板式换热器应用水气脉冲清洗的探索与实践
2020-11-05 14:46 [电力应用] 来源于：佳木斯热电厂 作者：吕海波 王艳福 崔 野
导读：板式换热器 应用水气 脉冲清洗的探索与实践 吕海波 王艳福 崔 野 于从喜 赫荣森 张 勇 一、背景 华电能源佳木斯热电厂热力公司成立于2010年，主要负责佳木斯市佳南城区的供热工作，是佳木斯市主要的大型供热企业。 板式换热器作为热力公司热网换热站的主要换
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板式换热器应用水气脉冲清洗的探索与实践
一、背景吕海波 王艳福 崔 野 于从喜 赫荣森 张 勇 华电能源佳木斯热电厂热力公司成立于2010年，主要负责佳木斯市佳南城区的供热工作，是佳木斯市主要的大型供热企业。 板式换热器作为热力公司热网换热站的主要换热设备，其换热效率的高低将直接影响到供热质量。板式换热器在运行的过程中，由于水处理设备运行不当，水质控制不严等原因会将不符合水质标准的循环水注入换热器，并产生水垢及粘泥，由于水垢、粘泥的存在，在流速降低的情况下会沉积在受热面上形成沉淀物。不但造成换热效率大幅下降（由于水垢的导热性能极差，据资料显示，水垢每增厚1mm，热效率降低8%左右），还会增加循环水泵电耗，因有部分堵塞，流通截面积变小，阻力增大，以往人工清洗，需拆下板换，使用高压水枪进行，耗费大量人力、物力，还需一定的清洗时间，增加用户投诉不热的可能性。以往我们是采用拆卸换热器利用高压水枪对板片进行冲刷清洗，此种清洗方式将使换热器板片及胶垫使用寿命大大缩短，运行期清洗时间长，对住户影响较大。基于以上原因，为有效降低供热“三耗”，提高换热机组循环热效率，公司组织对“板式换热器应用水气脉冲在线清洗”的探索研究及现场应用，及时清除黏结在换热板片上的水垢及杂质。 二、原理 板式换热器应用水气脉冲清洗原理： 1、水锤原理：气水混合后，利用空气的可压缩性，使槽道中的水流速度发生变化，形成水锤，不断冲击、震荡。 2、脉冲原理：瞬间击中释放巨大能量，水流紊动越强，水流的切应力就越大。 3、三相流原理：水、气、杂质三相混合，增大流体质量，共同作用于管道及板片上的附着物，对水垢层具有一定的掀动力，使水垢从换热器受热面脱落下来。 4、水气弹状流原理：在管道及换热器内形成弹状流，它对去除受热面上的附着物和沉积物起重要作用。 5、疏通原理：它用空气作为动力产生强力空气振动波，击碎或冲击堵塞物，使管道畅通。 水气脉冲清洗设备： 1、空压机。2、储气罐。3、电动调节装置。4、脉冲控制装置。5、安全保护装置。 水气脉冲清洗技术是利用气体和液体的柔性在换热器内形成不同频率的振动波和高速水气流清洗换热器内的污垢，与其他清洗技术相比较有以下优点：1、不使用任何化学清洗剂，对换热板片无任何损害。2、操作简单，不破坏管网系统，只要在管网的适当位置输入气脉冲和水流污垢的排污口即可。3、工时短，不影响供热，一般在1-2小时就可完成清洗。4、适应性强，只要有水气就能传导脉冲，不受其他条件的限制。 在清洗过程中，出水口处的脉冲效果实时反馈至脉冲控制系统，根据出水口的脉冲效果及时调节脉冲频率，使换热板片清洗效果达到最佳。 储气罐所送出的高压气体，压力不低于0.8 MPa ,通过脉冲控制器精确调整进气时间，并在板片槽道内与水形成高速的脉冲水气流，脉冲震荡波随水、气流向后延伸传播，其流速不小于1.8 m/s，使板式换热器槽道内形成水气旋流和细小气泡，气泡碰壁后膨胀爆裂，局部形成水击，使水垢及附着物破裂脱落，在换热器内形成高速水气湍流，伴随湍流而形成内部硬质杂质（如泥沙、氧化铁垢等）在板片凹槽内产生冲刷和喷砂效应，促使附着在板片上的污垢破碎脱离，并随水气流从末端排污口排除，以达到清洗的目的。清洗后的换热板片表面洁净、无水垢残留，除垢率可达90%以上,项目试验成功后在系统内可起到示范和推广作用。 清洗程序： 一级网清洗： 1、关闭一级网机组侧供、回水阀门。 2、开启一级网供水DN100排污门，并利用软管连接至站内积水坑。 3、启动空压机，并保持储气罐压力不低于0.8MPa。 4、缓慢开启一级网回水门，控制回水门开度大小，进行预冲洗。 5、投入脉冲清洗装置进行脉冲清洗。 6、注意观察排污管排出水的浑浊程度，直至水清为止。 7、关闭DN25空气门，缓慢关闭排污门，开启一级网管道放空气门，排净系统内空气。 一级网清洗示意图  1、停止补水泵运行、循环水泵运行。 2、关闭循环水泵出口门、机祖侧二级网供水门。 3、开启二级网DN100排污门，并利用软管连接至站内积水坑。 4、缓慢开启一级网至二级网DN100冲洗水门，控制阀门开度，进行预冲洗。 5、间断性开关二级网DN25空气门，进行手动脉冲清洗。 6、注意观察排污管排出水的浑浊程度，直至水清为止。 二级网清洗示意图  换热机组板式换热器采用水气脉冲清洗后，有效降低了热力公司的三耗指标，提高了换热机组的换热效率，降低了一级网的回水温度，为热网、热源、热泵和机组联合优化大运行做出了贡献。 以下是水源胡同换热站的清洗前后一、二网数据
以水源胡同小区为例，该小区供热面积15万平方米,二网循环水泵频率每下降1赫兹，每小时可节电1-1.5度电，采用该方法冲洗,能够做到时时进行,二网用户用热基本不受影响,避免拆卸板片清洗时间长、用户用热影响大，也就避免了用户不热时的放水情况，减少热和水的损耗，同时换热器板片及胶垫使用寿命得到提高，节约了材料成本。 采用脉冲清洗方式节省资金
以水源胡同换热站为基础计算,换热机组板式换热器经过脉冲清洗后，年可为公司节省费用约370万元。同时最大限度保证了供热的时间、节省能耗和材料成本。如果把脉冲清洗推广到所有换热站,清洗后给企业带来的效益是非常可观的。 四、推广前景 随着城市经济的发展，对供热量的需求不断增加，每年都有新增加供热负荷，随着管网运行时间的增多，管道中的沉淀物、杂质、绣垢等使换热系统受热面堵塞问题变得越来越突出，解决这些问题的最佳办法就是对其进行清洗和维护，但传统的清洗方法时间长、对设备使用寿命影响较大、清洗时无法继续供热，增加热用户投诉的风险等许多条件制约着换热系统的全面清洗，因此应运而生地出现了新的清洗技术—脉冲清洗。 采用水气脉冲清洗的优点： 1、传统的清洗方式需将板片拆下，逐一清洗，以15万机组为例，拆卸、清洗、安装时间一般需4-5小时，采用脉冲清洗可控制在2小时以内即可完成。 2、传统清洗方式需用人工一般为5人，而水气脉冲清洗只需2人就可完成清洗工作。 3、由于清洗时间缩短，大大降低了热用户投诉不热的风险。 板式换热器脉冲清洗在系统内供热公司是首家采用，并经试验取得了良好的效果。该项目成果若在各供热公司应用，将为供热公司节省大量运行、维护、人工、材料费用，降低热用户投诉几率，同时是在线循环清洗，推广应用前景可观。 五、创新点、实施效果 创新点：采用脉冲清洗在不拆卸换热器的情况下，对结垢或堵塞的换热器换热板片进行在线清洗，减少清洗时间，此项技术在系统内供热公司首次采用，无应用先例。 实施效果： 1、无污染及腐蚀：不使用任何化学清洗剂，对受热面无损坏，所以，可以满足企业的自主清洗。 2、操作简单：不破坏任何管网系统，只要在板片的适当位置安装输入脉冲的入口和排出污垢的出口即可。 3、适应性强：只要有水、气就能传导脉冲，可在各种复杂管网及多组受热面的条件下实施，没有附加条件的限制，清洗后的换热板片表面洁净、无水垢残留，除垢率在95%以上。 4、工时短：不影响小区供暖，只要做好清洗前的准备工作，一般清洗一台15万机组在2小时以内即可完成。 5、费用低廉：如果把脉冲清洗后给企业带来的保证生产的时间、节省的能耗和对设备的无腐蚀方面计算，所用水量及电量的费用是非常低廉甚至是可以忽略不计的。 （编辑：东北亚） |
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