换热器运行故障分析与解决方案

    换热器运行故障分析
    分析了热力站水一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：水一水板式换热器,逆流传热,结垢,堵塞
    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)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4×10m，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65oC；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44oC；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℃，出口温度为45oC；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，我们采取了如下措施：加强施工管理，防止施工中杂物进人管道；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。