全預混冷凝爐系統(tǒng)配套之熱交換器_德國威能燃氣壁掛爐
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全預混冷凝爐生產廠家,強調在全預混冷凝爐的熱水系統(tǒng)中一定要安裝板式熱交換器(簡稱“板換”),全預混冷凝爐產生的熱量要通過板換傳輸。這是由于冷凝爐熱水系統(tǒng)中熱量交換的媒介是“水”,如果熱媒水硬度高或者有雜質,就會在冷凝爐爐體熱水側產生異物,阻礙熱傳導的進行。
由于全預混冷凝爐燃燒室容積熱強度很高,一般可達28~56×103kw/m2或更高,當有異物附著在爐體換熱面時,輕者降低鍋爐熱效率,重者會在異物附著部位形成“過燒”,造成爐體破壞。另外,全預混冷凝爐多為常壓鍋爐,但經常用于有壓系統(tǒng)。所以通過在系統(tǒng)中加裝熱交換器,一方面除了可以形成全預混冷凝爐較小的循環(huán)系統(tǒng),與大系統(tǒng)做隔離,降低大量熱媒水帶來的危害。另一方面大系統(tǒng)做隔離后,可以使全預混冷凝爐在常壓下工作,不受系統(tǒng)壓力影響。加裝熱交換器就是要保護全預混冷凝爐的安全性并保持熱效率。
下面就全運混冷凝爐熱水系統(tǒng)和熱交換器的關系作以簡單介紹。
一、熱交換器的型式選擇
1、熱交換器的種類
熱交換器(heat exchanger),是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體設備,又稱換熱器。熱交換器種類很多,根據冷、熱流體熱量交換的原理和方式可分為間壁式、混合式和蓄熱式;根據使用目的可分為冷卻器、加熱器、冷凝器和汽化器;根據結構材料可分為金屬材料式和非金屬材料式;根據傳熱面的形狀和結構可分為管式和板式;根據用途可以分為集體供熱式和家用式。
2、熱交換器的型式選擇
講到全預混冷凝爐熱水系統(tǒng),我們耳熟能詳的是要加裝板換。這種說法實在有很大的局限性。正確的做法是要根據熱水系統(tǒng)末端要求的不同采用不同型式的熱交換器,也可能不必安裝熱交換器。
我們現在所說的全預混冷凝爐是熱水型的,用于供暖或者提供生活與生產用熱水,或者兼而有之,對于安裝哪種熱交換器一定要區(qū)別對待。
1)在全預混冷凝爐供暖系統(tǒng)中,如果系統(tǒng)不大,且管道和末端(地暖、散熱器、風機盤管等)采用優(yōu)質材料,系統(tǒng)加軟化的純凈水,那么在這個系統(tǒng)中可以不加熱交換器。
但要注意的是,鍋爐回水口前一定要加裝水過濾器,以防系統(tǒng)中的顆粒物進入爐體。有條件的要在系統(tǒng)管路的水中添加阻垢劑和防腐試劑。
2)在全預混冷凝爐供暖系統(tǒng)中,若系統(tǒng)較大或系統(tǒng)老舊,就需要安裝熱交換器,一般采用板換。板換是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效熱交換器。各板片之間形成薄矩形通道,通過板片進行熱量交換。板換是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備。具有換熱快、熱損失小、結構緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛、使用壽命長等特點。
板換根據外形來分,可分為四類:①可拆卸板換(又叫帶密封墊片的板換);②焊接板換;③螺旋板換;④板卷式熱交換器(又叫蜂窩式熱交換器)。在熱水供暖系統(tǒng)中多采用可拆卸板換。
3)在全預混冷凝爐提供生活用或生產用熱水系統(tǒng)中,要根據熱水的使用特點、現場安裝條件等因素確定加裝板換還是蓄熱式熱交換器。
蓄熱式熱交換器常用的有浮動盤管式和浮動盤頭“U”形管容積式熱交換器。在四川綿陽一家洗浴中心,我見到過其自制的簡易蓄熱式熱交換器:在保溫容器底部和側壁加裝地暖管用于水—水換熱。效果很好,且造價低廉,便于維修保養(yǎng),不失為活學活用的典范。
4)在全預混冷凝爐混合熱水系統(tǒng)中,有多個不同用途末端時,可以采用各型式熱交換器的混裝,混裝時需要注意各支路對水溫的要求和熱量的分配。
二、板換大小的確定
1、通過公式計算得到板換型號
計算熱交換器傳熱面積:
全預混冷凝爐系統(tǒng)配套之熱交換器
式中:
F—為傳熱面積,m2;
Q—為鍋爐熱功率,W;
k—為總傳熱系數,W/(m2·℃);
Δtm—平均溫度差,℃;
β—為裕度,一般取0.7~0.9。
*公式計算比較復雜,一般為暖通專業(yè)人員使用。
2、通過計算軟件獲得板換型號
各板換生產廠家根據自己產品的板型都有相應的計算軟件,輸入系統(tǒng)參數就可直接得到板換型號。
需要提供的參數有:①額定熱負荷,kcal/h;②熱進溫度,℃;③熱出溫度,℃;④冷進溫度,℃;⑤冷出溫度,℃;⑥熱側壓力,MPa;⑦熱測流量,kg/h;⑧冷側壓力,MPa;⑨冷測流量,kg/h;⑩熱側額定阻力降,MPa;冷側額定阻力降,MPa。
對于蓄熱式熱交換器,要根據用熱水量、換熱時長、鍋爐功率(或者可分配功率)、壓力大小等參數來確定蓄熱式熱交換器容積的大小和換熱盤管換熱面積,進而確定蓄熱式熱交換器的型號。
用蓄熱式熱交換器比較板換另配熱水儲罐的主要優(yōu)點是:可減少一組水泵;換熱效率較高。
三、板換的安裝與使用
1、施工、安裝要點
①熱交換器不應有變形,緊固件不應有松動或其它機械損傷。②設備吊裝時,吊繩不得掛在接管、定位橫梁或板片上。③熱交換器周圍預留足夠空間,以便于檢修。④冷熱介質進出口接管安裝,應按照出廠銘牌所規(guī)定方向連接。⑤連接熱交換器的管道應進行清洗,防止砂石焊渣等雜物進入熱交換器,造成堵塞。⑥熱交換器應以最大工作壓力的1.5倍做水壓試驗,熱水部分應不低于0.4MPa。
2、板換的操作規(guī)程
1)開始運行操作時,如兩側介質壓力不一樣,要先緩慢打開低壓側閥門,然后再打開高壓側閥門。
2)停止運行時應緩慢切斷高壓側閥門,再切斷低壓側閥門,這樣做也能保障熱交換器的使用壽命。
3)熱交換器要在標稱的壓力范圍下操作,超壓可能破壞密封性能造成泄漏。禁止操作時猛烈沖擊。
4)板換的清洗和維護。
一般可不解體清洗,用水與介質流動的反方向沖洗可沖出雜物,但壓力不得高于工作壓力,也可用對不銹鋼無腐蝕性的化學清洗劑清洗。如長時間使用,板片會有一定的沉積物結垢而影響換熱效果,因此須定期拆洗。拆洗時將熱交換器解體,用棕刷洗刷板片表面污垢,也可用無腐蝕性的化學清洗劑洗刷。注意不得用金屬刷洗刷,以免損傷板片影響防腐能力。
3、供熱溫度不能滿足要求的原因與解決辦法
1)產生原因——
①一次側介質流量不足導致熱側溫差大壓降小。
②冷側溫度低,并且冷、熱末端溫度低。
③并聯運行的多臺板換流量分配不均。
④熱交換器內部結垢嚴重。
2)處理方法——
①增加熱源的流量或加大熱源介質管路直徑。
②平衡并聯運行的多臺板換的流量。
③拆開板換清洗板片表面結垢。
全預混冷凝爐熱水系統(tǒng)加裝熱交換器,有很多優(yōu)點,但也有缺點,如:系統(tǒng)管路復雜度增加,工程費用上升;隱患點增多,服務量增加。所以全預混冷凝爐熱水系統(tǒng)要根據系統(tǒng)整體狀況、末端特點和要求,來確定是否加裝熱交換器,加裝何種熱交換器,加裝多大的熱交換器。記住,合理的才是最好的!
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