換熱站設(shè)計(jì)中換熱器選型與節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題探討

1、換熱站設(shè)計(jì)中換熱器選型與節(jié)能設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題探討摘要：通過(guò)對(duì)換熱器選型中影響換熱器換熱面積的因素：介質(zhì)流速、傳熱系數(shù)的分析，總結(jié)出換熱站的節(jié)能設(shè)計(jì)中的換熱器選型注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞： 換熱站；浮動(dòng)盤(pán)管換熱器；板式換熱器；管殼式換熱器；流速；傳熱系數(shù) Abstract: This paper analyzes the factors affecting the area of the heat exchanger in the heat exchanger selection: the medium flow rate, heat transfer coefficient, summed up the

2、precautions of the heat exchanger selection in the energy-saving design.Key words: heat transfer station; floating coil heat exchanger; plate heat exchanger; shell and tube heat exchanger; velocity; heat transfer coefficient1、前言隨著人們生活質(zhì)量的改善，供暖系統(tǒng)的能耗指標(biāo)在不斷攀升，再加上煤、水、電價(jià)格不斷上揚(yáng)，節(jié)能這一要求在供暖系統(tǒng)中更為重要。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在相近的氣

3、候條件下，達(dá)到相同的室內(nèi)溫度時(shí)，我國(guó)單位面積住宅采暖能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的三倍以上，因此，我國(guó)在供熱節(jié)能方面有很大潛力。換熱器是換熱站內(nèi)的進(jìn)行熱交換的主要設(shè)備，因而，換熱器的選型對(duì)整個(gè)換熱站工程的造價(jià)及以后換熱站的運(yùn)行中起著關(guān)鍵作用。下面本文作者就結(jié)合在換熱站設(shè)計(jì)多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)換熱站設(shè)計(jì)過(guò)程中換熱器的選型應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行分析，總結(jié)在換熱站設(shè)計(jì)中換熱器選型時(shí)注意事項(xiàng)，從而達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)目的。2、分析2.1、換熱器的型式選擇換熱站設(shè)計(jì)中常選用的換熱器型式有浮動(dòng)盤(pán)管換熱器、管殼式換熱器、板式換熱器。以上三種換熱器各有利弊。2.1.1、浮動(dòng)盤(pán)管換熱器隨著各種型式的換熱器的出現(xiàn)，使用率在減少。浮動(dòng)盤(pán)管換熱器

4、在使用中要維護(hù)好，否則隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，由于結(jié)垢問(wèn)題，換熱效率會(huì)下降。選用不當(dāng)，可能會(huì)有水擊現(xiàn)象出現(xiàn)。2.1.2、管殼式換熱器的應(yīng)用范圍很廣，適應(yīng)性很強(qiáng)，其允許壓力可以從高真空到41.5MPa，溫度可以從-100C以下到 1100C高溫。此外，它還具有容量大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、清洗方便等優(yōu)點(diǎn)，因此它在換熱器中是最主要的型式。管殼式換熱器一般為固定管板式。固定管板式換熱器可以采用不同材質(zhì)的換熱管。固定管板式換熱器管束不能抽出檢修。但可以通過(guò)更換換熱管的方式檢修。浮頭式換熱器、U型管式換熱器管束能抽出，但設(shè)備造價(jià)較高，且管束抽出也需要一定的檢修空間。2.1.3、板式換熱器由于板片中的密封墊，適

5、用工況僅限于低溫低壓蒸汽、高溫水，板式換熱器突出優(yōu)點(diǎn)是效率高，安裝方便，占用空間比較小。但由于傳熱面間隙小，容易結(jié)垢。因此要求對(duì)循環(huán)水進(jìn)行軟化或2-3年就要解體清垢。工程中具體采用那種型式要根據(jù)工況條件，綜合衡量設(shè)備初期造價(jià)及以后運(yùn)行維護(hù)。2.2、換熱器的流速 換熱器的流速包括管子進(jìn)出口處、殼側(cè)進(jìn)口處和接管內(nèi)的流速。一般來(lái)說(shuō)流體流速在允許壓降范圍內(nèi)應(yīng)盡量選高一些，以便獲得較大的換熱系數(shù)和較小污垢沉積，但流速過(guò)大會(huì)造成腐蝕并發(fā)生管子振動(dòng)，而流速過(guò)小則管內(nèi)易結(jié)垢。換熱站設(shè)計(jì)中要選擇合適的換熱器，提高換熱效率，達(dá)到節(jié)能目的。除了選用不同材質(zhì)的換熱管外，關(guān)鍵是控制管殼程介質(zhì)流速。流速高，傳熱系數(shù)高，換

6、熱器的效率也較高。總結(jié)幾種流速如下表：2.3、換熱器的傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)K是反映換熱器傳熱性能的重要參數(shù)，也是對(duì)換熱器進(jìn)行傳熱過(guò)程計(jì)算的基本依據(jù)。它可以通過(guò)查閱相關(guān)手冊(cè)、實(shí)驗(yàn)測(cè)定和分析計(jì)算獲得?？倐鳠嵯禂?shù)K的數(shù)值取決于流體的物性、傳熱過(guò)程的操作條件和換熱器的類(lèi)型等多方面因素。也可按照實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的公式變化，即1Kh=0.806*（1+W1+W2）KW/m2.，其中一次水流速范圍W1=0.82.0m/s，二次水流速范圍W2=1.02.6m/s。傳熱系數(shù)的取值直接關(guān)系到換熱器選型的準(zhǔn)確。通過(guò)多個(gè)工程的運(yùn)行情況歸納總結(jié)，選取正確的傳熱系數(shù)在換熱器選型中非常重要。2.4、組合換熱器的利用2.4.1、充分利用板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，改變不適合板式換熱器的熱媒。例如：熱媒是1.0MPa，185飽和蒸汽。采用減溫減壓器與板式換熱器組合。如下圖2.4.2、熱量的充分利用，冷凝水富有大量的熱量要充分的利用，利用管殼式換熱器的組合來(lái)回收冷凝水中的熱量。如下圖。3、結(jié)語(yǔ) 以上通過(guò)對(duì)換熱器的型式及影響換熱器換熱面積的因素的分析?？偨Y(jié)換熱站的節(jié)能設(shè)計(jì)中，換熱器的選型要做到以下幾點(diǎn)：（1）選取合適的換熱器型式；（2）控制介質(zhì)流速，使換熱器的傳熱效率最高；（3）選取準(zhǔn)確的傳熱系數(shù)；（4）選用組合換熱器。參考文獻(xiàn)1賀平，孫剛. 供熱工程M.北京：中國(guó)建