板式换热器的气蚀现象,是指流体在流动过程中因压力降至饱和蒸气压以下,产生气泡并破裂,导致板片腐蚀、振动及换热效率下降的问题,常见于冷水机组、锅炉给水系统中,如果不及时处理会缩短设备寿命30%以上。明确气蚀根源并针对性解决,是保障艾克森板式换热器安全运行的重点。
1.气蚀的重要原因可归结为压力失衡与流体特性两类。压力层面,一是进口压力不足,如进料泵扬程不够,导致流体在进入换热器前压力已低于蒸气压,尤其在高海拔地区,大气压力低会加剧此问题;二是流道局部阻力过大,艾克森板式换热器的角孔与流道截面突变处易产生节流,流速骤升导致压力骤降,形成低压区;三是出口背压过高,如管路阀门开度不足,导致流体排出受阻,在换热器内部积聚形成负压。流体特性方面,高温流体饱和蒸气压升高,如果压力控制不当,极易汽化;此外,流体中溶解的空气在低压区析出,很可能会与汽泡叠加加剧气蚀。
2.解决气蚀需从提压、减阻、控温三方面入手。首先优化进料系统,更换高扬程离心泵,如果为负压进料,可增设引射器提升进口压力。其次要改进流道与管路设计,将艾克森板式换热器的角孔直径增大10%-15%,可以更好地减少节流损失;管路采用大曲率弯头,以免90°直角弯,并清理滤网杂物,确保管路阻力损失≤0.05MPa。对于出口背压问题,需要全开下游阀门,或采用变频泵调节流量,以免超负荷运行。
流体预处理也是不可缺的,通过脱气罐去除水中溶解氧,并将流体温度控制在饱和蒸气压对应的安全范围内。如果气蚀已发生,可以要进一步地更换耐腐蚀板片,并对受损流道进行打磨修复。通过系统性措施,艾克森板式换热器能够彻底消除气蚀现象,并恢复艾克森板式换热器换热效率与运行稳定性。
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