水-水板式换热器运行故障原因及排除方法

水－水板式换热器运行故障原因及排除方法发布时间:2008-07-16摘要：分析了热力站水－水板式换热器的运行故障，主要表现为：情况１，热流体出口温度达到冷流体出口温度的１．１倍以上；情况２，冷热流体出口温度接近且均偏低。情况１由于换热器内结垢导致热阻增大，可进行除垢、清洗排除故障。情况２由于换热器堵塞或一次侧进水管存在气堵，应加强施工管理，防止杂物进入管道；在一次侧进水管最高点安装放气阀，运行中经常放气。关键词：水－水板式换热器；逆流传热；结垢；堵塞中图分类号：ＴＵ９９５文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－４４１６（２００７）０４－００７４－０２目前，供热系统大多采用间壁式换热器，板式换热器即属于这种类型。板式换热器运行一段时间后，传热效率会有所下降。本文对水－水板式换热器（以下简称换热器）的运行故障及原因进行分析。１换热器的运行故障在换热器中，冷、热流体分别在固体壁面的两侧流过，热流体的热量主要以对流方式传给壁面，经过壁面导热再传给冷流体。为了强化传热效果，冷热流体常采用逆流传热方式。换热器通常在稳态下工作，其传热方程见文献［１～３］，换热器内冷热流体温度沿程变化见图１。正常情况下，冷流体出口温度接近或超过热流体出口温度，但在实际运行中，往往由于换热器故障出现冷热流体温度不正常现象。换热器故障主要表现为：情况１，热流体出口温度达到冷流体出口温度的１．１倍以上，不符合逆流传热规律；情况２，冷热流体出口温度接近且均偏低。２原因分析及排除方法①情况１当热流体出口温度达到冷流体出口温度的１．１倍以上时，说明换热器已经结垢，污垢层构成了附加导热热阻，影响传热效果。某区政府热力站的供热面积为４×１０４ｍ２，供热能力为２．８ＭＷ，换热器已使用１０ａ。２００５年冬季，发现该换热器出现了情况１中的问题，运行参数为：一次侧进口温度为７０℃，出口温度为６５℃；二次侧进口温度为４２℃，出口温度为４５℃。此时，换热器一次侧阀门全开，已无法正常调节。随着室外温度降低，该热力站已不能满足供热需求。另一座同样规模热力站的换热器运行参数为：一次侧进口温度为７０℃，出口温度为４４℃；二次侧进口温度为４１℃，出口温度为４８℃。此时，换热器一次侧阀门未全部打开，还有调节余地。将换热器拆开，发现板片表面结垢，而且表面有泥层（管道施工时带入），结垢层厚度约１ｍｍ。除垢、清洗后，传热效果明显改善，具体运行参数为：一次侧进口温度为７０℃，出口温度为４５℃；二次侧进口温度为４１℃，出口温度为４９℃。此时，一次侧阀门处于半开状态，恢复正常调节。②情况２出现情况２时，可以判定热流体流量偏小，不能充分加热冷流体，冷流体温度不能继续提高。导致这种情况的原因为换热器堵塞和换热器一次侧进水管存在气堵。某地税局热力站换热器正常运行的运行参数为：一次侧进口温度为７０℃、出口温度为４５℃，二次侧进口温度为４１℃，出口温度为４９℃。出现异常时的运行参数为：一次侧进口为７０℃，出口温度为３２℃，二次侧进口温度为２８℃，出口温度为３３℃。将换热器拆开，发现换热器一次侧通道大部分被杂物堵住，流通面积已经很小。将换热器进行反冲洗，并清洗除污器后，运行参数恢复正常，这属于换热器堵塞的情况。广川热力站换热器出现的故障现象与上述某地税局热力站相同，但清洗换热器和除污器后，收效并不明显。观察现场管道布置发现：一次水进站后，管道上升，然后再下降进入换热器，管道在站内出现了π型弯，而此处只有一块压力表，无放气阀门。将压力表卸下，打开表弯上的旋塞阀放气，发现管道内存在大量空气。放气约１５ｍｉｎ后，一次水逐渐进入换热器，一次侧出水温度逐渐提高，二次侧温度随之提高，供热恢复正常，这属于一次侧进水管存在气堵的情况。根据以上情况，我们采取了如下措施：加强施工管理，防止施工中杂物进入管道；在一次侧进水管最高点安装放气阀；在运行操作中，经常放气。