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在換熱器中,冷、熱流體分別在固體壁面的兩側(cè)流過,熱流體的熱量主要以對流方式傳給壁面,經(jīng)過壁面導(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。供熱系統(tǒng)大多采用間壁式換熱器,板式換熱器即屬于這種類型。板式換熱器運行一段時間后,傳熱效率會有所下降。換熱器通常在穩(wěn)態(tài)下工作,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熱流體出口溫度,但在實際運行中,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。
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,說明換熱器已經(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4×104m2,供熱能力為2.8MW,換熱器已使用10a。2005年冬季,發(fā)現(xiàn)該換熱器出現(xiàn)了情況1中的問題,運行參數(shù)為:一次側(cè)進(jìn)口溫度為70℃,出口溫度為65℃;二次側(cè)進(jìn)口溫度為42℃,出口溫度為45℃。此時,換熱器一次側(cè)閥門全開,已無法正常調(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行參數(shù)為:一次側(cè)進(jìn)口溫度為70℃,出口溫度為44℃;二次側(cè)進(jìn)口溫度為41℃,出口溫度為48℃。此時,換熱器一次側(cè)閥門未全部打開,還有調(diào)節(jié)余地。
將換熱器拆開,發(fā)現(xiàn)板片表面結(jié)垢,而且表面有泥層(管道施工時帶入),結(jié)垢層厚度約1mm。除垢、清洗后,傳熱效果明顯改善,具體運行參數(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℃。此時,一次側(cè)閥門處于半開狀態(tài),恢復(fù)正常調(diào)節(jié)。
②情況2
出現(xiàn)情況2時,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)致這種情況的原因為換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行的運行參數(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)異常時的運行參數(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,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,運行參數(shù)恢復(fù)正常,這屬于換熱器堵塞的情況。