保障热交换系统的良好运转

newmaker    来源：流程工业

欢迎访问e展厅 展厅 4 冷冻机/热交换设备展厅 冷却塔, 冷凝器, 冷却器, 蒸发器, 集热器, ... 在蒸汽侧进行调节的热交换器的任务是非常明确的：利用炽热的蒸汽对输出端的介质进行加热。在最简单的设备构成条件中，完成这一热交换任务只需5个部件：热交换器、调节阀、温度传感器、调节器和一个冷凝水排水器。 通过温度传感器可以得到被加热介质的稳定数据。调节器将设定的温度值与实际检测到的温度数据进行比较，并调节流经调节阀的蒸汽流量。流经调节阀的蒸汽在调节阀的调节下产生一定的压力降，从而也使得蒸汽的温度发生变化。在这一过程中蒸汽的流量是加热输出介质所需的热当量（Qp＝Qs，不考虑损失），因此备受关注。 输入端的蒸汽热量随着通过调节阀的蒸汽流量、蒸汽压力和蒸汽的热当量三个因素而变化。我们所举的例子中采用的是普通的调节控制方式。 热交换器的正确选择 热交换器所传递的热功由公式Q＝k×A×Tm确定。在蒸汽侧调节的热交换器中，面积A的数据是已知的；热交换器中三个热阻的导热系数是关键数据：第一个热阻是蒸汽与热交换器的金属外壳表面（这一过渡过程中的热阻是恒定的）；第二个是金属通道，这一热阻的数据也是恒定值；第三个热阻是金属壁至输出介质之间的过渡，此时的热阻在流量不变的条件下也是恒定的。传导的热量多少只取决于平均的温度降，即在蒸汽转换过程中作为算术平均值计算的数据。若热交换器的规格型号选择不当，例如选择的过大，则可从热传导计算公式中看出Tm的效率降减小。这将导致调节系统可用的分级数越来越少，致使很容易就超出允许的工作范围。两种结构非常紧凑、高效的板式热交换器在零输入的工况下可能导致输出侧的故障。在输入侧存留的较低蒸汽还含有较多的热量，应通过输出侧的强制循环将这些热量排出。 依照“尺寸”选择调节装置 许多情况下，调节阀的规格型号往往选的过大。因为用户通常按照管道的尺寸规格来选择调节阀，而不是按照计算的kv值来选择调节阀。如果选择的热交换器也过大或者预留的储备过大，则可带来调节不准确和调节阀磨损加剧的恶果。选择调节阀时应按照较小的蒸汽来进行选择，使它几乎总是处于关闭的工作状态。基于流量的影响，在微小节流口处的微量流通以及在阀芯与阀座之间的震动接触，可导致气蚀作用从而使调节阀的寿命受到影响。 在热交换工位的技术改造工程中，提高或者降低热交换工位的功率时，可改用板式热交换器，通过在极限允许的范围内增减板式热交换器的片数达到预期的目的。而通过改用其他规格型号的调节阀也可以达到调整热交换工位功率的目的。一般来讲，使用简单的、无辅助驱动的调节机构在工业流程设备的热交换工位中是不太合适的。电子PID比例积分调节器与电子气动或者电子液压调节器配套使用是理想的使用方法。 正确安装传感器 在日常使用中温度传感器的安装位置常常出现错误，不是安装位置不恰当，就是没有足够的深入到被检测介质之中，或者容易受到其他因素的影响，例如容易受到周围环境温度的影响。错误的温度检测数据无法保证准确显示调节热交换器输出端介质温度。如果按照DIN 32730标准必须配备过热保护时，则保护装置的保障功能是十分危险的。 对于一般的调节回路，上述四种元器件已经足够。但是在蒸汽热交换系统中则不足，还必须在热交换器输出端再加装一个球阀式冷凝水自动疏水阀，且必须保证其工作正常，否则将会有大量的蒸汽和能源白白浪费。输入端输出的压力也与热交换器中的压力大小有关，与输入端的热温度有关。因此，输出端的温度调节控制应该是无法实现的。 需要特别指出的是，冷凝水疏水阀必须选用球阀式疏水阀，因为只有这种结构的疏水阀才能保证畅通无阻的排出冷凝水。若冷凝水不能及时排出，出现回流，则热交换器的内表面积变化对调节阀是一种干扰。它会带来冲击、噪音，在许多情况下会损坏热交换器。因此，在热交换器应用领域中一般建议采用耐热型冷凝水疏水阀。 保证各部件的相互匹配 对于流程设备的操作者来讲，虽然每个供应商都会说自己的流程设备部件符合技术数据的要求，但整套流程设备有时却不能正常工作。过大或者过小的热交换器，过大或者过小的调节阀，过大或者过小的冷凝水疏水阀等，它们之间都会相互作用和影响，并且最终决定了整套系统的功能如何。正确的流程设备配置和规格型号匹配不仅直接影响到热交换系统的造价，而且能够保证运行的安全可控性和较长使用寿命。 对热交换系统消耗能源的输入端的关注也是非常重要的，至少是与输出端的工作条件同样重要。因为介质之间的流动比例关系对热交换器系统的运行费用有着重要的影响。湍流式的介质流动以及其很好的热传导性能可以减少所需的热交换器面积，另外，湍流还可以减少固体颗粒积留和钙化的可能性。基于这一原因，尺寸规格正确的热交换器不会像传统的弯管式热交换器那样易于积攒污垢。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/20/2008)