QSH 型汽水混合式换热器应用中的几个问题

提要根据实际经验,总结了QSH 型汽水混合换热器在应用中存在的问题,如设计时选型偏大,运行时系统产生汽化、振动、喷管堵塞等,分析了原因,并提出改进意见。

QSH 型汽水混合加热器(以下简称加热器) 是一种很好的汽水直接混合加热设备,但是在设计选型和实际运行中容易出现一些问题,为此笔者进行了总结,供同行参考。

1 设计选型问题

选型过大,造成加热器运行中严重振动。选型过大的原因是多方面的。文献[1 ]仅给出供汽压力p = 0. 4 MPa 时的设计数据,不足以指导正确选型。

产品样本及有关手册中大多要求加热器正常工作条件为蒸汽入口处压力ps 比水侧入口处压力pw高0. 05 MPa ,但实际应用中有时ps < pw ,加热器仍能正常工作。笔者认为,在喷管结构已定的情况下(主要是斜孔直径和数量) ,决定加热能力H 的主要因素是加热器内喷管外的蒸汽全压与喷管内的水的静压差Δp。只要Δp > 0 ,就能加热,Δp 越大,加热能力越大( H∝Δp) 。加热器通水量不同,则加热器喷管内水的静压不同。通水量越大,水静压越小,蒸汽越容易加入水中。只要Δp > 0 ,加热器就能正常工作,并非必须ps - pw > 0. 05 MPa。

2 运行问题

2. 1 汽化

热水供热系统汽化一般有下列4 种情况:

①加热量大于供热量,使供回水温度上升,当达到系统压力所对应的饱和温度时,系统出现汽化,蒸汽直接进入热水系统,将水顶走,水循环中断,随之蒸汽也从定压点处冒出。

②供热系统由于泄漏和失水,压力下降,下降到一定程度时,水循环中断,蒸汽进入热水系统,出现①所述现象。

③由于停电,循环水泵停止运转,而蒸汽管道与循环水泵没有联锁保护,继续向系统供汽,也会出现①所述现象。

④系统定压太低,低于相应水温所对应的饱和压力,使在循环水泵吸入口或加热器出口发生汽化。

2. 2 撞击与振动

系统启动时由于喷管和外壳间的水被蒸汽顶走,出现几秒钟的振动,加热器型号越大,存水越多,振动越大,这种现象是正常的。除此之外,运行中有时出现撞击和振动,严重时会把壳体和阀门振裂,这大多由于以下情况所致:

①启动时蒸汽管道中存有大量的蒸汽凝结水或循环水。

②汽压过低,当Δp < 0 时,蒸汽不能进入喷管内与水混合,相反水会进入蒸汽管道中,产生撞击;当Δp≈0 时,撞击声最大;当Δp 稍大于0 时,则形成脉冲式加热,蒸汽管道的止回阀反复启闭,阀板与阀座发出轻微的撞击声。汽压过低的原因较多:a 蒸汽锅炉的供汽能力低于加热器的加热能力,启动后汽压越来越低,直至产生撞击振动。b系统负荷太小,必须关小蒸汽阀门,使汽压降低,产生振动。c 加热器置于水泵出口,水压较高,而汽压较低。d 循环水泵流量减少,动压减小,静压增大,使Δp 变小或成为负数。

2. 3 喷管孔堵塞

喷管孔堵塞,加热能力明显降低,堵塞的原因多是系统补充大量的硬水,喷管处温度很高,造成结垢。严重时几天就要疏通一次。

3 对策

3. 1 生产厂家和科研部门要反复试验,为设计者和用户提供可靠的试验数据和运行参数,尤其是加热器的阻力、加热量及其上下限。

3. 2 设计选型要适当,切不可随意加大型号,尤其是热负荷变化较大时应更加注意,必要时可选多台加热器。如果供热系统投入运行后发现加热器型号偏大,可更换小型号的加热器或通过堵孔的办法来解决。

3. 3 加热器设置旁通管,便于调整Δp 。

3. 4 蒸汽管道上要加止回阀,以防止循环水进入蒸汽管道中,止回阀尽量靠近加热器,在止回阀前加放水阀,启动前放掉积存在蒸汽管道中的水。

3. 5 加热系统定压方式、定压点位置、定压大小及加热器位置,需根据蒸汽压力及系统设置情况综合考虑,要保证系统定压稳定,加热器喉管处蒸汽与水之间有足够的压差。

3. 6 系统运行前需先充满水,然后开启水泵,再打开蒸汽阀门;系统停止运行前需先关闭蒸汽阀门,再停止水泵运行。

3. 7 蒸汽管道上应加蒸汽电磁阀或其它自控仪表,与水泵联锁,以便水泵停止运行时,停止供汽。

3. 8 提高运行人员的素质,上岗前要经过培训,使其能够正确操作,并能判断和处理运行中出现的问题。