板式换热器在不同制冷系统中的应用.doc

板式换热器在不同制冷系统中的应用

                        板式换热器在不同制冷系统中的应用

                                 王中存  孟磊

                   (山东鲁抗医药股份有限公司，山东济宁272141)

    摘要： 板式换 器在 冷系统! 到了广泛的应用，它 有高效：紧凑 优点。本文着重介绍在璺、氟利昂22、氟利昂13的各种制冷系统中，可能产生板式换热器不能正常工作的情况及其如何采取措施防止上述现象的发生。

    关键字：传热系数 氟利昂 制冷剂 栽冷剂

    板式换热器是一种高效、紧凑的换热设备，在制冷系统中得到广泛的应用，是制冷系统中不可缺少的设备，可以作为冷凝器、蒸发器、回热器以及中间冷却器等换热设备，同传统的管壳式换热器相比，具有传热效率高(比传统的管壳式换热器高2～4倍)、节能、经济、结构紧凑、拆卸方便等优点。因此被广泛地应用于制冷系统中。但是板式换热器在不同制冷系统中如果不能得到正确的使用和维护，就不能发挥板式换热器应有的作用，影响板式换热器的正常使用，不但不经济，还有可能对生产造成影响，给企业带来经济损失。现就板式换热器在不同制冷状况下作为蒸发器在使用过程中应该注意的问题和要点，谈几点自己的看法。

    1 板式换热器在氨制冷系统中应用

    1．1 工作条件

    1．2 存在的问题和改进措施

    (1)脏堵。在氨制冷系统中造成板式蒸发器脏堵的主要原因一是由于板式蒸发器流动截面小，易堵塞，二是使用的载冷~：lJCaCL：溶液在补加时较多的杂质进入系统，杂质在板式蒸发器处聚集，最后导致板式蒸发器堵塞。为了解决板式蒸发器脏堵的问题，需要对CaCL2溶液系统进行改造，通过建立一个专门化盐池，对杂质进行初步的沉淀经过滤器补加到系统中去，大部分杂质被沉淀在化盐池内，定期对化盐池和过滤器进行清理。在板式蒸发器之前再增加一道过滤器，进一步对系统中的杂质进行过滤，确保CaCL2溶液的清洁度。改造前后的工艺流程图如下：

    （2）冰堵。由于CaCL2溶液结晶和析冰，造成板式蒸发器的堵塞，根据CaCL2溶液的热物理特性，一定浓度的CaCL2溶液对应一定的结晶点和析冰点，在．25℃ 时对应的CaCL2盐水密度为1．23×10kg／m ， 因此CaCL2溶液的密度必须在1．22～1．24×10 kg／m 范围之内，才能确保CaCL2盐水温度在．22～．28℃之问不会出现结晶和析冰现象，造成板式蒸发器的堵塞，影响换热效果。因此要通过加强管理，定期测量CaCL2溶液密度，建立CaCL2溶液密度记录，即要控制盐水密度，又要确保温度不超标。

    (3)放油困难，制冷效果差。制冷压缩机内的润滑油随着氨制冷剂经过油分离器后，99％以上的被分离出来，其余部分则随制冷剂的冷凝、节流、蒸发等过程积存在制冷系统中的各个设备中，粘浮在换热器的表面，形成油膜，油膜的热阻很大，使换热效果降低，耗能增加，且影响系统的正常工作，因此制冷系统在运行一段时间后需进行放油。但是由于板式蒸发器属于低温低压换热设备，且单元流通截面很小，油的粘度大，放油比较困难，因此必须采取对蒸发器的集油包淋水加热和增加放油次数(一般每3~5天放油数次)等有效措施，才能确保蒸发器的放油效果，提高蒸发器换热效率。

    2 板式换热器在氟利昂22~1J冷系统中应用

    2．1 工作条件

    2．2 存在的问题和改进措施

    在氟利昂2251．1冷系统中板式蒸发器存在的主要问题是冻堵。主要现象是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5~C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，运行工况急剧恶化，在很短时间内就可以将整个板式蒸发器内部冻住，给制冷设各的运行和生产带来很大影响。

    造成板式蒸发器冻堵的主要原因有以下几个方面：

    (1)板式蒸发器具有很高的传热系数，其传热温差一般在2~3℃，比壳管式换热器传热温差f一般在5~C以上)要小，但是由于机组长期运行，蒸发器内部结垢、脏堵、油膜、进空气等原因引起板式蒸发器热交换能力减小，换热温差增加，造成实际运行过程中蒸发温度偏低，蒸发温度低于冷水冰点，增大了板式蒸发器冻堵的可能性，因此必须定期对板式蒸发器进行除垢、放油、排空等维护工作，提高换热效率，另外增加温控防冻堵装置，严格控制冷水的出水温度，保证蒸发温度不低于冷水冰点，正确处理好蒸发温度、冷水冰点、冷水温度的关系。适当增加冷水流量和出水温度，进一步减少冻堵的可能性。

    (2)板式换热器是由非常多个很窄的单元通道叠加而成，每个单元内冷水或者制冷剂流量非常小，换热片很薄，热交换能力很强。由于设备日常维护不当，没有对制冷系统进行及时查漏，造成制冷系统中的制冷剂减少，或者由于制冷剂供液不正常，当系统制冷剂缺少或制冷剂供液不正常时，会造成各个单元通道内制冷剂分配不均匀，此时蒸发压力很低，而有限多个单元内由于剧烈热交换而发生冰堵，此后又引起邻近单元通道的堵塞，引起连锁反应，冰堵不断加剧，直至将整个蒸发器内完全冻实。因此要加强制冷系统日常维护，建立完善的设备检漏制度，责任到人，确保制冷剂供液正常，另外增加板式蒸发器的断流保护装置，一旦冷水泵停运或故障，造成板式蒸发器断水或水流量不足，断流保护装置动作，制冷压缩机停运，避免蒸发器冻堵故障的发生，确保蒸发器完好无损。

    3 板式换热器在氟利昂13$~J冷系统中应用

    3．1 工作条件

    3．2 存在的问题和改进措施

    在氟利昂13制冷系统中板式蒸发器存在的问题主要有以下两个方面：

    (1)回油困难，导致制冷压缩机运行不稳定，出现油压低报警、吸气压力低报警等故障，制冷效果下降，降温困难，情况严重的还会导致压缩机损坏，给生产带来严重影响。

    (2)易出现泄漏。

    主要原因和改进措施：

    1)在氟利昂13~lJ冷系统中，虽然99％以上的润滑油经过油分离器后，被分离出来，但是仍然有少量润滑油随着氟利昂l3进入蒸发器，板式蒸发器属于低温低压换热设备，且单元流通截面很小，油的粘度大，流动性较差，另一个方面由于氟利昂l3与润滑油基本上不溶，不能随着氟利昂l3进入压缩机被循环利用，在蒸发器内就会积存较多的润滑油，影响到蒸发器的换热效果，同时压缩机由于缺油而工作条件恶化，导致转动部分损坏。因此必须增加板式蒸发器的回油装置，定期对蒸发器进行回油处理，另外可以在氟利昂l3制冷系统中补加少量氟利昂12(一般不超过氟利昂l3充加量5％)，利用氟利昂l2与润滑油良好的互容性把蒸发器内润滑油带回压缩机，及时改善压缩机的润滑条件。另外在制冷系统设备配置上要合理，确保板式蒸发器的高度位于压缩机之上，增加回油效果。

    2)板式蒸发器的承压能力相对较低，在氟利昂135U冷系统中由于氟利昂l3的蒸发压力低，设备停运后，如果没有及时将系统内的制冷剂抽出或压入储液器内，氟利昂l3以气态存于制冷系统中，如果卸压阀故障，不能及时卸压，或者系统补加氟利昂l3过多，都有可能造成系统压力高，超过蒸发器的承压能力，另外氟利昂11不纯，含水量超标，就会生成氢氟酸、盐酸对蒸发器产生腐蚀，导致蒸发器泄漏，因此在氟利昂ll循环系统中增加干燥过滤器装置，除去氟利昂11中的水分。

    4 结束语

    总之，只要我们在实际应用过程中充分考虑到板式换热器的自身特点，做到扬长避短，同时加强板式换热器使用维护，随着技术的完善，板式换热器性能的提高，板式换热器以其在制冷系统中优越的特点，在制冷行业的应用必将会越来越广。

    参考文献：

    【1】程宝华著．板式换热器及换热装置技术应用手册【M】．北京：中国建筑工业出版社，2005

    [2] 陈汝东著．制冷技术与应用【M】．(第二版)上海：同济大学出版社，2006．