуется проводить очистку теплообменника с его разборкой.
    • Произвести остановку теплообменника.
    • Если теплообменник горячий, подождите пока он не остынет до 400С.
    • Осмотреть скользящие поверхности верхней и нижней направляющей балки и смажьте их.
    • Очистить и смазать стяжные шпильки.
    • Сделать маркировку  набора пластин снаружи, проведя краской диагональную полосу (см. рис. 1).

      Рис. 1. Нанесите диагональную полосу на пакет пластин перед разборкой теплообменника
    • Измерить и записать размер «а» (см. рис. 1)
    • Отсоединить трубопроводы от нажимной плиты так, чтобы можно было её отодвинуть и осушить теплообменник.
    • Демонтировать стяжные шпильки в следующей последовательности:
      • 4 стяжные шпильки (1-2-3-4) (см. рис. 2) обычно обеспечены опорными подшипниками. Они длиннее других шпилек и используются для предварительной стяжки пакета пластин.
        Рис. 2 Схема демонтажа стяжных шпилек.

        Рис.3 Правильный порядок вскрытия пластинчатого теплообменника с контролем допустимого перекоса нажимной плиты.
      • раскрутить все стяжные шпильки, кроме шпилек предварительной стяжки и демонтируйте их.
      • ослабить шпильки 1-2 и 3-4, расположенные на противоположных сторонах и диагонально. Не допускайте того, чтобы перекос прижимной плиты был больше 10 мм по ширине(1-3/2-4) и больше 20 мм по диагонали (1-2/3-4) (см. рис. 3).
      • когда все стяжные шпильки демонтированы, отодвиньте прижимную плиту. Теперь отдельные пластины доступны для осмотра и обслуживания.
    • В случае необходимости зафиксировать нажимную плиту от соскальзывания (напоминаем, что пластинчатый разборный теплообменник состоит из неподвижной плиты и подвижной прижимной плиты, перемещаемой вдоль направляющих теплообменника).
    • Для того, чтобы не травмировать руки об острые края при обработке пластин, всегда следует надевать защитные перчатки.
    • Отделить пластины друг от друга, не нарушая при этом их положения и целостности прокладок.
    • Если очистка будет производиться только водой, т.е. без применения чистящих средств, то снимать пластины не обязательно.
    • Если пластины нужно пронумеровать, то сделайте это перед тем, как их снимать.
    • Чтобы снять пластину необходимо отодвинуть её нижнюю часть в сторону прижимной плиты так, чтобы она отошла от нижней направляющей балки. Потом отвести её в сторону и вынуть (см. рис. 4)
    • Рекомендуем снимать пластины только по одной. Есть опасность ранения.
    • При выполнении работ по обслуживанию и ремонту демонтированные пластины обрабатывать и складировать только в положении лёжа. Складировать друг на друга не более 60 пластин.
Рис.4 Демонтаж пластины

8. Очистка и промывка пластин теплообменника

Твердые отложения (накипь) на стенках теплообменного оборудования являются результатом кристаллизации растворенных в подогреваемой воде солей, в основном солей жесткости. Встречаются и другие соли, а также вещества органического происхождения, особенно когда подогреваемая вода берется из открытых водоемов. Все эти отложения существенно снижают теплопередачу стенок теплообменных поверхностей (пластин) теплообменных аппаратов и, следовательно, температуру воды на выходе. При толщине слоя накипи 0,1-0,2 мм уже заметно снижается теплопередача через стенки теплообменных пластин, покрытых накипью и, следовательно, температура на границах внутренних поверхностей пластин возрастает, т.е. снижается тепловая энергия, передаваемая подогреваемой воде и, следовательно, количество выработанного тепла. Для поддержания заданной температуры на выходе котла приходится сжигать больше топлива. При этом повышается температура наружных стенок трубок котла, что приводит к преждевременному выходу их из строя. На рисунке приведена зависимость, в процентах от нормы, перерасхода (пережога) топлива от толщины слоя накипи.

Зависимость перерасхода топлива от толщины слоя накипи

Из графика на рисунке видно, что даже толщина слоя накипи 0,1 — 0,2 мм повышает расход топлива соответственно на 1,5 — 3%, а при толщине накипи 1 мм — до 7%.

Образующиеся отложения (накипь) на пластинах теплообменного аппарата обладают высоким термическим сопротивлением (низкой теплопроводностью). Их наличие приводит к снижению коэффициента теплопередачи в теплообменнике. Как следствие изменяются конечные температуры рабочих сред, а из-за снижения проходного сечения в каналах теплообменника растёт его гидросопротивление (при фиксированных расходах рабочих сред). Стоимость эксплуатации загрязнённого теплообменника возрастает, т.к. растёт количество энергии, необходимой для перекачки жидкостей через него. Для сохранения величины передаваемого теплового потока количество перекачиваемых жидкостей приходится увеличивать. Например, в теплосетях с тарифами, зависящими от расхода теплоносителя и температуры «обратки», загрязнение теплообменника приводит к росту стоимости коммунальных услуг. Изменение температуры обратки приводит к снижению КПД котлов, пережогу топлива.

Для снижения интенсивности выпадения загрязнений на теплопередающей поверхности эксплуатирующими организациями могут и должны приниматься меры по очистке рабочих сред (установка фильтров, как механических, так и магнитных, на подающих трубопроводах; электрическая, химическая очистка), меры по снижению склонности загрязнений к осаждению на пластинах (например, магнитная обработка воды). Точное соблюдение температурных режимов с помощью регуляторов температуры также способствует снижению интенсивности выпадения загрязнений.

Но всё же все эти меры, даже если они применяются, что на практике бывает далеко не всегда, лишь снижают интенсивность роста отложений на пластинах, но не прекращают его полностью.

Загрязнённый теплообменник, эксплуатационные характеристики которого становятся неудовлетворительными, следует очищать от загрязнений.

В зависимости от типа теплообменника способы очистки могут быть различными. Так, для неразборных теплообменников (сварных, паянных) возможна только химическая очитка поверхности теплообмена (промывка), а для разборных аппаратов как химическая, так и механическая.

Для проведения качественной отмывки поверхности теплообмена моющий раствор и технология отмывки должны быть в каждом конкретном случае индивидуально подобраны в зависимости от химсостава отмываемых отложений (загрязнений). При использовании моющего раствора необходимо убедиться, что он не будет отрицательно воздействовать на материалы теплообменных пластин, прокладок (для разборного аппарата) и корпуса теплообменного аппарата.

8.1 Очистка поверхностей пластины может быть механической (теплообменник разбирается, пластины очищаются неметаллическими щётками) и химической (теплообменник не разбирается, обеспечивается циркуляция моющих растворов через теплообменник).

8.2 Порядок механической очистки пластин

—  Чистку пластин механическим способом производить при разобранном теплообменнике щетками из материалов, которые не повреждают поверхность пластин и прокладок.

  НЕЛЬЗЯ ПРОВОДИТЬ ОЧИСТКУ СТАЛЬНЫМИ ЩЕТКАМИ.

—  Если отложения в теплообменнике можно удалить только водой, то снимать пластины с теплообменника не обязательно (см. рис.5).

—  После удаления отложений с помощью щетки и проточной воды следует прополоскать пластины струёй воды под давлением.

—  Если отложения в теплообменнике очень сильные и не удаляются водой и щёткой, то следует погрузить пластины теплообменника в химическую ванну.

Рис. 5 Очистка пластин вручную без снятия с теплообменника.

 

 

Рекомендации по выбору чистящих средств:

  • накипь, карбонатные и подобные отложения рекомендуется отмачивать в ортофосфорной кислоте с концентрацией 5% и максимальной температуре 200С в течении 1 часа;
  • масла, жиры, бактериологические загрязнения, например ил или бактерии рекомендуется отмачивать в каустической соде с концентрацией 4% и максимальной температуре 200С в течении 24 часов.

 

— После отмачивания пластин следует удалить отложений с помощью щетки и проточной воды и прополоскать пластины струёй воды под давлением.

— При выполнении работ с моющими установками высокого давления необходимо соблюдать такое расстояние до пластины что бы не выбить струёй воды прокладку из канавки.

— Кислоты, щелочи, каустическая сода могут вызвать серьёзные поражения слизистой оболочки. Поэтому с их растворами следует обращаться с большой осторожностью. Всегда пользуйтесь защитными очками и резиновыми перчатками.

8.3 Порядок химической промывки теплообменника

—  Химическая промывка проводится для удаления загрязнений, которые нельзя удалить простым увеличением скорости потока воды. При этом не проводится разборка теплообменника. Промывка производится путём прокачки  через загрязнённый канал моющего раствора. Загрязнения выводятся путём их растворения, которое усиливается механическим действием турбулентного потока. Количество моющего раствора зависит от конструкции теплообменника и ого обвязки и примерно равно утроенному объёму теплообменника с трубопроводной обвязкой и арматурой.

—  Произвести остановку теплообменника.

—  Отсоединить трубопроводы от нажимной плиты.

— Для проведения качественной отмывки поверхности теплообмена моющий раствор и технология отмывки должны быть в каждом конкретном случае индивидуально подобраны в зависимости от химсостава отмываемых отложений (загрязнений). При использовании моющего раствора необходимо убедиться, что он не будет отрицательно воздействовать на материалы теплообменных пластин и уплотнительных прокладок. Для приготовления моющего раствора необходимо использовать воду без содержания ионов хлора или с их низкой концентрацией, а также с низким содержанием солей жесткости.

  ПРИ РАБОТЕ С КИСЛОТОЙ ИЛИ ЩЕЛОЧЬЮ НЕОБХОДИМО ПОЛЬЗОВАТЬСЯ РЕЗИНОВЫМИ РУКАВИЦАМИ И ЗАЩИТНЫМИ ОЧКАМИ.

  В процессе отмывки следует следить за концентрацией моющих растворов с помощью химреактивов или лакмусовой бумаги. Если в процессе отмывки концентрация моющих растворов снижается, её следует доводить до первоначального уровня. Если в процессе отмывки концентрация моющих растворов не изменяется, это говорит о прекращении химических реакций и окончании процесса отмывки.

 

Порядок промывки при удалении протеиновых или масляных отложений:

— слить рабочие жидкости;

— немедленно после слива рабочих сред промыть теплообменник большим количеством воды;

— промыть теплообменник 2-4% раствором каустической соды при температуре 80-85 0С (не более). Раствор должен циркулировать через теплообменник не менее 10 минут. В случае необходимости длительность циркуляции следует увеличить;

— промыть теплообменник большим количеством воды;

— промыть теплообменник 0,5% раствором азотной кислоты при температуре 60-65 0С (не более). Раствор должен циркулировать через теплообменник не более 15 минут. Азотная кислота неблагоприятно воздействует на прокладки. Вместо раствора азотной кислоты рекомендуется использовать 5-10 % раствор ортофосфорной кислоты при температуре 80-85 0С (не более). Длительность циркуляции раствора ортофосфорной кислоты не ограничена;

— промыть теплообменник большим количеством воды до полной отмывки кислоты из теплообменника, примыкающих трубопроводов и оборудования.

 

Порядок промывки при удалении карбонатных отложений (солей магния и кальция):

— промыть теплообменник 5-10 % раствором ортофосфорной кислоты. Возможна отмывка при циркуляции раствора комнатной температуры, но лучшие результаты будут получены при использовании раствора температурой 80-85 0С (не более). Обычно достаточно 1,5 – 2-х часов для хорошей отмывки теплообменных пластин. Если циркуляцию осуществить сложно, удовлетворительные результаты можно получить, если залить теплообменник 5-10 % раствором ортофосфорной кислоты и оставить на 8-10 часов;

— промыть теплообменник большим количеством воды до полной отмывки кислоты из теплообменника, примыкающих трубопроводов и оборудования.

9. Замена прокладок

—  Произвести остановку теплообменника.

—  Отсоединить трубопроводы от нажимной плиты так, чтобы можно было её отодвинуть для демонтажа пластин.

Схема затяжки стяжных шпилек теплообменника

—  Разжать теплообменник равномерно, не допуская перекоса нажимной плиты, отпустив стяжные шпильки по схеме затяжки.

—  Отодвинуть нажимную плиту, отделить пластины друг от друга.

—  Если требуется небольшой ремонт уплотнения (частично отсоединившееся уплотнение), то при ремонте можно не демонтировать пластину и устранить неполадки непосредственно перед сборкой.

—  Если необходима замена уплотнений, то следует демонтировать пластины.

—  Удалить пришедшую в негодность прокладку.

—  Перед установкой нового уплотнения необходимо тщательно очистить канавку уплотнения тупым предметом (пластик или дерево – ни к коем случае не металл) не повреждая при этом поверхность металла.

—  Если прокладка фиксируется на пластине бесклеевым способом, то она может быть легко заменена. Для этого специально предусмотренные утолщения на прокладке вставляются в соответствующие отверстие на пластине (см. рис. 6)

Рис.6 Замена бесклеевого уплотнения

 

Порядок замены прокладок, фиксируемых с помощью клея:

  • Очистить пластины от остатков старого клея. Используемый при этом растворитель не должен содержать хлор. Небольшие остатки клея, прочно соединённые с поверхностью в уплотнительной канавке, могут быть оставлены. Они являются хорошей основой для нового уплотнения.
  • Канавку и прокладку тщательно очищают от масла и других содержащих жировые включения веществ с помощью тряпки и растворителя, например ацетона. После этого пластину и уплотнение следует просушить или вытереть насухо с помощью неворсистой салфетки или бумаги.
  • При работе с растворителями и клеем необходимо соблюдать требования техники безопасности и правила пожарной безопасности. Необходимо обеспечить достаточную вентиляцию.
  • Для приклеивания уплотнений используется клей, который не содержит хлористых соединений, напримерполихлорпропилена, неопрена или других веществ, которые могут воздействовать на материал пластин.
  • Для облегчения нанесения кистью клея, его можно сделать более жидким путём добавления ацетона. Максимальное растворение 1:1.
  • Клей накладывается с помощью маленькой плоской кисточки на те части уплотнительной канавки пластины, где будет находиться резиновое уплотнение. Эти части уплотнительной канавки обычно легко узнать, так как они отличаются по цвету из-за остатков старого клея.
  • Затем на пластину устанавливается уплотнение.
  • Когда клей просох в течении приблизительно 30 секунд (время зависит от количества клея и степени его разбавления), резиновое уплотнение вдавливается в канавку на пластине, что облегчает монтаж.
  • Некоторые типоразмеры пластин кроме канавки имеют выдавленный язычок крепления, в который также вставляются уплотнения. Эта операция выполняется с помощью отвёртки (см. рис. 7)
Рис. 7 Фиксация уплотнения на язычке крепления с помощью отвертки.
  • Пластины с заменёнными уплотнениями складируются на ровной поверхности друг на друга. Максимально 60 пластин. Штабель накрывается пластиной без уплотнения и фиксируется сверху ровной плитой или другим грузом.
  • После затвердевания клея его остатки следует удалить из канавки тупым деревянным или пластиковым предметом.
  • После этого уплотнения следует посыпать тальком. Это делается для того, чтобы в последствии пластины не слипались друг с другом.
  • Пластины готовы для установки в аппарат

При замене отдельных прокладок новые прокладки испытывают дополнительное давление и их срок службы, соответственно, уменьшается. Поэтому мы рекомендуем менять все прокладки в аппарате одновременно.

10. Сборка теплообменника

—  Проверить чистоту всех пластин и уплотнений. Даже незначительные посторонние частицы на уплотнениях могут привести к утечкам и внутренним перетокам теплоносителей.

—  Убедиться в чистоте уплотнительных колец и фасонных резиновых уплотнений в штуцерах присоединения.

—  Очистить и слегка смазать верхнюю направляющую балку.

—  Очищенные  пластины навесить в порядке обратном разборке  теплообменника согласно п.п 7.7. и Приложения 3. При этом обратить внимание на первую и последнюю пластины (см. рис. 8а) у основной  и нажимной плит, а также у промежуточных плит (в многоходовых   аппаратах). Уплотнение первой пластины направлено к основной плите (см. рис. 18б). Каждая следующая пластина поворачивается  на 1800 (см. рис. 18в). Нанесённая краской полоса на пакет пластин перед разборкой даёт возможность дополнительного контроля. Кроме того должен соблюдаться сквозной сотовый рисунок снаружи пакета пластин (см. рис. 9).

Рис. 8 Порядок сборки пакета пластин

Рис. 9 Правильный сотовый рисунок пакета пластин.

—  Маленькие теплообменники можно собирать в положении лёжа (см. рис. 10).

—  Нажимную плиту медленно и равномерно придвинуть к пакету пластин.

—  Сначала вставить смазанные стяжные шпильки 1-2-3-4 (см. рис. 11).

—  Затянуть гайки со стороны основной плиты.

—  Равномерно стянуть  шпильки на противоположных сторонах и по диагонали (1-2 и 3-4) (см. рис. 11).

—  В процессе сжатия пакета контролируйте размер «а» при затягивании каждой шпильки. Перекос нажимной плиты не должен превышать  10 мм по ширине (1-3/4-2) и 20 мм по диагонали (1-2/3-4) (см. рис. 11 ).

— После затяжки пакета размера «а», измеренный по разным шпилькам, не должен отличаться более чем на 2 мм.

—  После того как пакет пластин стянут стяжными шпильками 1-4 до размера «а» (размер перед вскрытием теплообменника), необходимо вставить остальные шпильки и затянуть до размера «а».

Рис. 10 Сборка маленьких теплообменников.

Рис. 11 Схема монтажа стяжных шпилек

 

—  При полной замене уплотнений или пластин пакет пластин необходимо стягивать до размера «а-max».

—  Если размер «а» не достигнут или превышен необходимо проверить количество пластин. Кроме этого необходимо проверить стяжные шпильки на проходимость резьбы.

— Если в процессе опрессовки теплообменника давлением выявлены неплотности, то необходимо поэтапно подтягивать пакет пластин до достижения размера «a-min».

  НИ В КОЕМ СЛУЧАЕ НЕЛЬЗЯ ПРЕВЫШАТЬ РАЗМЕР «a-min». Иначе может быть повреждён профиль пластин и теплообменник не сможет быть в дальнейшем надёжно уплотнён.

11. Гидравлическое испытание теплообменника.

—  Гидравлическое испытание теплообменника на плотность и прочность проводится водой с температурой от +5ОС до +40ОС. Разность температур стенок теплообменника и окружающего воздуха не должна вызывать выпадение влаги на поверхности стенок.

—  В каждую полость отдельно подаётся пробное давление, но не более 0,6 МПа ( 6 кгс/см2) и выдержать в течение 10 мин, при этом другая полость остаётся с открытыми штуцерами для контроля перетоков внутри теплообменника.

—  Затем в обе полости теплообменника подать воду под испытательным давлением в течении 15 минут, а потом понизить давление до значения рабочего давления.

—  Величину испытательного давления Р определяют по формуле:

 

Р=1,25РР[σ]20/[σ]t,

 

где РР – расчётное давление в каналах теплообменника, МПа;

[σ]20, [σ]t– допустимые напряжения для материала деталей теплообменника соответственно при 20ОС и  при расчётной температуре, МПа.

Примечание: Допускается определение испытательного давления согласно соотношения:

Р=1,3 РР.

—  При испытании изменение давления начинают контролировать после 10 минут после его подачи. Давление в теплообменнике необходимо изменять плавно. Скорость поднятия или опускания давление не должна превышать 0,1 МПа в минуту.

—  Измерение давления должно производиться по поверенным манометрам класса точности не менее 2,5 по  ГОСТ 2405-80.

—  Теплообменник считается выдержавшим испытания, если не обнаружено:

  • падение давления по манометру;
  • перетоков жидкости между полостями;
  • течей через прокладки;
  • течей и запотеваний в сварных соединениях штуцеров и на основном металле нажимных плит теплообменника.

—  При обнаружении дефектов вызывать представителя предприятия- изготовителя для их устранения.

Обслуживание пластинчатых теплообменников

X