解讀換熱器的運行故障及解決對策

　　換熱器是指兩種不同溫度的流體進行熱量交換的設備。換熱器作為傳熱設備被廣泛用于耗能用量大的領域。隨著節(jié)能技術的飛速發(fā)展，換熱器的種類越來越多。適用于不同介質、不同工況、不同溫度、不同壓力的換熱器，結構型式也不同。

　　目前，供熱系統(tǒng)大多采用問壁式換熱器，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。本文對水一水板式換熱器（以下簡稱換熱器）的運行故障及原因進行分析。

　　1 換熱器的運行故障

　　在換熱器中，冷、熱流體分別在固體壁面的兩側流過，熱流體的熱量主要以對流方式傳給壁面，經過壁面導熱再傳給冷流體。為了強化傳熱效果，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，其傳熱方程見文獻［1～3］，換熱器內冷熱流體溫度沿程變化見圖1。

　　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

　　當熱流體出口溫度達到冷流體出口溫度的1．1倍以上時，說明換熱器已經結垢，污垢層構成了附加導熱熱阻，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中的問題，運行參數為：一次側進口溫度為70℃ ，出口溫度為65 oC；二次側進口溫度為42℃ ，出口溫度為45℃。此時，換熱器一次側閥門全開，已無法正常調節(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為：一次側進口溫度為70℃ ，出口溫度為44 oC；二次側進口溫度為41℃ ，出口溫度為48℃。此時，換熱器一次側閥門未全部打開，還有調節(jié)余地。將換熱器拆開，發(fā)現(xiàn)板片表面結垢，而且表面有泥層（管道施工時帶人），結垢層厚度約1 mm。除垢、清洗后，傳熱效果明顯改善，具體運行參數為：一次側進口溫度為70℃ ，出口溫度為45 oC；二次側進口溫度為41℃ ，出口溫度為49℃。此時，一次側閥

　　門處于半開狀態(tài)，恢復正常調節(jié)。

　?、?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。導致這種情況的原因為換熱器堵塞和換熱器一次側進水管存在氣堵。

　　某地稅局熱力站換熱器正常運行的運行參數為：一次側進口溫度為70℃、出口溫度為45℃ ，二次側進口溫度為41℃ ，出口溫度為49℃。出現(xiàn)異常時的運行參數為：一次側進口為70℃，出口溫度為32℃，二次側進口溫度為28℃ ，出口溫度為33℃。將換熱器拆開，發(fā)現(xiàn)換熱器一次側通道大部分被雜物堵住，流通面積已經很小。將換熱器進行反沖洗，并清洗除污器后，運行參數恢復正常，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)場管道布置發(fā)現(xiàn)：一次水進站后，管道上升，然后再下降進人換熱器，管道在站內出現(xiàn)了1r型彎，而此處只有一塊壓力表，無放氣閥門。將壓力表卸下，打開表彎上的旋塞閥放氣，發(fā)現(xiàn)管道內存在大量空氣。放氣約15 min后，一次水逐漸進人換熱器，一次側出水溫度逐漸提高，二次側溫度隨之提高，供熱恢復正常，這屬于一次側進水管存在氣堵的情況。

　　根據以上情況，我們采取了如下措施：加強施工管理，防止施工中雜物進人管道；在一次側進水管最高點安裝放氣閥；在運行操作中，經常放氣。