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摘 要:新常态化背景下,我国经济逐步走向平稳,旨在实现经济的可持续发展,以促进国家健康的发展。在此大背景下,我国科技产业发展突飞猛进,诸多新型的技术被研发,其中,板式换热器成为重要的科技成果之一。对于船舶轮机而言,热交换器是确保轮机正常运作的重要基础,其中,应用最为频繁的当属板式换热器,此种换热器具有效率高、体积小等优势。对此,本文就板式换热器在船舶轮机中的应用展开具体的分析。
关键词:板式;换热器;船舶;轮机
中图分类号:U664 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)12-0237-01
近些年来,我国海上贸易发展迅速,特别是伴随着国内外交流的不断深入,海上贸易变得愈发频繁,其对船舶数量、质量等都提出了更高的要求,为保证海上运输质量,必须加强对船舶系统质量的控制。热交换器是确保船舶轮机正常运转的关键要素,主要是因为轮机运作需要一定的温度,而热交换器则能满足此项要求。新时期,板式换热器成为应用最为频繁、最具潜力的一种,其可保证船舶轮机高效而安全的运转,从而为海上运输提供安全保障。
1 板式换热器的基本构造与类型
1.1 基本构造
热交换器的基本运行原理十分简单,主要由通道板、盲板与端板构成[1]。端板,顾名思义,主要位于热交换器的两个端点位置,但是其作用很大,主要辅助热唤起传导与通道密封工作。在该系统中,通常是将热空气由一个方向向另一个方向流动,通道板则是扮演介质的角色,且通道板内的介质大都为散热介质,当热空气与散热介质相互接触,会对热空气进行散热处理,从而达到散热的目的。鉴于此设备的功能,其不仅仅被应用到船舶领域,在其他领域也得到了广泛的应用。
1.2 类 型
1.2.1 板翅式换热器
板翅式换热器是由多种元件共同构成的,在诸多元件之中,翅片与隔板是最关键的,也是开展热交换的主要元素。此种换热器在设计时,主要表现为逆流式与交叉式两种[2]。这两种方式都可达到换热的目的,且其应用操作过程也是几乎相同的,然而,需要注意的问题是情况不同应用操作也会产生差异。
1.2.2 平行板式换热器
在平行板式换热器中,主要是由平行薄板组成的,在每个平板间都应用了较为特殊的封闭性材料予以阻隔,能实现热空气与冷空气的交换[3]。通过冷热空气的彼此交换,才可达到一定的换热效果,应用板式换热器能有效提高冷热交换效率,可适度减少在冷热交换过程中热量的损失量,其被广泛的应用到船舶轮机之中,其应用效果甚为理想。
1.2.3 螺旋板式换热器
此种换热器设计出的通道为螺旋式,此种螺旋通道主要是由极薄金属板制作成的,距离为等距,此种板式换热器具有换热效果理想、表面积大的优势。然而,与平板式热交换器相比,螺旋板式换热器更加新,因此,此种换热器的应用力度还不是很大,且应用范围也不是很广,但是其未来的发展前景是十分宽广的。
2 板式换热器在船舶轮机中的应用
就目前船舶轮机运行实况来看,由于换热器质量不高,导致轮机无法高效而科学的运行。对此,在船舶轮机运行过程中,应重视对板式换热器的应用,充分发挥好换热器的冷热交换功能,以降低轮机运行故障,确保轮机正常而稳定的运行。
2.1 处理好设备紧凑与质量小问题
而今,板式换热器在船舶轮机之中的应用,与传统换热器相比较,其体积极小。面对此项问题,可应用有限元分析法,还要考虑船用设备的基本要求,结合应力值来把板体多余或无用部分去除或削减,对于薄弱区域开展局部加厚处理,在板体应用整体气割方式,从而降低焊接变形而对强度产生极大的影响。而后,应对面板、内测板进行组焊,将残余应力热处理予以消除。通過此项操作,可大大节约在设备安装时的空间,还能完成高效的换热操作,以确保船舶高效而安全的运行[4]。
2.2 处理振动、冲击性与大倾角摇晃问题
为处理振动、冲击性与大倾角摇晃问题,应对板体的底端实施多点固定法,具体来讲,就是全部固定点进行固定化连接,部分特殊位置还要应用加强筋结构,以提升设备稳定性。只有不断提高安装的稳固性,才能提高换热器运作效率,能避免发生振动或大角度的摇晃,以增强换热效果。
2.3 处理冷却介质为海水、氮离子高浓度问题
诸多船舶的轮机与海水会直接接触,在此种情况下应用板式换热器时,对换热介质会产生极大的影响。因而,应用轮机时,板片主要选择抗腐蚀性较强的材料,如钦材。为加强对钦材质量的控制,既要做好相关的检查工作,还要对板片开展普色渗透性检验,从而将抽检板片时所产生的误差予以消除。
2.4 处理传热介质问题
水和油的比热容差距大,转热时,会导致温差变得更大,会使得热传递系数变得更大。为实现船舶轮机的高效运行,应加强对船舶工况之下油水传热性能的控制,确保设备具有高度的换热效果。只有借助热介质,才能实现对热量的高效传导,从而达到理想的换热效果。
2.5 成本低且可操作性较强
板式换热器具有成本低、可操作性强的特点,其可在生产或维修之中,将成本降到最低,从而获取更大的利润与效益。为提高板式换热器的应用寿命,应做好系列的维护与保养,清洗时需要将安装结构螺丝予以松开,若无法维护与保养则就表明已然被损坏,此时,应及时更换新的部件。为便于应用,前期应准备好板式换热器的相关应急设备,从而应对船舶轮机在运行中可能出现的问题。
3 结束语
综上所述,在国家未来的发展进程中,板式换热器的前景不可估量,这主要取决于此种换热器的性能优势,为能让更多人意识到此种换热器的应用价值,应重视对板式换热器的推广与宣传,并进行不断的优化与改造,从而更大程度上提高换热器的性能,提升其稳定性,从而大批量的应用到船舶轮机之中,降低故障的发生率,确保船舶安全而高效的运行。
参考文献
[1]胡 侃,周东波.换热器在海工船舶液压系统上的选型设计及应用[J].液压气动与密封,2017,37(03):58~59.
[2]栾辉宝,陶文铨,朱国庆,陈 斌,王 崧.全焊接板式换热器发展综述[J].中国科学:技术科学,2013,43(09):1020~1033.
[3]赵丽莉.板式换热器在船舶轮机中的应用[J].化工管理,2014(21):125~126.
[4]马瑶珠,金跃波.板式换热器在船舶轮机中的应用[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2015(02):164~167+174.
收稿日期:2018-3-24
关键词:板式;换热器;船舶;轮机
中图分类号:U664 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)12-0237-01
近些年来,我国海上贸易发展迅速,特别是伴随着国内外交流的不断深入,海上贸易变得愈发频繁,其对船舶数量、质量等都提出了更高的要求,为保证海上运输质量,必须加强对船舶系统质量的控制。热交换器是确保船舶轮机正常运转的关键要素,主要是因为轮机运作需要一定的温度,而热交换器则能满足此项要求。新时期,板式换热器成为应用最为频繁、最具潜力的一种,其可保证船舶轮机高效而安全的运转,从而为海上运输提供安全保障。
1 板式换热器的基本构造与类型
1.1 基本构造
热交换器的基本运行原理十分简单,主要由通道板、盲板与端板构成[1]。端板,顾名思义,主要位于热交换器的两个端点位置,但是其作用很大,主要辅助热唤起传导与通道密封工作。在该系统中,通常是将热空气由一个方向向另一个方向流动,通道板则是扮演介质的角色,且通道板内的介质大都为散热介质,当热空气与散热介质相互接触,会对热空气进行散热处理,从而达到散热的目的。鉴于此设备的功能,其不仅仅被应用到船舶领域,在其他领域也得到了广泛的应用。
1.2 类 型
1.2.1 板翅式换热器
板翅式换热器是由多种元件共同构成的,在诸多元件之中,翅片与隔板是最关键的,也是开展热交换的主要元素。此种换热器在设计时,主要表现为逆流式与交叉式两种[2]。这两种方式都可达到换热的目的,且其应用操作过程也是几乎相同的,然而,需要注意的问题是情况不同应用操作也会产生差异。
1.2.2 平行板式换热器
在平行板式换热器中,主要是由平行薄板组成的,在每个平板间都应用了较为特殊的封闭性材料予以阻隔,能实现热空气与冷空气的交换[3]。通过冷热空气的彼此交换,才可达到一定的换热效果,应用板式换热器能有效提高冷热交换效率,可适度减少在冷热交换过程中热量的损失量,其被广泛的应用到船舶轮机之中,其应用效果甚为理想。
1.2.3 螺旋板式换热器
此种换热器设计出的通道为螺旋式,此种螺旋通道主要是由极薄金属板制作成的,距离为等距,此种板式换热器具有换热效果理想、表面积大的优势。然而,与平板式热交换器相比,螺旋板式换热器更加新,因此,此种换热器的应用力度还不是很大,且应用范围也不是很广,但是其未来的发展前景是十分宽广的。
2 板式换热器在船舶轮机中的应用
就目前船舶轮机运行实况来看,由于换热器质量不高,导致轮机无法高效而科学的运行。对此,在船舶轮机运行过程中,应重视对板式换热器的应用,充分发挥好换热器的冷热交换功能,以降低轮机运行故障,确保轮机正常而稳定的运行。
2.1 处理好设备紧凑与质量小问题
而今,板式换热器在船舶轮机之中的应用,与传统换热器相比较,其体积极小。面对此项问题,可应用有限元分析法,还要考虑船用设备的基本要求,结合应力值来把板体多余或无用部分去除或削减,对于薄弱区域开展局部加厚处理,在板体应用整体气割方式,从而降低焊接变形而对强度产生极大的影响。而后,应对面板、内测板进行组焊,将残余应力热处理予以消除。通過此项操作,可大大节约在设备安装时的空间,还能完成高效的换热操作,以确保船舶高效而安全的运行[4]。
2.2 处理振动、冲击性与大倾角摇晃问题
为处理振动、冲击性与大倾角摇晃问题,应对板体的底端实施多点固定法,具体来讲,就是全部固定点进行固定化连接,部分特殊位置还要应用加强筋结构,以提升设备稳定性。只有不断提高安装的稳固性,才能提高换热器运作效率,能避免发生振动或大角度的摇晃,以增强换热效果。
2.3 处理冷却介质为海水、氮离子高浓度问题
诸多船舶的轮机与海水会直接接触,在此种情况下应用板式换热器时,对换热介质会产生极大的影响。因而,应用轮机时,板片主要选择抗腐蚀性较强的材料,如钦材。为加强对钦材质量的控制,既要做好相关的检查工作,还要对板片开展普色渗透性检验,从而将抽检板片时所产生的误差予以消除。
2.4 处理传热介质问题
水和油的比热容差距大,转热时,会导致温差变得更大,会使得热传递系数变得更大。为实现船舶轮机的高效运行,应加强对船舶工况之下油水传热性能的控制,确保设备具有高度的换热效果。只有借助热介质,才能实现对热量的高效传导,从而达到理想的换热效果。
2.5 成本低且可操作性较强
板式换热器具有成本低、可操作性强的特点,其可在生产或维修之中,将成本降到最低,从而获取更大的利润与效益。为提高板式换热器的应用寿命,应做好系列的维护与保养,清洗时需要将安装结构螺丝予以松开,若无法维护与保养则就表明已然被损坏,此时,应及时更换新的部件。为便于应用,前期应准备好板式换热器的相关应急设备,从而应对船舶轮机在运行中可能出现的问题。
3 结束语
综上所述,在国家未来的发展进程中,板式换热器的前景不可估量,这主要取决于此种换热器的性能优势,为能让更多人意识到此种换热器的应用价值,应重视对板式换热器的推广与宣传,并进行不断的优化与改造,从而更大程度上提高换热器的性能,提升其稳定性,从而大批量的应用到船舶轮机之中,降低故障的发生率,确保船舶安全而高效的运行。
参考文献
[1]胡 侃,周东波.换热器在海工船舶液压系统上的选型设计及应用[J].液压气动与密封,2017,37(03):58~59.
[2]栾辉宝,陶文铨,朱国庆,陈 斌,王 崧.全焊接板式换热器发展综述[J].中国科学:技术科学,2013,43(09):1020~1033.
[3]赵丽莉.板式换热器在船舶轮机中的应用[J].化工管理,2014(21):125~126.
[4]马瑶珠,金跃波.板式换热器在船舶轮机中的应用[J].浙江海洋学院学报(自然科学版),2015(02):164~167+174.
收稿日期:2018-3-24