1.7 换热机组

1.7.1 换热器
1 分类及特点见表1.7.1-1。
2 主要技术性能指标见表1.7.1-2。

表1.7.1-1   换热器分类(按结构)及特点

表1.7.1-2  换热器主要技术性能指标

注：表中A→D顺序为较好至较差。
3 设计选用要点
  1)应根据用途及使用要求选用换热器的类型，各类型换热器的选用应在技术经济比较基础上进行。
  2)根据已知冷、热流体的流量，初、终温度及比热容确定所需的换热面积。初步估算换热面积：
一般先假定传热系数，确定换热器构造，再校核传热系数K值。实际换热面积宜取计算面积的1.15～1.25倍。
  3)选用换热器时，应尽量使换热系数小的一侧得到大的流速，并且尽量使两流体换热面两侧的换热系数相等或相近，提高传热系数。高温流体宜在内部，低温流体宜在外部，以减少换热器外表面的热损失。经换热器加热的流体温度应比换热器出口压力下的饱和温度低10℃，且应低于二次水所用水泵的工作温度。
  4)当热媒为蒸汽时，宜采用二级换热方式(汽—水和水—水)，降低凝结水温度，以提高热能利用率，防止冷凝水在管网二次蒸发。
  5)含有泥沙脏物的流体宜通入容易清洗或不易结垢的空间。
  6)换热器中流体的流速选择宜遵循以下原则：
    ①尽量使流体呈湍流状态；
    ②提高流速应考虑动力消耗与减少换热面积之间的经济比较；
    ③适当的流速可以使换热器的外形尺寸比较合理；
    ④换热器的压力降不宜过大，一般控制在0.01～0.1MPa之间；
    ⑤流速大小应考虑流体的粘度，粘度大的流速应小于0.5～1.0m／s。一般流体管内的流速宜取0.4～1.0m／s，易结垢的流体宜取0.8～1.2m／s。
  7)选用换热器时应注意压力等级、使用温度、接口的连接条件。在压力降、安装条件允许的前提下，管壳式换热器宜选用直径小的加长型，有利于提高换热效果。选用板式换热器时，温差较小侧流体的接口处流速不宜过大，应能满足压力降的要求。
1.7.2 整体式换热机组
整体式换热机组是将热交换器、二次水循环系统、补水系统、水温控制系统按需要组合在一起，在工厂完成设备组装、调试、检验，实现热交换站全部功能的机电一体化整件产品。可缩短热交换站的建设工期，简化热交换站的施工难度，提高热交换站的工程质量是该产品的主要特征。
1 分类及特点见表1.7.2。

表1.7.2  整体式换热机组分类及特点

2 设计选用要点
  1)根据用途确定二次侧的供、回(出、进)水温度，按照热负荷确定二次水流量。
  2)根据用途、热负荷和选用的热媒确定换热器的类别和换热量。在确定换热器类别时，应考虑换热器工作压力和一次、二次侧的最大允许压差。
  3)按常规选用二次水循环泵和补水泵。
  4)根据二次侧流量工况确定二次水的流量控制方式。
  5)根据二次回水压力工况确定二次回水压力控制方式。在二次回水压力控制中必须包括超压泄水控制(如设置安全阀)，以确保设备安全。
  6)根据用途确定二次水温度控制方式，控制方式必须考虑对一次热源的影响。
  7)根据机组的一次、二次热媒和二次补、泄水管的空间位置，确定热力站内相应管道的走向，并在管道上安装阀门。
  8)根据机组的动力电缆进线位置和用电负荷，敷设电缆至配电柜，并经开关(断路器)接入配电柜内。
  9)应设计软化水箱低水位报警信号，用于与补水泵连锁控制。
10)机组中水泵的安装和连接应采取减振措施，以减少噪声通过机架和管道的传导。
3 施工安装要点
  1)机组应安装在高出地面的基座上。当直接安装在地面上时，应采取措施避免积水浸泡机组电气设备。
  2)当一次热媒为蒸汽时，应采取疏水措施。
  3)机组的安装现场应留有可供机组通过的通道，机组周围应留有足够的维修空间。
1.7.3 相关标准
《板式换热器》GB 16409—1996。
《钢制压力容器》GB 150—1998。