1.2. Неисправности пластинчатых теплообменников

Проведенные иссследования [3, 4, 5, 60] теплообменников показали, что после 1-2 лет эксплуатации наблюдается нарушение алюминиевого, цинкового покрытия и эмали, особенно в местах пересечения гофров пластин, и как следствие усиленная язвенная коррозия в этих точках. Пластины из латуни слишком дороги, но работают хорошо. Пластины с полимерным покрытием показали низкий коэффициент теплопередачи. Постоянное изменение температурных и гидравлических режимов приводит к соответствующим линейным деформациям прокладок пластин и стяжных болтов. Возникающие при этом деформации вызывают нарушения плотности теплообменников и течи теплоносителей в окружающую среду.

Следует подчеркнуть, что течи теплоносителей наблюдались только в тех теплообменниках, в которых уплотнительная резина не соответствовала требованиям систем теплоснабжения по термостойкости и упругости, а исходное сырье прокладок не соответствовало показателям термостойкости. Несоответствие резины марке и техническим условиям легко определить визуально при разборке теплообменников. Нетермостойкие резиновые прокладки оказывались полностью деформированными и не имели никакой остаточной упругости. В то же время теплообменники, собранные на прокладках из термостойкой резины, выдерживали нормальную эксплуатацию без замены прокладок в течение нескольких отопительных сезонов при соответствующей ежегодной их разборке и механической чистке.

Наибольшее число течей наблюдалось в теплообменниках Р-0,6 [5], течи в них возникали при колебании давлений между греющей и нагреваемой полостями порядка 0,3 мПа. Значительно меньшее количество течей, но все же наблюдалось во вторых ступенях теплообменников Р-0,3 при перепаде давлений в них 0,6 мПа и более. Разборные теплообменники Р-0,3 и Р-0,6 в первых ступенях установок горячего водоснабжения и независимых схемах отопления, как правило, течей не давали. Это объясняется низкими температурами теплоносителей I ступени горячего водоснабжения и стабильными гидравлическими режимами установок независимых схем отопления. Наилучшим образом с точки зрения реальной многолетней эксплуатации показали себя полуразборные теплообменники РС-0,5П и РС-0,5Р. В этих теплообменниках пластины сварены попарно, а конструкция уплотнений между попарно сваренными пластинами обеспечивает надежную герметичность при линейных деформациях.

Теплообменники поставляются полностью в собранном виде. В соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" пластинчатые теплообменники, применяемые для нужд теплоснабжения, регистрации в органах Ростехнадзора не подлежат. В соответствии с документацией завода - поставщика периодичность испытаний пластинчатых разборных теплообменников не предусматривается, однако в соответствии с Правилами технической эксплуатации и Правилами безопасной эксплуатации ежегодно, после окончания отопительного сезона, теплообменники должны подвергаться опрессовке на давление 1,25 рабочего, но не ниже 1,0 мПа. Разборка теплообменников для их осмотра, как правило, не производится. Теплообменники в системах горячего водоснабжения работают на природных водах различного химического состава с общей жесткостью, достигающей 14 мг-экв/л и общим солесодержанием до 500 мг/л. В период эксплуатации необходимо следить за соблюдением температурного режима работы. Температуростойкость серийно выпускаемых прокладок составляет 80-150°С, т. е. они могут надежно работать в системах теплоснабжения. Резкое повышение температуры приводит к усиленному накипеобразованию и, как следствие, увеличению потерь напора и снижению тепловой производительности аппарата.

Основные неисправности пластинчатых теплообменников и методы их устранения представлены в табл. 1.6 [5, 35, 72].

Таблица 1.6

Основные неисправности теплообменников и методы их устранения

Неисправности, внешнее проявление и дополнительные признаки	Вероятная причина	Метод устранения	Примечание
Течи между пластинами теплообменника	Секция пластин недостаточно зажата, прокладки в процессе эксплуатации имеют дефекты, смещены, между пластинами попали твердые частицы.	Подтянуть секции пластин, заменить прокладку, разобрать теплообменник и правильно установить прокладку, очистив от твердых частиц.	Смещение прокладки может произойти при быстром открытии и закрытии вентилей. В первом случае возникает гидравлический удар, во втором - разрежение в аппарате.
Увеличение гидравлических сопротивлений	Аппарат забит песком и другими загрязнениями	Разобрать аппарат, очистить и промыть водой	Перед теплообменником необходимо предусмотреть установку фильтра.
Перетоки теплоносителя в смежную полость	Неправильно установлены смежные пластины, нарушена сплошность металла пластины	Разобрать теплообменник. Установить правильно пластины и проверить их на целостность	Дефектную пластину определяют визуально или проверкой на свет.
Продолжение табл. 1.6
Течи наружу и перетоки теплоносителя в смежную полость	Пластины подвешены на штанге со смещением по вертикали, уплотнительный паз предыдущей пластины не ложится полностью на прокладку последующей пластины	Разобрать аппарат, осмотреть пластины, проверить правильность подвески	Смещение пластины может произойти, если изогнулась подвесная скоба или пластина соскочила со скобы

Все отложения, возникающие в процессе эксплуатации теплообменников, могут быть своевременно сняты химическим путем – промывкой или механической чисткой разобранных пластин. В зависимости от конкретного химического состава водопроводной воды или другого теплоносителя, проходящих через теплообменник, в случае несоблюдения регламентов химической промывки могут возникать ситуации, когда химическая очистка теплообменников станет весьма затруднительной и единственным путем очистки останется механическая, возможная только при разъединении пластин, т. е. при разборке теплообменников. Поэтому для нужд горячего водоснабжения рекомендуется применять разборные и полуразборные теплообменники. Химически очищенная деаэрированная вода пропускается по сварной полости, вторичный теплоноситель - пропускаются по разборной полости.

Практика свидетельствует, что разборные теплообменники Р-0,3 можно применять в системах теплоснабжения, как исключение, с максимальным рабочим давлением теплоносителей до 1,6 мПа и перепадом давлений между ними до 0,5 мПа; разборные теплообменники Р-0,6 можно применять в системах теплоснабжения, как исключение, с максимальным давлением теплоносителей 10 кгс/см² и перепадом давлений между ними 0,3 мПа [5]. Очистка пластинчатых теплообменников от отложений должна производиться химическим способом без разборки. Химическая очистка является эффективным средством, восстановления чистоты внутренних поверхностей теплообменников, загрязненных отложениями солей жесткости, образуемых в результате подогрева сырой воды. Для возможности химической очистки в системе трубопроводов абонентской установки или непосредственно в теплообменнике следует предусматривать специальные штуцера, заглушаемые в период обычной эксплуатации. Химическая очистка теплообменников осуществляется слабым водным раствором фосфорной или другой кислоты концентрацией 2 - 6% с добавкой замедлителя (ингибитора) коррозии. Подробно процесс химической очистки от накипи пластинчатых теплообменников излагается в специальных инструкциях. Как исключение допускается механическая очистка, осуществляемая в следующей последовательности: отсоединяют часть трубопроводов от нажимной плиты для того, чтобы можно было отодвинуть ее; разжимают теплообменник равномерно всеми болтами, не допуская перекоса нажимной плиты; открывают теплообменник только тогда, когда он охладится до температуры окружающей среды, иначе могут повредиться резиновые прокладки; осторожно отделяют пластины друг от друга, если они склеились между собой, не нарушая при этом положения прокладок. Тщательно осматривают пластины и прокладки.

Чистку пластин осуществляют при разобранном аппарате механическим способом щетками из различных материалов (капроновыми, нейлоновыми, волосяными и т. п., кроме стальных) так, чтобы не повредить поверхность пластин и прокладки. При образовании значительных отложений на поверхности пластин допускается предварительно их очистку производить путем простукивания деревянным молотком по поверхности пластин или по их торцам. После очистки необходимо произвести промывку поверхности пластин водопроводной водой.