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解析换热器运行故障分析与解决方案

2014-05-24

     目前,供热系统大多采用问壁式换热器。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。本文对水一水板式换热器(以下简称换热器)运行故障及原因进行分析。
1换热器的运行故障
   冷、热流体分别在固体壁面的两侧流过,换热器中。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[13]换热器内冷热流体温度沿程变化见图1
    冷流体入口温度接近或逾越热流体出口温度,正常情况下。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。换热器故障主要表示为:情况1热流体入口温度达到冷流体入口温度的1.1倍以上,不符合逆流传热规律;情况2冷热流体入口温度接近且均偏低。
2原因分析及排除方法
  ① 情况1
     说明换热器已经结垢,当热流体入口温度达到冷流体入口温度的1.1倍以上时。污垢层构成了附加导热热阻,影响传热效果。
发现该换热器出现了情况1中的问题,某区政府热力站的供热面积为410m供热能力为2.8MW换热器已使用10a2005年冬季。运行参数为:一次侧进口温度为70℃ 入口温度为65oC二次侧进口温度为42℃ 入口温度为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℃ 入口温度为44oC二次侧进口温度为41℃ 入口温度为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,而且外表有泥层(管道施工时带人)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℃ 入口温度为45oC二次侧进口温度为41℃ 入口温度为49℃。此时,一次侧阀
恢复正常调节。门处于半开状态。
   ② 情况2
    可以判定热流体流量偏小,出现情况2时。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。
入口温度为32℃,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℃、入口温度为45℃ 二次侧进口温度为41℃ 入口温度为49℃。出现异常时的运行参数为:一次侧进口为70℃。二次侧进口温度为28℃ 入口温度为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,然后再下降进人换热器,管道在站内出现了1r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,一次水逐渐进人换热器,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,采取了如下措施:加强施工管理,防止施工中杂物进人管道;一次侧进水管最高点装置放气阀;运行操作中,经常放气。

 
换热器运行故障分析
主要表现为:分析了热力站水一水板式换热器的运行故障。
 
情况1热流体入口温度达到冷流体入口温度的1.1倍以上;
 
情况2冷热流体入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3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;一次侧进水管最高点装置放气阀,运行中经常放