板式換熱器在船舶輪機中的應用

歐文武

摘要：船舶輪機事業在我國經濟高速發展的背景下，獲得寬廣的發展空間，企業為了進一步提升船舶輪機運行效率，保證船舶輪機安全運行，需要了解船舶輪機內部元件對船舶輪機運行起到的影響。其中，板式換熱器因為直接影響到船舶輪機運行效果，考慮到船舶輪機運行對我國經濟發展的重要意義，為此以下將重點圍繞板式換熱器在船舶輪機應用后的表現，指出其存在的短板，分析板式換熱器自身特征，并提升版式換熱器在船舶輪機應用水平的建議。

關鍵詞：船舶輪機;板式換熱器;應用

0 ?引言

船舶輪機應用板式換熱器可以通過熱交換，提升船舶輪機運行的穩定性、可靠性。在此過程中觀察板式換熱器在船舶輪機中的運行效果，了解換熱器對船舶輪機運行效率產生的影響，并針對當下換熱器在船舶輪機運行期間存在的問題，提出進行有限元分析、固定板體底端、檢查換熱器、應用水油比熱容差值、關注沖擊加工等手段，提升船舶輪機運行的穩定性，還能降低輪機運行成本，具備極高的經濟實踐意義。

1 ?板式換熱器概述

板式換熱器應用于船舶中，可以在極大程度上保障船舶輪機安全運行，提升輪機運行的穩定性。應用板式換熱器在設備運行期間，需要高度關注設備運行溫度，根據掌握的設備運行信息，判斷設備運行狀態，從船舶安全運行層面出發，分析板式換熱器特征，掌握其散熱原理，以及其應用于船舶輪機后的優缺點，結合工作需要，靈活的選擇不同類型的換熱器，完成換熱器選型作業。

1.1 工作原理

板式換熱器由端板、盲板、通道板組合構成，完成熱換器工作，將熱空氣由一個方向管道引流到另一個管道中，完成熱換器傳導工作。通過介質完成散熱任務。板式換熱器可以將熱空氣由一個管道傳遞到另一個管道，傳遞熱空氣的方式會根據不同散熱器外形有所不同，但是換熱器工作原理都是在介質的作用下，完成散熱工作，通過熱量傳遞防止船舶運行間業內部熱量過高，致使設備運行失穩。

1.2 功能特征

1.2.1 板翅式換熱器

板翅式換熱器由封條、隔板、紙片組成，通過疊加換熱元件產生逆流式形狀，在船舶輪機運行期間，讓氣體穿過逆流式形狀，從而完成隔氣、換氣的目的，完成換熱工作。使用板翅式換熱器通過高效緊湊的結構完成換熱工作。但是其在運行期間容易堵塞，同時由于板式散熱器構成異常復雜，一旦后期污垢堵塞結構，清潔工作不能有效開展。

1.2.2 平行板式板式換熱器

平行板式換熱器由幾何相同的結構，采用疊加方式構成，平行板式板式換熱器平角裝板中留有極多的通道孔，為了可以實現熱交換，還使用密封的墊片隔離通道，讓熱氣通過結構完成氣體交換作業，從而降低船舶輪機內部溫度，雖然平行板式板式換熱器可以完成熱交換作業，但是其并不能進行大流量的傳熱工作，同時平行板式板式換熱器可承受的熱量有限，掌握平行板式板式換熱器在熱交換方面的優缺點后，需要根據工作要求考慮是否應用平行板式板式換熱器，因為其并不實用，同時經濟價值并不高。

1.2.3 螺旋板式板式換熱器

螺旋板式板式換熱器結構特殊，采用兩張金屬薄板，確定其距離間隔，采用上下蓋板連接，流體會從結構中心進入，并隨著螺旋通道由四周流出，這種流轉方式也常被稱為逆流式傳輸。螺旋板式板式換熱器與平行板式板式換熱器、板翅式換熱器相比，結構形成污垢的速度較慢，同時其換熱面積非常寬廣，這些都是螺旋板式板式換熱器的優勢，但是從掌握到的結果發現螺旋板式板式換熱器因為其螺旋結構的換熱方式，雖然結構形成污垢的速度很慢，但是在后期依然會形成污垢，同時污垢處理工作難度極大，螺旋板式板式換熱器承載壓力的能力弱。

2 ?船舶輪機應用板式換熱器存在的弊病

板式換熱器應用于船舶輪機后，雖然可以解決輪機導熱問題，但是從后期得到的結果顯示，板式換熱器仍存在很多問題，雖然其可以讓船舶輪機解決運行階段熱量過高的問題，但是由于不同的換熱器結構不同，也會因為結構問題，致使其運行受到干擾，以下將重點分析板式換熱器應用船舶輪機后存在的弊病。

2.1 結構應用問題

船舶運行涉及到很多層面，加強不同結構的配合，是船舶穩定運行的前提，板式換熱器是船舶輪機可以穩定運行的重要裝置，在換熱作用下帶走船舶輪機運行產生的巨大熱量。但是將換熱器應用板式換熱器后，發現船舶輪機仍存在一定的問題，首先船舶設備雖然隨著技術改造使其性能得到優化，但是對于設備而言，為保證其能正常運行，必須要使其結構緊湊，還應該提升各結構設計參數的精度，提升船舶整體質量，了解板式換熱器是在船舶輪機應用后的效果，船舶各結構裝置的質量也會影響船舶輪機運行效果。但是當下發現板式換熱器與船舶輪機拼接結構并不緊湊。

2.2 沖擊、振動應用問題

板式換熱器在實際應用中沖擊性較大，在沖擊力的作用下會導致船舶發生一定程度的晃動，從而會影響到船舶運行的安全性。板式換熱器在船舶輪機運行期間會因為外界沖擊，導致船身發生一定的傾斜晃動，從而使得船舶輪機運行出現安全隱患。船舶輪機運行出現震動或晃動的情況，會對船舶運行形成極大的影響，因此板式換熱器應用于船舶輪機后，需要考慮外界對船舶輪機形成的影響，同時需要考慮外界沖擊與震動是否會影響到換熱器換熱效果。

2.3 冷卻介質、氛離子濃度問題

板式換熱器應用于船舶輪機后，需要考慮船舶運行氛離子濃度對換熱工作形成的影響，了解轉播輪機設備存在的腐蝕問題，需要對船舶輪機進行周身檢查，同時應該從各裝置正常作業角度下，考慮氛離子濃度過高會侵蝕船舶內部裝置，降低船舶運行的穩定性，還會為船舶輪機運行埋下極大的安全隱患。

2.4 傳播介質問題

船舶輪機運行期間傳播介質的干預，會對船舶運行造成極大的沖擊，油與水是船舶的總要介質，但是油與水的密度與比熱容存在巨大的差異，進行轉熱過程中，如果不能考慮到水與油溫差間的巨大差異，會因降低熱器傳熱系數。從產品的可靠性層面出發，船舶在運行階段，需要依托傳熱介質的傳熱性能提升其運行的可靠性與安全性，所以對油水傳熱性能有非常高的要求，但是針對目前油與水的密度與比熱容存在較大偏差，導致船舶輪機傳熱出現問題，無法穩定運行。

2.5 可操作性能提升問題

板式換熱器類型眾多，部分換熱器外形雖然可以達到換熱效果，但是并不具備良好的實踐操作性能，由于可操作性能差，如果執意選擇這類換熱器，將會提升作業難度，還會提升船舶輪機運行總成本。另一方面，部分換熱器自身結構存在弊病，雖然售價高但是性價比非常低，一旦采用這類換熱器將會嚴重影響船舶輪機整體運行效果，還會增加運行成本運算。

3 ?優化板式換熱器在船舶輪機應用效果的建議

3.1 進行有限元分析

船用設備結構會影響到船舶輪機運行效果，為了深入的分析船用設備結構表現出的特性，本次采用有限元的方法分析船舶裝備，并從船舶安全運行角度下思考裝備優化作業，并刪減船舶輪機中的無用部分，并鞏固船舶輪機中的薄弱環節，規避安全問題，采用整體切割部位、局部加厚的手段，根據有限元分析得到的結果，調整船舶輪機內部結構，但是整體切割以及局部加厚的方法并不適用船舶內部所有結構，為提升換熱器應用船舶后的作業效果，需要從需求層面入手，并對船舶中殘余的應力采用熱處理的方法進行修整，從而可以降低加工所用的成本，同時還可以加強換熱器應用于船舶后的適配性，提升船舶運行的穩定性與可靠性。

3.2 固定板體底端

換熱器應用于船舶后會因為船舶運行遭到外部撞擊，導致船舶內部換熱器無法正常推進換熱工作，因此需要重視船舶自身震動與沖擊對換熱工作形成的影響，采用板體底端多點固定的方法，連接相關部位，并對特殊部位進行功能試驗，按照試驗結果，對裝置內部的關鍵部位進行合理的連接，為了降低船舶應用換熱器后，因自身震動以及沖擊對兩者適配性造成的干預，應該針對特殊部位，使用加強筋的結構的手段，這與連接船舶底端多點固定的方式不同，采用加強筋結構連接的方式，可以大幅度提升換熱結構與船舶內部裝備連接的牢固性，從而降低外界沖擊或是船舶震動對板式換熱器換熱工作形成的影響。

3.3 檢查換熱器

換熱器應用于船舶后，應該收集以往工作案例，分析影響換熱器作業效果的因素，還需要積極的研究船舶自身存在的安全隱患，以往船舶多采用板體底端多點固定的方式，加強換熱器與船舶內部設備連接的牢固程度，通過對相關部位進行連接，對特殊部位進行連接的方式，可以有效的提升換熱器在船舶內部的牢固程度，在此背景下，換熱器進行換熱工作的效率也會大幅度上升。因此，相關工作人員需要意識到影響換熱器工作效率的因素，船舶自身沖擊以及震動問題是主要原因，掌握影響船舶內換熱器進行換熱作業的誘因后，需要加強對兩部分的檢測，對換熱器相關部位與特殊部位的連接牢固程度的檢測也是換熱器常規檢查的重點內容。

3.4 應用水油比熱容差值

氛離子是影響船舶運行的主要因素，需要加大對氛離子的關注度，因為船舶在海中作業，海水中氛離子海量非常豐富，從實際情況進行考量，找出解決氛離子濃度過高帶來的隱患，需要從船舶裝置材料方面入手，選擇具備良好抗腐蝕能力的材料，在材料引入船舶工程后，還需要通過質量檢測體系，分析材料的抗腐蝕性能是否達到安全應用等級，加強對船舶材料質量監控力度，這是有效降低氛離子對船舶換熱器換熱作業造成沖擊的有效方式。另一方面，還需要關注檢板，延長檢板的使用壽命，不僅是從經濟方面考量做出的選擇，還是從安全方面考量做出的抉擇，定期檢查檢板的尺寸，縮小檢板的誤差，從而將冷卻介質對換熱工作造成的影響降至最低。

3.5 關注沖擊加工

以往船舶換熱器檢修工作并不理想，出現這種情況的原因在于部分換熱器其結構設計并不合理，從而導致后期裝置檢修工作成本不斷提升，與企業制定的發展目標相悖，難以讓企業在運行期間通過船舶運行收獲效益。解決換熱器實踐操作能力不足的問題，需要從工藝層面入手，提升船舶施工作業水平，為實現板式換熱器安全運行，對其進行一定程度的加工是必不可缺的工作。另一方面，還需要在后期加大裝置維護力度，采用定期維護的方式，查看裝置元件是否達到使用壽命，及時更換元件，保障船舶正常運行，跟進后期維護工作，定期清理裝置結構污垢，提升船舶檢修水平，提升換熱器應用船舶后的工作效果。

沖擊工作可以在一定程度上解決以往換熱器應用船舶后應用效果不佳的問題，但是沖擊工作必須合理，同時還需要重視后期裝置維護工作，維護工作應該從技術、成本兩方面考量，維護工作需要以預防為主，高度關注以往裝置容易發生故障的部位，科學的開展維護工作，解決板式換熱器在船舶輪機應用期間存在的弊病。除此之外，還需要進一步優化裝置內部結構，使用整體氣割處理換熱器板體，消除由于焊接變形帶來的后續問題，接著完成面板、內側板重組工作，當上面所有工作均完成后，進行熱處理，提升船舶內部裝置的空間利用率，保障船舶安全、穩定運行。

4 ?結語

船舶輪機工程裝熱交換器是內部非常重要的裝置，船舶輪機能否穩定運行與熱交換器選取有極大關系，在當下需要了解板式換熱器的特點，同時應該掌握板式換熱器在船舶輪機應用期間范圍狹窄，在今后還需要進一步加強對換熱器在船舶輪機應用效果的分析，關注現代技術，思考優化換熱器、解決船舶輪機運行不穩定的方法，同時關注沖擊與后期維護工作，采用科學的方法，提升散熱器在船舶輪機中的應用效果。

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