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隨著社會的發展和城市化進程的加快，集中供熱方式日漸成熟，而板式換熱器作為一種高效的換熱設備，具有換熱效率高、占地面積小、重量輕、組裝和拆卸方便、板片品種多、污垢系數小等特點，被供熱系統廣泛應用，當前，板式換熱器已成為集中供熱間接式換熱機組的核心部件。然而在實際運用中，二次網循環水水質硬度不達標、懸浮物高、氯腐蝕或氧腐蝕等容易造成換熱器板結垢、堵塞、腐蝕或穿孔現象，進而影響換熱器正常功能的發揮，給企業帶來巨大的成本壓力或經濟損失。因此，有必要做好換熱器板的選型、阻垢、防腐、安全清洗等工作，確保企業正常生產。


1.基于集中供熱的板式換熱器選型的注意事項




　　目前，我國城市集中供熱中采用的一次熱媒溫度一般為130℃/70℃，二次熱媒溫度為95℃/70℃或85℃/60℃，在這種情況下，板式換熱器一次熱媒流道內的流量僅僅為二次熱媒流道內流量的一半左右。對于對稱性流道來說，一次熱媒流速約為二次熱媒流速的50%，則一次熱媒流道內流體與板片間的對流換熱系數約為二次熱媒流道內的70%左右，因此，當一次、二次側介質流量較大時，宜采用非對稱型板式換熱器。一般而言，冷流體和熱流體在板片兩側界面的對流換熱系數決定著板式換熱器表面換熱系數的大小，且小于冷、熱對流換熱系數中較小的一個，為了使板式換熱器的傳熱性能得到充分發揮，應當將冷、熱流體與板片兩側界面之間的對流換熱系數適當提高。板式換熱器的選型計算非常復雜，要想保證換熱器選型計算的合理完成，必須綜合考慮換熱器板間流速的影響、冷和熱介質板間流速的匹配性等，使流速、溫差、介質以及流程的物性參數都在合理范圍內，保證板式換熱器優越性的充分發揮，使設備獲得經濟、可靠的運行。




　　以下是板式換熱器選型計算步驟：列出冷、熱介質的物性參數和熱工參數→選擇板片形式→求出流體流速→對冷、熱流體的雷諾數進行計算→對冷、熱流體的換熱系數進行計算→計算傳熱系數→計算換熱器理論換熱面積→計算換熱器一個流程的流道數→計算換熱器流程數→計算換熱器壓力降→校核換熱面積→校核壓力降。


2.基于集中供熱的板式換熱器運用中存在的問題




　　在集中供熱系統中，熱網循環水主要為自來水和深井水，硬度較大，當水達到沸點時會在管網中產生沉淀物，由于板式換熱器流通界面較小，板間流速也就較低，沉淀物容易在熱側形成水垢或在循環水中懸浮，進而沉積在換熱器表面，形成二次水垢，影響水質，并造成換熱器結垢堵塞。由于污垢層的導熱系數很低，大大增加了傳熱熱阻，在一定程度上降低了換熱器的傳熱效率；當板式換熱器表面有結垢層形成時，將會降低設備流通面積，增加流體流過設備的阻力，進而消耗更多泵功率，帶來不必要的成本浪費。一般按照結垢層沉積的機理不同，可將污垢分為結晶、腐蝕、化學、生物等污垢。另外，在供熱管網施工過程中，由于管理不當或受到環境影響，難免有些雜質會進入管網，比如焊接管道時殘留的焊渣、一些雜物、垃圾、泥砂、石塊、編織物等在管道施工時被殘留，長期使用過程中管道內壁形成的鐵銹泥隨循環水進入換熱器導致換熱器結垢堵塞。




　　雖然板式換熱器的板片由不銹鋼制成，具有很強的耐腐蝕性，但是若水中的氯離子含量較高就會對其造成腐蝕；水和氧也是換熱器板片受腐蝕的必要條件，若腐蝕是在整個金屬表面均勻地進行，腐蝕速度就不會加快，帶來的危害性也不會太大，而若腐蝕集中在金屬表面的某些部位，腐蝕速度就會加快，容易出現銹穿現象，危害性很大，不僅會降低設備工作效率，還會大大縮短設備使用壽命，增加維修成本。此外，由于腐蝕的產生，供熱系統金屬材料會受到損傷，造成管道、末端設備嚴重潰爛滲漏，并對房間裝飾材料帶來損傷，嚴重情況甚至會使板式換熱器和鍋爐提前報廢。所以，板式換熱器循環水的水質指標非常重要。




3.針對板式換熱器運用中存在的問題的應對措施




　　3.1防止水垢和固體雜質


　　在處理補充水的時候如果采用的是鈉離子交換器，必須保證補充水硬度符合水質標準，并對供熱系統中循環水的硬度、懸浮物、PH值等技術指標進行嚴格檢測，有效防止鈣鎂垢的產生。若補充水采用的是自來水，在處理過程中，應在水中添加阻垢緩蝕劑，保證阻垢緩蝕劑的腐蝕率和阻垢率能夠達到要求，在實際生產過程中，還要對阻垢緩蝕劑的添加量進行定期檢查和化驗，避免出現由添加量不夠造成結垢或是添加量過多造成浪費或腐蝕。循環水中的固體雜質主要是鐵銹泥、泥砂、殘渣、氧化銅、生物粘泥等，為了將這些固體懸浮物等雜質含量排除或降低，應將供熱系統中懸浮物的含量控制在2-5mg/L，對于處理較好的循環水系統，補充水的懸浮物含量不應大于0.5-1.0mg/L，而板式換熱系統循環水懸浮物含量應小于10mg/L；在回水和補充水管線上增加過濾器，過濾一部分顆粒較大的懸浮雜質；加強施工監督管理，大口徑管道安裝每一段管道后，都要及時組織施工人員將焊渣、焊條清理干凈，而在施工結束后也要進行徹底清理；日常運行期間要加強管理，定期排污，從而減少懸浮雜質。


　　3.2防腐和安全清洗


　　若水中氯離子含量超過200ppm，那么在選板式換熱器時就不宜選用普通不銹鋼板片，可采取一系列有效的措施將一級、二級網介質中的氯離子含量降低，使其保持在安全濃度范圍中，但是對于整個集中供熱系統來說，該方法成本較高，管理麻煩。一般而言，使用不銹鋼換熱器較多的系統，應將氯離子含量控制在300mg/L以下，嚴格的話控制在50mg/L以下，可在供熱系統運行過程中均勻添加燒堿以提高循環水PH值，將PH值控制在穩定水平，這樣處理后，阻垢緩蝕劑的效果也會大大提升。正確清洗板式換熱器，確定清洗方法，對于不銹鋼材料來說，一般采用強酸作為清洗劑，不能使用鹽酸，在清洗過程中，盡量降低清洗時間和浸泡時間，最好小于2h，在浸泡期間，分階段對清洗母液的腐蝕率和阻垢率進行化驗，避免換熱器被腐蝕；無論采用哪種清洗液，在清洗之后都要用清水徹底沖洗換熱器，清除殘留清洗液，避免二次腐蝕。




　　總之，要想使板式換熱器功能和優越性得以充分發揮，就應根據集中供熱系統特點進行合理計算選型，同時，高度重視板式換熱器的結垢、堵塞、腐蝕等問題，重視換熱器的日常運行管理，采取切實有效的措施降低結垢、堵塞、腐蝕對換熱器傳熱效率和供熱效果帶來的不利影響。當然，我們還要在實踐中不斷探索，不斷創新，有效解決板式換熱器運行過程中存在的問題，最大限度減少設備故障發生率，延長設備使用壽命，使板式換熱器在集中供熱系統中的應用價值得以充分發揮。