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换热器换热量不足原因分析

换热器做为供热系统中的最常用的换热设备,它运行状况好坏直接影响对外供热质量。分析换热器在运行中存在问题的原因,对换热站实现安全运行、节能降耗工作意义重大。


某地方热电厂2004年实施了循环水供热工程,该工程设计供热面积100万m2,当年完成主支管网敷设工作,并在采暖季投入试运行。 


一、运行中遇到的问题


系统在整个采暖季中,存在的主要问题是尖峰加热器换热量不足。该换热器安装在循环水供水旁路,采用双纹管式换热器,其设计参数:流量G=1500t/h,换热面积F=170m2,设计进汽参数t=180℃ ,P=0.2MPa,循环水进出口设计温差△t=15℃。该换热器在投入运行期间,出入口水温度差△t仅在5℃左右,虽经调整,效果不大,其作用无法充分发挥。 


二、原因分析 


(一)换热器选型过小,造成换热量不足 
该换热器厂家提供的换热面积为170m2,我们对换热器的换热面积进行了校核计算: 
1、加热给水所需热量为: 
由上得出实际换热器面积满足换热所需,因此换热器换热量不足的问题并非换热器换热面积不足造成。 
(二)换热器内空气未排出 
该换热器本体未设计管程、壳程高点放气阀,这样在一定程度上会影响换热效果。为了减少影响,我们在整个供热系统的供、回水管路的最高点装有放气阀,在运行初期系统充水时以及运行中进行不定期放汽,尽量减少系统内存在空气影响换热效果。 
(三)换热器内存在结垢现象 
换热器结垢,将会对换热器的换热效果产生很大的影响,造成换热系数降低,换热效率大大降低,出口水温低。为避免换热器结垢,选择了双纹管式换热器,该换热器换热管的特殊结构,使水在管内流动呈紊流状态,流速较高,不易结垢。在系统停运时,我们将加热器进行了解体检查,内部基本没有结垢现象。 
(四)蒸汽量不足 
在该系统中,蒸汽计量装置采用涡街流量计,由于安装条件所限,无法满足蒸汽的计量装置安装要求,对于进入换热器的蒸汽量无法得到准确的数据。 
(五)水路堵塞 
换热器水路堵塞会使流经换热器循环水量减少,造成换热器水路出水与进水温差大、压差大,疏水温度高。但在实际运行中,换热器进出口压差△P=0.02MPa左右,厂家提供管程阻力为△P=0.04Mpa,从运行状况分析来看,水路堵塞的可能性不大。在对加热器的解体检查中对各管路进行检查,没有发现堵塞现象。 
(六)疏水不畅 
该系统在运行中存在凝结水排水不畅的现象,换热器内水位经常到高限,必须要开旁路进行疏水,否则换热器内水位升高,汽侧汽压升高,造成加热器汽侧安全阀起跳。这种情况的存在,使运行人员只能减少进汽量,并长期开旁路运行,这样大大降低了该换热器的换热效率。最初怀疑疏水阀堵塞,但对疏水阀解体检查后未发现异常,这就需对疏水器的排水能力进行校核计算。 
该系统所采用的疏水阀为常规的自由浮球式疏水阀,其结构简单(见图1)。查询有关阀门选型手册,常规自由自由浮球式疏水阀正常运行时,疏水量最大为 
最大在10~16t/h。(如图1) 


对加热器的理论疏水量进行计算如下:Gl=Q/r 
Q――疏水阀承受换热器的总热量,9.4×107KJ/h 
r――蒸汽压力下的汽化潜热(0.2MPa)取2202.2KJ/kg 
Gl=9.4×107/(2202.2×103) 
=42.78t/h 
选择疏水阀时,实际疏水量要大于理论疏水量 
G=KGl 
K值在换热器时一般取3,则: 
G=KGl=3×42.78=128.33t/h 
设计人员在疏水阀选型时,仅仅按照排水管径,直接选取型号DN150疏水阀,这根本不能满足实际疏水需求,所以需对疏水阀进行重新选取。 


三、解决办法及今后注意问题 


综合以上各方面因素,对于换热器换热量不足的问题解决方法如下: 
1、重新对疏水器进行选型,在疏水管路加装疏水调节阀,该疏水阀是根据加热器的水位变化,通过DDZ-Ⅱ型电子调节系统来实现调节控制。加热器的水位信号经差压变送器、比例积分单元、操作单元、最后由电动执行机构来操纵调节阀,通过调节阀门开度大小来控制输水量的大小。这样可使换热器内疏水及时排出,保证换热效果。 
2、日常注意控制循环水水质,加强水质监督,尽量减少换热器结垢现象的发生; 
3、对于系统的蒸汽计量装置,寻找方法尽快加以解决; 
4、定期对加热器的进行解体检查或进行反冲洗,清除加热器内杂物,提高加热器效率;
此外在设备投运初期系统充水时,须将加热器内空气放净,以免影响换热质量。 

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