闭式水热交换器反冲洗装置

闭式水热交换器反冲洗装置

王冀钊

天津蓝巢电力检修有限公司 天津市河东区 300171

摘要：火电厂的闭式水热交换器由于开式水水质的问题，经常出现换热器堵塞甚至出现锈点导致漏水的情况，因而也耗费了不少的人力物力进行检修，也不能根本的解决问题。如果在热交换器进水口及出水口端设置一个旁路，就会起到反冲洗的作用，这样虽然不可能全部解决堵塞问题，但是至少可以起到缓解的作用，延长热交换器的拆装、冲洗的时间。这样就可以节省成本，减少工人的劳动强度及降低换热器板片损坏的风险。

关键词：板式换热器 旁路 反冲洗装置

1 前言

由于火电厂部分系统运行中会产生大量热量如：汽轮机润滑油系统、发电机定子冷却水系统、真空泵冷却器、开闭式水系统等，为了保证这些系统的安全稳定运行必须将系统介质温度控制在合理的范围内。在稳定控制介质温度的中热交换器起到了重要作用。热交换器的安全、稳定、长期运行至关重要。

因为板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，得到了广泛应用。冷却介质的不同对换热器的换热效果影响很大，尤其使用开式循环水或者海水冷却的当水中有大量的盐分、泥沙、污物、水草等杂物时，就很容易使板式换热器堵塞和结垢，影响换热效果必须及时进行拆卸清理。

2 换热器简介

2.1板式换热器的结构

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。板式换热器主要结构如图1

图1 板式换热器主要结构

1前夹板2、后夹板3、上、下导杆4、紧固螺杆、螺母5、换热板6、固定支架7、地脚连接螺栓8、衬套9、密封垫片

2.2闭式水换热器技术参数

2.3流动传热设计

换热器是由许多冲压有波纹的板片按一定工艺及要求通过框架和压紧螺栓压紧重叠组成。板片采用人字形波纹，这些传热板的波纹斜交，即在相邻的传热板上具有倾斜角相同而方向不同的波纹。相邻的A、B板片波纹不同形成了相反方向的人字形沟槽，这种设计不但可以避免运行中板片产生振动也会形成高度湍流，这种湍流能够起到很好的清洗作用，将板片上的沉积物带走减少污垢的沉积。

板片间形成网状通道同时和密封垫片形成四个角孔，四个角孔分别分配和汇合冷热介质。密封垫片不但合理的将冷热介质分开而不致混合，使其在板片两侧流动的同时把冷热介质密封在换热器里。板式换热器的流程组合形式很多，均可以采用不同的组装形式和换热板片来实现，流程组合形式可分为混合流程形式，多流程，单流程和汽液交换流程，根据实际的工作需要和工艺要求选择不同的流程组合换热器。

2.4安装及检修

换热器安装前前需要仔细确认基础尺寸及混凝土浇注符合安装要求。换热器安装前还应检查外观无变形、锈蚀等情况，各管道接口封堵严密内部无杂物。并按照设计要求进行水压试验，水压试验符合设计要求。吊装换热器过程中必须按照换热器本体标注的吊点位置进行吊装，禁止直接吊装换热器横梁、管道及紧固螺栓防止造成损坏。冷热介质管道安装焊接过程中不允许强制对口，管道连接换热器前必须进行清洗，防止内部焊渣、沙石等杂物进入换热器。管道接口必须按照铭牌要求方向进行连接。当使用开式水、中水、海水等含有杂质的冷去流体时，流体入口应安装过滤器进行过滤后进入换热器。

板式换热器的检修主要是温差大后进行的换热片清理及密封胶条老化造成的泄漏。换热器应定期进行清洗，由于冷却介质使用的不同应根据实际运行情况进行清洗。换热板的清洗应使用软毛书或者鬃刷进行刷洗表面污垢，禁止使用金属刷或者利器进行清理造成板片损坏。表面发生结垢（主要指CaCO3）时，应使用化学清洗，宜选用含0.3 氨基磺酸溶液或含0.3 乌洛托品、0.2 苯胺、0.1硫氰酸钾的0.8 硝酸溶液作为清洗液，清洗温度4O～6O℃。使用化学清洗时需要做好个人防护防止发生化学药品伤害和烫伤。回装过程中需要特别注意换热板片的波纹方向防止装反，密封胶条应进行仔细检查无缺陷、裂纹情况，必要时进行更换。紧固螺栓过程中对角均匀紧固并恢复至拆前位置，回装完毕后按照要求进行水压试验。

3 换热器旁路的设计（反冲洗装置）

3.1设计换热器旁路的原因

根据板式热交换器的结构及性质，水质的质量直接影响到了板式换热器的换热效果和使用寿命。为了提高冷却水的水质，一般都在冷却水进水口设置滤网，由于滤网的过滤精度不够高，所以还是有泥沙和直径小的杂物进入热交换器内，就会造成换热器板片的损坏和堵塞。而若将滤网的过滤精度提高的话，这样将会造成滤网的堵塞或者冷却水的流量将减小，因此，这种方法行不通。而对于板式换热器的拆装、冲洗，存在两大问题：一、由于板式换热器的换热板片数量多，拆装、冲洗会耗费大量的人力和时间；二、为了得到良好的换热效果换热器的换热板片一般都采用了不锈钢和钛合金材料，这些材料都是造价高，而且很薄，在拆装和冲洗过程中存在损坏的风险，所以这个方法的清理也要尽量的减少。

3.2 换热器旁路的设计

在冷却水入口电动门前端上侧和冷却水出口电动门后端下侧之间加装一根尺寸为φ57的20#钢管，其间设置一个截止阀即可，这样就形成旁路，然后在冷却水入口电动门后端下侧及冷却水出口电动门前端下侧各加装一根排污管。这样，定期检查冷却水出口电动门的排污管，一旦发现水质变差，就进行反冲洗。（见图2）

图2

3.3 反冲洗装置运行过程

在进行发冲洗时，首先应打开旁路的截止阀门和冷却水入口电动门后端下侧排污管阀门，然后关闭冷却水入口电动门和冷却水出口电动门， 这样冷却水就会按原来进水方向的反方向流动，冲洗下来的污水从排污管流出，起到了清洗的作用，从而达到较少拆卸甚至不用拆卸板式换热器也能进行清洗的目的。但是，每次进行反冲洗的时间不应过长，以免大幅降低换热效率。

3.4板式换热器闭式水侧板片的清洗

虽然闭式水水质非常的好，但是也不可能把水中的杂质等全部清除掉，总会有极少的一部分流入换热器内部，经过长时间的累积，也有可能造成换热器的堵塞甚至出现锈点进而损坏换热器板片。所以对闭式水加装旁路进行反冲洗也是很有必要的。

因为闭式水进出口都已经有排污管了，所以只要在闭式水入口门前端和闭式水出口门后端加装一根尺寸为φ57的20#钢管，其间设置一个截止阀即可。（见图3）

图3

4 总结

加装旁路反冲洗装置后在运行中能够定期的将内部污物进行冲洗避免了堵塞，不但节省大量的人力和降低成本，也保证了机组的安全运行。目前火电厂中重要设备冷却基本都采用了板式换热器。如果将这些板式换热器都安装上反冲洗装置，也能节省下不少的资金成本和人力的。虽然，这种方法不可能彻底的防止板式换热器的堵塞问题，但是至少能大大降低换热器板片堵塞的可能性和推迟换热器板片堵塞的时间。

参考文献

[1] 周浩;李素梅;;板式换热器反冲洗清洗维护方法的应用[J];山西建筑;2011年08期

[2] T. Kuppan，换热器设计手册，北京中国石化出版社，2003

[3]杨崇麟，板式换热器工程设计手册[M]，北京 机械工业出版社，1994

[4]板式换热器（PHE）设计选型及使用中应注意的问题，建筑热能通风空调，1999