換熱器運(yùn)行故障分析
分析了熱力站水一水板式換熱器的運(yùn)行故障，主要表現(xiàn)為：
情況1，熱流體出口溫度達(dá)到冷流體出口溫度的1．1倍以上；
情況2，冷熱流體出口溫度接近且均偏低。情況1由于換熱器內(nèi)結(jié)垢導(dǎo)致熱阻增大，可進(jìn)行除垢、清洗排除故障。
情況2由于換熱器堵塞或一次側(cè)進(jìn)水管存在氣堵，應(yīng)加強(qiáng)施工管理，防止雜物進(jìn)入管道；在一次側(cè)進(jìn)水管最高點(diǎn)安裝放氣閥，運(yùn)行中經(jīng)常放氣。
目前，供熱系統(tǒng)大多采用問(wèn)壁式換熱器，板式換熱器即屬于這種類型。板式換熱器運(yùn)行一段時(shí)間后，傳熱效率會(huì)有所下降。本文對(duì)水一水板式換熱器(以下簡(jiǎn)稱換熱器)的運(yùn)行故障及原因進(jìn)行分析。
1. 換熱器的運(yùn)行故障
在換熱器中，冷、熱流體分別在固體壁面的兩側(cè)流過(guò)，熱流體的熱量主要以對(duì)流方式傳給壁面，經(jīng)過(guò)壁面導(dǎo)熱再傳給冷流體。為了強(qiáng)化傳熱效果，冷熱流體常采用逆流傳熱方式。換熱器通常在穩(wěn)態(tài)下工作，其傳熱方程見(jiàn)文獻(xiàn)[1～3]，換熱器內(nèi)冷熱流體溫度沿程變化。
正常情況下，冷流體出口溫度接近或超過(guò)熱流體出口溫度，但在實(shí)際運(yùn)行中，往往由于換熱器故障出現(xiàn)冷熱流體溫度不正?，F(xiàn)象。換熱器故障主要表現(xiàn)為：情況1，熱流體出口溫度達(dá)到冷流體出口溫度的1．1倍以上，不符合逆流傳熱規(guī)律；情況2，冷熱流體出口溫度接近且均偏低。
2. 原因分析及排除方法
① 情況1
當(dāng)熱流體出口溫度達(dá)到冷流體出口溫度的1．1倍以上時(shí)，說(shuō)明換熱器已經(jīng)結(jié)垢，污垢層構(gòu)成了附加導(dǎo)熱熱阻，影響傳熱效果。
某區(qū)政府熱力站的供熱面積為4×10 m ，供熱能力為2．8 MW，換熱器已使用10 a。2005年冬季，發(fā)現(xiàn)該換熱器出現(xiàn)了情況1中的問(wèn)題，運(yùn)行參數(shù)為：一次側(cè)進(jìn)口溫度為70℃ ，出口溫度為65 oC；二次側(cè)進(jìn)口溫度為42℃ ，出口溫度為45℃。此時(shí)，換熱器一次側(cè)閥門(mén)全開(kāi)，已無(wú)法正常調(diào)節(jié)。隨著室外溫度降低，該熱力站已不能滿足供熱需求。另一座同樣規(guī)模熱力站的換熱器運(yùn)行參數(shù)為：一次側(cè)進(jìn)口溫度為70℃ ，出口溫度為44 oC；二次側(cè)進(jìn)口溫度為41℃ ，出口溫度為48℃。此時(shí)，換熱器一次側(cè)閥門(mén)未全部打開(kāi)，還有調(diào)節(jié)余地。將換熱器拆開(kāi)，發(fā)現(xiàn)板片表面結(jié)垢，而且表面有泥層(管道施工時(shí)帶人)，結(jié)垢層厚度約1 mm。除垢、清洗后，傳熱效果明顯改善，具體運(yùn)行參數(shù)為：一次側(cè)進(jìn)口溫度為70℃ ，出口溫度為45 oC；二次側(cè)進(jìn)口溫度為41℃ ，出口溫度為49℃。此時(shí)，一次側(cè)閥
門(mén)處于半開(kāi)狀態(tài)，恢復(fù)正常調(diào)節(jié)。
② 情況2
出現(xiàn)情況2時(shí)，可以判定熱流體流量偏小，不能充分加熱冷流體，冷流體溫度不能繼續(xù)提高。導(dǎo)致這種情況的原因?yàn)閾Q熱器堵塞和換熱器一次側(cè)進(jìn)水管存在氣堵。
某地稅局熱力站換熱器正常運(yùn)行的運(yùn)行參數(shù)為：一次側(cè)進(jìn)口溫度為70℃、出口溫度為45℃ ，二次側(cè)進(jìn)口溫度為41℃ ，出口溫度為49℃。出現(xiàn)異常時(shí)的運(yùn)行參數(shù)為：一次側(cè)進(jìn)口為70℃，出口溫度為32℃，二次側(cè)進(jìn)口溫度為28℃ ，出口溫度為33℃。將換熱器拆開(kāi)，發(fā)現(xiàn)換熱器一次側(cè)通道大部分被雜物堵住，流通面積已經(jīng)很小。將換熱器進(jìn)行反沖洗，并清洗除污器后，運(yùn)行參數(shù)恢復(fù)正常，這屬于換熱器堵塞的情況。廣川熱力站換熱器出現(xiàn)的故障現(xiàn)象與上述某地稅局熱力站相同，但清洗換熱器和除污器后，收效并不明顯。觀察現(xiàn)場(chǎng)管道布置發(fā)現(xiàn)：一次水進(jìn)站后，管道上升，然后再下降進(jìn)人換熱器，管道在站內(nèi)出現(xiàn)了1r型彎，而此處只有一塊壓力表，無(wú)放氣閥門(mén)。將壓力表卸下，打開(kāi)表彎上的旋塞閥放氣，發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)存在大量空氣。放氣約15 min后，一次水逐漸進(jìn)人換熱器，一次側(cè)出水溫度逐漸提高，二次側(cè)溫度隨之提高，供熱恢復(fù)正常，這屬于一次側(cè)進(jìn)水管存在氣堵的情況。
根據(jù)以上情況，我們采取了如下措施：加強(qiáng)施工管理，防止施工中雜物進(jìn)人管道；在一次側(cè)進(jìn)水管最高點(diǎn)安裝放氣閥；在運(yùn)行操作中，經(jīng)常放氣。
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