浅议换热器在集中供热工程中应用

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1、浅议换热器在集中供热工程中应用　　摘要：本文首先了换热器选型的注意事项，然后提出了换热器选型计算步骤，最后分析了换热器在集中供热系统应用中出现的问题及解决措施。关键词：换热器，集中供热工程，措施。中图分类号：K826.16文献标识码：A文章编号：一、换热器选型的注意事项1)换热器表面换热系数的大小，取决于冷、热流体在板片两侧界面的对流换热系数αc与αh，且小于二者中较小者。因此，要充分发挥换热器良好的传热性能，必须同时提高冷、热流体与壁面之间的对流换热系数，在换热器选型计算中应当重视。2)城市集中供热中，国内所采用的一次热媒温度

2、一般为130℃/70℃，二次热媒一般为95℃/70℃或85℃/60℃。在这样的设计参数下，换热器一次热媒流道内流量仅为二次热媒流道内流量的1/2左右。对于对称性流道来说一次热媒流速仅为二次热媒流速的50%左右，则一次热媒流道内流体与板片间的对流换热系数约为二次热媒流道内的70%。所以当一次侧和二次侧介质流量比较大时，宜采用非对称型换热器。3)7换热器的选型计算过程复杂，要合理地完成一个集中供热系统换热器的选择计算，必须对换热器板间流速的影响，冷、热介质板间流速的匹配及如何合理地安排流程作出统筹规划。在工况条件一定的情况下，应对流

3、速、流程、温差及介质的物性参数等诸多因素综合考虑，使其都处在合理的范围内，才能最大限度地发挥换热器的优越性，获得最佳的经济效益及可靠的运行工况。二、换热器选型计算步骤1)列出冷、热介质的物性参数及热工参数。包括总的热负荷，冷、热流体的流量;进出温度(tc1，tc2，th1，th2)，允许的压降、粘度、比重、比热和导热系数等。2)选择板片形式。根据Δtm和工艺过程中流体的状况选择板片形式，如Δtm较小时，选择浅密波纹板，在集中供热一次侧和二次侧流量比为1．25～2．5时，采用非对称流道板片。3)假设一侧流体流道中的流速，假设流速不

4、应过小，以免传热系数过低，一般为υ=0．4m/s～0．6m/s。当一侧流体的流速υ1确定后，对单程换热器，可求出另一侧流体的流速υ2:υ1=υ2V1/V2。应尽量使υ1≈υ2，若相差过大时，建议对低流速(即流量小)侧采用多流程。4)计算冷热流体的雷诺数。7Re=υ·de/γ。根据Nu=CRePr，计算出冷热流体的努谢尔特数Nu1，Nu25)计算冷、热流体的换热系数α1，α2。α=Nu·λ/de。6)计算传热系数K。K=(1/α1+1/α2+Rp+r1+r2)。其中，Rp为板片热阻，Rp=δ/λ，m2·℃/W;δ为板片厚度，m，λ

5、为板片材料导热率，W/(m2·℃);r1为热流体侧污垢系数，m2·℃/W;r2为冷流体侧污垢系数，m2·℃/W。对于水—水换热器，计算出的传热系数不宜小于3000W/(m2·℃)，如果过小时，应提高板间流速重新计算。对于水—水换热器r1=(17．2～25．6)×10m2·℃/W，r2=(25．8～60．2)×10m2·℃/W。7)计算换热器理论换热面积Aj。Aj=Q/K·Δtm。8)计算换热器一个流程的流道数n。n=V/υS(计算出的n取整)。其中，V为热媒的体积流量，m3/s;S为换热器板间流道面积，m2。9)计算换热器的流程

6、数m。m=(Aj/f－1)/2n(计算出的m取整)。其中，f7为单板换热器面积，m2。10)计算换热器实际换热面积A及实际片数N。A=(2mn－1)f。N=A/f+2。11)计算换热器的压力降。根据Eu=c’Re(其中，c’，P为试验常数)计算欧拉数后，再分别计算冷、热流体的压降ΔP1和ΔP2。ΔP=Eu·ρ·υ2。将计算出的压力降乘以系数1．2，主要是考虑到板片上积垢对压力降的影响以及分流角孔、汇流角孔的阻力损失。对于集中供热系统中的水—水换热器，预留压头一般在0．03MPa～0．05MPa之间。往往选择一台换热器需要重复计算

7、很多次，有时还要涉及到板型、流程改变等。12)校核换热面积。与初估的设定换热面积作比较，如不一致，需改变流程和流道布置并重新进行计算，直至一致为止。13)校核压力降。传热计算后，进行压力计算。若计算结果超过允许值，则必须重新进行传热计算，或在确定流程后，先求出不超过允许压力降的最大可能流速，在此值之内选取实际流速。三、换热器在集中供热系统应用中出现的问题及解决措施71换热器的腐蚀换热器板片一般为不锈钢制成，有较强的耐腐蚀性，但氯离子能对其腐蚀。我国有些地区水中氯离子含量较高，会腐蚀板式换热器板片。应当在选用换热器时注意，并采取防

8、范措施。目前，氯离子对换热器不锈钢板片腐蚀浓度还没有一个确切的数量界线，一般认为，氯离子含量超过200ppm时不宜采用普通不锈钢板片。可以通过降低一级网和二级网介质中氯离子含量，使其在安全浓度范围内来解决，但该法是对整个集中供热系统中介质进行氯离子控制，投资高，