在全球超半數鉑金產自南非的行業背景下，全球第二大鉑生產商 Impala Platinum（英帕拉鉑業）正通過技術革新重塑深井冷卻系統的標準。其旗下礦山深達數千米的井下環境中，原有 69,000kW 氨冷卻系統因鈦板蒸發器更換成本高、傳統板式換熱器墊片泄漏風險等問題，急需系統性升級。芬蘭伐德魯斯Vahterus憑借板殼式換熱器（PSHE）的無墊片設計與低壓力損失技術，為其 1 號礦井 8,300kW 冷卻單元提供創新解決方案，成為工業換熱領域應對高腐蝕、高安全要求場景的標桿案例。

項目背景：傳統系統的雙重挑戰

英帕拉鉑業的礦井冷卻系統由地表冷卻單元與地下閉式循環構成，其中地表雙腔逆流冷卻塔設計流量 432L/s，標稱冷卻能力15,100kW。但20世紀80年代投用的設備面臨兩大痛點：

1、設備老化與維護成本高：早期安裝的板式蒸發器采用鈦板材質以應對礦井水質問題，但2006年前后鈦材價格飆升且供貨周期長，更換成本極高。

2、安全風險突出：傳統板式換熱器的墊片易老化，存在氨泄漏隱患，而氨一旦滲入地下冷卻空氣中，可能引發安全風險。

基于上述問題，公司決定對冷卻系統進行改造，核心目標是在維持原有冷卻能力的前提下，降低維護成本、提升系統安全性，并盡可能減少對現有管路和控制設備的改動。

技術選型：PSHE的四維優勢破局

在對比管殼式（體積過大）、傳統板式（墊片維護頻繁）等方案后，伐德魯斯板殼式換熱器（PSHE）以技術融合優勢脫穎而出：

● 無墊片設計：徹底消除墊片老化導致的泄漏風險。

● 低壓力損失：水側壓力損失顯著低于傳統板式換熱器，可直接沿用原有冷卻水泵，降低能耗。

● 結構緊湊：同等換熱能力下體積更小，適配原有安裝空間。

● 維護便捷：采用可拆卸板束結構，檢修時無需整體拆卸設備。

實施過程：技術落地與挑戰應對

1 號礦井冷卻系統包含兩套并聯的氨冷卻單元，單套標稱冷卻能力 8,300kW。項目團隊最初計劃采用單臺14型板殼式換熱器，但受空間和重量限制，最終選擇兩臺同型號尺寸設備并聯方案，此舉帶來雙重優勢：

● 冗余設計提升可靠性：若單臺設備出現泄漏，可隔離維修而不影響另一臺運行，保障系統連續供冷。

● 優化循環效率：新設備壓力損失降低，使冷卻劑循環比從傳統板式的 1.5 提升至 4 以上，顯著提高傳熱效率。

實施過程中遇到運輸導致的板束損壞問題，伐德魯斯及時提供備用板束更換，確保項目進度。安裝完成后，通過嚴格的性能測試驗證：

● 多工況測試：涵蓋單臺 / 并聯運行、不同流量分配等場景，驗證系統穩定性。

● 關鍵指標達標：總傳熱系數滿足預期，且水側壓力損失仍低于原板式換熱器。

● 安全性提升：氮氣壓力測試及長期運行表明，無氨泄漏現象，驗證了無墊片設計的可靠性。

應用成效：從單點突破到全礦區推廣

板殼式換熱器在1號礦井的成功應用，促使英帕拉鉑業公司啟動全礦區設備升級計劃。該技術帶來的核心價值包括：

● 維護成本顯著降低：徹底省去傳統板式換熱器每年更換墊片的工作，減少停機時間。

● 安全性大幅提升：無泄漏風險，避免氨污染地下環境，符合嚴苛的安全標準。

● 能效優化：壓力損失降低使水泵能耗減少，結合自然對流設計，夜間低負荷運行時能效進一步提升。

正如英帕拉鉑業公司機械工程師 Andre Pieters 所言：“板殼式換熱器在Rustenburg礦井的應用證明了其長期可靠性。相比傳統板式換熱器，它幾乎消除了墊片和板片更換的維護需求，設備的完整性更確保了無氨泄漏風險，為地下冷卻系統的安全運行帶來了根本性改善。”

行業啟示：工業換熱的可持續革新

該案例印證了板殼式換熱技術在高要求場景的獨特價值：通過材料創新（替代鈦板）與結構優化（無墊片設計），既解決礦山水質導致的設備耐久性問題，又通過系統集成降低全生命周期成本。隨著綠色礦山與智能化運維需求升級，伐德魯斯 PSHE 正為冶金、化工等領域的類似工況提供可復制的技術范式。

關于伐德魯斯（Vahterus）

作為板殼式換熱器技術專家，伐德魯斯專注為全球工業客戶提供高效、可靠的換熱解決方案。其專利技術融合板式換熱器的傳熱效率與殼式換熱器的承壓能力，在氨制冷、化工流程等領域都有應用，持續推動工業換熱領域的技術進步。如果您對伐德魯斯的技術或相關項目感興趣，歡迎聯系，伐德魯斯期待與您共同探索更多可能！