一、容积式换热器简介
容积式换热器是利用冷、热流体交替流经蓄热室中的蓄热体(填料)表面,从而进行热量交换的换热器,间壁容积式换热器的冷、热流体被固体间壁隔开,并通过间壁进行热量交换的换热器,因此又称表面式换热器。
它主要由器体、蒸汽盘管组件,蒸汽进出口、冷热水进出口等组成,为防止器体内表面腐蚀,在表面上喷涂有一层防腐合金层,并在合金层上刷制有油漆层,另取消原有管箱,蒸汽盘管通过法兰直接外接,从而使本实用新型具有结构简单合理、使用寿命长,换热效果好,节能等特点。
二、容积式换热器的优缺点
1、优点:
(1)兼具换热、贮热功能。容积式换热器的换热管束上部是贮热部分,属同温热水区,贮热量大,能适应小时耗热量的变化;它能够为不均匀用水的热水供应系统提供一个较大的贮存与调节容积,以适应用水负荷变化;出水温度稳定,供水安全可靠。
(2)被加热水通过罐体阻力损失很小。由于冷水通过容积式换热器时过水断面很大,流速不到0.01m/s,阻力损失很小,一般只有0.1~0.2m,这对于保持用水点的冷热水供水压力平衡极为有利。
(3)对热媒要求不严。容积式换热器有较大的贮热容积,其供热负荷可按最大小时耗热量来计算,可将锅炉及管网负荷减半,大大节省了热媒供给系统的投资,同时热煤的使用相对均匀,有利于提高锅炉热效,延长其使用寿命。
(4)结构简单,管理方便,可承受水压,噪声低。
2、缺点:
(1)传热效果差,一级换热难以满足使用要求。传统容积式换热器热媒流速低、流程短,传热系数K值低,换热很不充分。为此,一些工程设计不得不采用二级串联换热来满足使用要求。
(2)容积利用率低。传统容积式换热器的有效贮热容积为75%~80%,容积利用率低。
(3)体积大,占地面积大,一次投资高。卧式传统容积式换热器的罐体较长(2087~5875mm),加上维修时为抽出换热管束所需的空间,占地很大,需要两台换热器串联使用时占地面积更是成倍增加。立式传统容积式换热器占地面积虽然不大,但是高度大(2050~3220mm),耗钢材多,一次投资大。
(4)水质易受污染。罐体下部的变温区和冷水区,容易导致军团菌等细菌滋生,影响水质。
(5)不节能。
三、容积式换热器的分类
1、根据外型可分立式和卧式换热器。
2、根据热媒性质可分汽水型和水水型:热媒可采用蒸汽或高温水。
3、根据罐体内结构而分有容积式和半容积式(半即热浮动盘管式)等类型。
四、容积式换热器的选型方法
通过计算完成选型,计算出换热面积完成选型,生产中用途简单也可以根据经验选定规格型号,大多需经过详细的计算完成选型。
1、明确落实容积式换热器的使用工况参数。
(1)介质:冷媒和热媒(蒸汽和水、高温水和低温水)。
(2)蒸汽:蒸汽压力。
(3)高温水:进口温度、流量。
(4)低温水:进口温度、出口温度、流量。
(5)设备材质要求及其他要求。
(6)立式、卧式,泵房高度与面积有无要求。
2、根据第一步的参数计算容积大小和传热面积。
(1)设计时应先确定换热器的运行工况,即热媒进出口温度、冷媒进出口温度及流量、热负荷等,从而计算出所需换热器的换热面积。
(2)根据换热器的承压状况选用合适的工作压力。
(3)根据工程实际设计适当数量的换热器,以保证连续、稳定的供水。
3、根据上一步的选型计算确定具体的型号。
五、容积式换热器的安装步骤
1、安装基础。安装容积式换热器的基础必须满足以使换热器不发生下沉,或使管道把过大的变形传到传热器的接管上。基础一般分为两种:一种为砖砌的鞍形基础,换热器上没有鞍式支座而直接放在鞍形基础上,换热器与基础不加固定,可以随着热膨胀的需要自由移动。另一种为混凝土基础,换热器通过鞍式支座由地脚螺栓将其与基础牢固的连接起来。
2、前期检查。在安装容积式换热器之前应严格的进行基础质量的检查和验收工作,主要项目如下:基础表面概况;基础标高,平面位置,形状和主要尺寸以及预留孔是否符合实际要求;地脚螺栓的位置是否正确,螺纹情况是否良好,螺帽和垫圈是否齐全;放置垫铁的基础表面是否平整等。
3、安防垫铁。基础验收完毕后,在安装容积式换热器之前在基础上放垫铁,安放垫铁处的基础表面必须铲平,使两者能很好的接触。垫铁厚度可以调整,使换热器能达到设计的水平高度。垫铁放置后可增加换热器在基础上的稳定性,并将其重量通过垫铁均匀地传递到基础上去。垫铁可分为平垫铁、斜垫铁和开口垫铁。其中,斜垫铁必须成对使用。地脚螺栓两侧均应有垫铁,垫铁的安装不应妨碍换热器的热膨胀。
4、找平换热器。容积式换热器就位后需用水平仪对换热器找平,这样可使各接管都能在不受力的情况下连接管道。找平后,斜垫铁可与芝座焊牢,但不得与下面的平垫铁或滑板焊死。当两个以上重叠式换热器安装时,应在下部换热器找正完毕,并且地脚螺栓充分固定后,再安装上部换热器。可抽管束换热器安装前应抽芯检查,清扫,抽管束时应注意保护密封面和折流板。移动和起吊管束时应将管束放置在专用的支承结构上,以避免损伤换热管。
六、容积式换热器的清洗方法
1、坩埚除垢。首先防空容积式换热器罐内的水,打开热媒开关,让高温热媒直接加热管程,在加热的过程中,换热金属元件随温度升高发生膨胀,换热元件外表面的垢层也会随温度的升高膨胀,金属与水垢的膨胀系数不一致,在内力的作用下垢层很容易被拉裂,过段时间再通入冷水,水垢在冲刷力的作用下轻易脱落,尤其是浮动盘管换热管束效果显著。
2、超声波除垢。在容积式换热器冷水进口端安装HDD型除垢仪,开启除垢仪进行除垢,利用高频超声波的空化效应、活化效应、剪切效应、拟制效应,用超声波强声场处理流体,让流体中成垢物质在超声场作用下,其物理形态和化学性能发生一系列变化,使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着在管壁形成积垢。然后通入一定量的清水进行清洗、排污。
3、化学清洗。按比例在清洗槽循环水内加入表面剥离剂和缓释剂,循环清洗20分钟,使垢质和清洗的各部件分离,同时对没有结垢的物体表面进行防腐处理,防止除垢清洗剂对清洗部件产生腐蚀。
七、容积式换热器的注意事项
1、保持容积式换热器管网清洁。无论是在工作前还是工作完成后,都必须清洗管网,避免发生容积式换热器堵塞的现象。此外,要注意对除污器和过滤器的清洗,让整个换热工作顺利完成。
2、严格把关软化水。在进行供热介质处理前,要检查容积式换热器系统中和软化罐中的水质问题,确定水质合格后可注入。
3、检验新系统。对于新近的系统,不能立刻使之与容积式换热器进行交替使用,而要使新系统在指定的时间段内运行,在完成运行检验后,才能把容积式换热器并入系统中。这样做的目的是避免管网中的杂质破坏容积式换热器的内部设备。
八、容积式换热器的价格行情
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