板式换热机组的结构性能和应用

肖国伟

摘要：本文就热交换机组的结构，原理和性能做出了具体的叙述，运行中设备存在的问题和故障现象作做出了分析，重点对热交换机组节能管理进行了详细的阐述。

关键词：板式换热机组;PID调节;能量守恒;节能管理

一、原理和结构

在严寒的冬季，很多厂矿企业一般都是利用板式换热来进行取暖。换热器是指两种不同温度的流体进行热量交换的设备。换热器作为传热设备被广泛用于耗能用量大的领域。板式换热器一般分为四大类型①可拆卸板式换热器（又叫带密封垫片的板式换热器）、②焊接板式换热器、③螺旋板式换热器、④板卷式换热器（又叫蜂窝式换热器）。 板式換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[1]。它具有换热效率高、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，热回收率可高达90%以上。换热机组是由换热器、温控阀组、疏水阀组（热媒为蒸汽时）循环泵、电控柜、底座、管路、阀门、仪表等组成，并可加装膨胀罐、水处理设备、水泵变频控制、温控阀、远程通讯控制等，从而构成一个完整的热交换站。板式换热机组是把一次网得到热量，自动连续的转换为用户需要的生活用水及采暖用水。即热水从机组的一次侧入口进入板式换热器进行热交换后，从机口一次侧出口流出;二次侧回水经过过滤器除去污垢后，通过二次侧循环水泵进入板式换热器进行热交换，二次水经过过滤除污，经由循环进入换热器，被蒸汽或高温水加热后进行供热。蒸汽或高温水进入板式换热器后，变成凝结水或高温回水返回热源，进行一、二次供热系统的回路循环。补水泵将软水打入系统中以保持系统压力的恒定。根据PLC中控系统根据设定的温度和压力，经过PID进行计算，合理的打开和关闭电动执行系统的蒸汽阀门，并由变频器控制系统来控制电机水泵的运行速度。

二、工作流程

机组由一次侧、二次侧及补水系统组成。一次侧指热量或冷量的提供侧，二次侧指热量或冷量的接收侧。一侧次通过板式换热器将热量或冷量传递给二次侧，二次侧没有循环泵，通过循环水将热量传递给用户。板式换热器的主要控制参数为水加热器的单板换热面积、总换热面积、热水产量、换热量、传热系数K、设计压力、工作压力、热媒参数等。板式换热器主要是靠热传递方式传递热量。热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。热传递转移的是热量，而不是温度。

三、节能控制

1）热交换机组中对蒸汽压力及温度都有严格要求，蒸汽压力和温度不得超过机组所允许的最大工作压力和最高温度，超温超压会破坏机组部件的密封性能造成泄漏

2）在实际工作中出现过机组上部热而下部不热，通过换热器下部冷凝水的排放，使机组恢复到正常。所以要定期检查冷凝系统，定期放一下冷凝水，防止换热器内存水。

3）如果一次侧供回水压差或者是二次侧换热器的进出口压差超过0.15MPa以上，并且二次供水温度不热，请检查换热器是否堵塞。检查方法是拆洗换热器。如果一次供水温度与一次回水温度的温差很大，高温水超过45度以上，低温水超过30度以上，并且二次供水不热，此时请检查一次供水处的过滤器是否堵塞。如果二次供水温度与二次回水温度温差很大，地暖温差超过15度以上，散热器采暖温差超过30度以上，并且压差很小，请检查二次回水处的过滤器是否堵塞。供水温度与回水温度的温差越小，说明系统的流量越大，系统越畅通。反之，如果供水温度与回水温度的温差越大（超过额定值），说明系统的流量小，系统循环不够畅通。此时检查过滤器和换热器以及管道相应的阀门是否堵塞。

4）换热机组运行时，补水压力达到正常值后，循环水泵运转，二次网正常循环运行后，再缓慢打开一次网热源进口阀门，使之开始换热。换热机组长期不用时，一定要把板换内部的水排空，避免内部的水对整个箱体腐蚀伤害。同时也会避免再次使用时，内部的水由于低温，形成水锤，对整个管道系统进行冲击和损害。

5）冷凝水的利用

冷凝水是一种不含有任何离子的纯净水，是蒸汽从气态到液态的转化。根据能量守恒定律，从理论上一吨蒸汽从气体转换成液体应产生一吨冷凝水，虽然在实际中肯定会有损耗，但这些大量的冷凝水如果利用起来不仅可以节约水资源，也可节约气资源。一般是通过冷凝水回收系统，经过再次过滤和沉淀，重新归回到锅炉系统得到再次利用，达到节能减排的目的和作用。

结论

要落实各项操作规程和管理节能措施，运行和维修人员要加强理论和实际操作经验的学习和提高，以保证机组的正常运行和设备的使用效率，才能在节能中有所作为。

参考文献

[1]史美中，王中铮编著.热交换器原理与设计.4版.

[2]邹德宇主编.工业泵设计选用安装维护与运行维护使用技术手册.