影响换热器换热效果原因分析(转载)
某热电厂2004年实施了循环水供热工程，该工程设计供热面积100万m2，当年完成主支管网敷设工作，并在采暖季投入试运行。该系统经过一个采暖期的运行，能够较好的满足用户用热所需。但是，也有部分设备在运行中也暴露出了个别缺陷。
一、运行中遇到的问题：
该系统在整个采暖季中，存在的主要问题是尖峰加热器换热量不足。该换热器安装在循环水供水旁路，主要作用有两点：一是在冬季温度最低几天中，利用蒸汽加热供水，提高供水温度，满足用户所需；二是该换热站循环泵一台使用小汽轮机拖动，加热器用来消耗小汽轮机的作功乏汽，减少能量损失。该换热器采用是双纹管式换热器，其设计参数：流量G=1500t/h，换热面积F＝170m2，设计进汽参数t＝180℃ ，P=0.2MPa，循环水进出口温差△t＝15℃。该换热器在投入运行期间，出入口水温度差△t仅在5℃左右，虽经调整，效果不大，其作用无法充分发挥。
二、原因分析
常见的换热器换热效果不佳的原因大致有以下几种：
（一）换热器选型过小，造成换热量不足
该换热器厂家提供的换热面积为170m2，我们对换热器的换热面积进行了校核计算：
1、加热给水所需热量为：
Q＝cm△t
＝4.1868×1500×103×15
＝9.4×107KJ/h
C――水的比热容，KJ/kg
m――换热器设计循环水量，t/h
△t――换热器设计温差，℃
2、加热给水耗汽量为：D=
＝39.072t/h
D――蒸汽流量，t/h
——180℃蒸汽焓值（0.2 Mpa）
——100℃饱和水焓值（外界压力）
3、在该蒸汽参数下，加热设计循环水量，所需换热面积：
A0――传热面积，m2
△t—加热介质和被加热介质的对数平均温差，℃
= =72℃
--加热器进口温度，180℃
-加热器出口设计水温，70℃
―加热器进口设计水温，55℃
―加热器疏水温度，取100℃
η——取0.98
K――传热系数，w/（m2•℃）
查表，汽—水换热器的换热系数取K=2621KJ/m2•℃
将各数带入公式，求得：
＝141.5 m2
4、换热器实际换热面积：
A=πdL×1150
＝3.14×0.0226×2×11
＝163.2172 m2
d——波纹换热管外径，m
L——波纹换热管长度，m
1150——换热器内波纹管数量
A＞A0
由上得出实际换热器面积满足换热所需，因此换热器换热量不足的问题并非换热器换热面积不足造成。
（二）换热器内空气未排出
该换热器本体未设计管程、壳程高点放气阀，这样在一定程度上会影响换热效果。为了减少影响，我们在整个供热系统的供、回水管路的最高点装有放气阀，在运行初期系统充水时以及运行中都要进行不定期放汽，尽量减少系统内存在空气影响换热效果。
（三）换热器内存在结垢现象
换热器结垢，将会对换热器的换热效果产生很大的影响，造成换热系数降低，换热效率大大降低，出口水温低。为避免换热器结垢，我们在选择换热器时，专门选择了双纹管式换热器，该换热器换热管的特殊结构，使水在管内流动呈紊流状态，流速较高，不易结垢。在系统停运时，我们将加热器进行了解体检查，内部基本没有结垢现象。
（四）蒸汽量不足
在该系统中，蒸汽计量装置采用涡街流量计，由于安装条件所限，无法满足蒸汽的计量装置安装要求，对于进入换热器的蒸汽量无法得到准确的数据。
（五）水路堵塞
换热器水路堵塞会使流经换热器循环水量减少，造成换热器水路出水与进水温差大、压差大，疏水温度高。但在实际运行中，换热器进出口压差△P＝0.02MPa左右，厂家提供管程阻力为△P＝0.04Mpa，从运行状况分析来看，水路堵塞的可能性不大。在对加热器的解体检查中对各管路进行检查，没有发现堵塞现象。
(六）疏水不畅
该系统在运行中存在凝结水排水不畅的现象，换热器内水位经常到高限，必须要开旁路进行疏水，否则换热器内水位升高，汽侧汽压升高，造成加热器汽侧安全阀起跳。这种情况的存在，使运行人员只能减少进汽量，并长期开旁路运行，这样大大降低了该换热器的换热效率。最初怀疑疏水阀堵塞，但对疏水阀解体检查后未发现异常，这样就需对疏水器的排水能力进行校核计算。
该系统所采用的疏水阀为常规的自由浮球式疏水阀（见图1）自由浮球式蒸汽疏水阀的结构简
单（见图2），内部只有一个精细
图1
研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命很长。系统刚运行时，管道内出现空气和低温冷凝水，自动排空气阀能迅速排除不凝结气体，疏水阀开始进入工作状态，低温冷凝水流进疏水阀，凝结水的液位上升，浮球上升，开启阀门。装置进入正常运行状况，凝结水减少，液位下降，浮球随液位升降调节阀孔流量；当凝结水停止进入时，浮球随介质流向逼近阀座，关闭阀门。自由浮球式
蒸汽疏水阀的阀座总处于液位以
下，形成水封，无蒸汽泄漏。查
询有关阀门选型手册，常规自由
图2
时，疏水量最大在10～16t/h。
对加热器的理论疏水量进行计算如下：
Gl=Q/r
Q――疏水阀承受换热器的总热量，9.4×107KJ/h
r――蒸汽压力下的汽化潜热（0.2MPa）取2202.2KJ/kg
Gl=9.4×107/（2202.2×103）
＝42.78t/h
选择疏水阀时，实际疏水量要大于理论疏水量
G=KGl
K值在换热器时一般取3，则：
G=KGl=3×42.78＝128.33t/h
设计人员在疏水阀选型时，仅仅按照排水管径，直接选取型号DN150疏水阀，这根本不能满足实际疏水需求，所以需对疏水阀进行重新选取。
三、解决办法及今后需注意的问题
综合以上各方面因素，对于换热器换热量不足的问题解决方法如下：
1、重新对疏水器进行选型：疏水器选型不当是造成换热器换热不足的主要原因，必须对疏水阀重新进行选型。此次采用的是在疏水管路加装疏水调节阀（见图3、4），该疏水阀是根据加热
图3
图4
器的水位变化，通过DDZ-Ⅱ型电子调节系统来实现调节控制。加
热器的水位信号经差压变送器、比例积分单元、操作单元、最后由电动执行机构来操纵调节阀，通过调节阀门开度大小来控制输水量的大小。这样可使换热器内疏水及时排出，保证换热效果。
2、日常注意控制循环水水质，加强水质监督，尽量减少换热器结垢现象的发生；
3、对于系统的蒸汽计量装置，寻找方法尽快加以解决；
4、定期对加热器的进行解体检查或进行反冲洗，清除加热器内杂物，提高加热器效率；
此外在设备投运初期系统充水时，须将加热器内空气放净，以免影响换热质量。
