目前，随着城市建设的进步，人们的生活水平越来越高，不仅需要通过供热采暖为自己提供一个舒适的生活环境，而且还需要将室内温度控制在一个适宜的范围内。 集中采暖供热系统也在不断发展与进步集中供热采暖作为一个系统的工程，主要包括一次输送管网、二次输送管网、换热站以及热用户等多个环节。能源是人类社会赖以生存的主要动力，目前能源危机的出现也让各国领导人达成了一致，提高能源利用率，也势在必行。 城市集中供暖对能源消耗巨大的问题，就是要解决的诸多问题之一。 供热采暖与计量系统节能改造 1、热源(热力站)改造 既有建筑的采暖供应以热电厂和区域锅炉房为主要热源，也可以有效利用工业余热、废热，把其转化为采暖热源，节约一次能源。在锅炉房和换热站的改造中，要通过加装高效节能的装置和控制设备，如气候补偿装置、烟气余热回收装置、锅炉集中控制系统和风机、水泵变频装置等，以节省运行的电耗，并对余热进行利用。 2、室外供热管网改造 供热管网负责把热量输送至建筑物，输送期间损失的热量越少，管网效率越高，能源浪费则越少。在对供热管网进行节能改造时，要优先选取导热系数小、湿阻因子大、吸水率低、密度小的高效保温材料，如闭孔橡塑保温材料或硬质发泡聚氨酯材料等，能减少管网与周围环境的热交换，减少管网的热损失，增大供热管网的保温厚度。 3、室内采暖系统及计量改造 通过对热计量进行改造，从而形成以住宅每户为单位进行计量，对每户的供热量进行直接计量或是分摊进行计量，从而达到节约热能的目的。 3.1热量直接计量方式 利用热量表对热量进行直接计量，可以对用户进行单独核算，而且利用此种方法进行计量时，则用户需要采取共用立管分户独立采暖系统或是利用地面辐射供暖系统来进行供热，而热量表则装在各户热力入口处，这样每户所使用的热量则会通过热计量表进行测量，从而作为计量供热费的结算依据。 3.2热量分摊计量方式 这种计量方式是通过设置总热量表，然后再利用住宅内的测量记录装置来对每户用热量的比例来进行核算，从而核算出每户应分摊的热.使分户热计量得以实现。 3.2.1散热器热分配法 此种方法是通过在散热器上安装的热分配计来对所使用的热量进行计量的方法。 (1)组成及摊原理 此种分配法由热量分配表和热量共同组成，热量分配表是安装在用户的散热器上的，而热量表则是装设在建筑物热力人口或是热力站的，通过热量分配表可以有效的将各用户的用热比例进行测算出来，然后再根据总供热量来进行户间热量的分摊。这种方法的修正因素有散热器的类型、散热量、连接方式等。而散热器热量分配表也分为三种不同的类型，即蒸发式热量分配表、电子式热量分配表和电子远传式热分配表等。 (2)适用范围 利用散热器分配法对热量进行计量，其改造较为简单，具有较好的灵活性，但对于地面辐射供暖系统则不适宜。 (3)安装要求 ①热量分配表的产品和安装方法应符合产品标准。 ②采用蒸发式热量分配表或单传感器电子式热量分配表时，散热器平均热媒设计温度不应低于50℃;采用传感器电子式热量分配表时散热器平均热媒设计温度不应低于35℃;采用蒸发式热量分配表时，不同的采暖季节应使用不同的蒸发液体颜色。 ③热量分配表的使用和保护应与用户说明，入户读表时应尽量减少对用户的干扰。
生成邻氨基苯甲酸甲酯（简称甲酯）的化学反应包括酰胺化反应和酯化反应，其中酯化反应过程中会放出大量的热，工艺要求次氯酸钠加完后物料温度控制在(-5±2)℃，并且保持在零度以下反应50min以上。由于温度对产品质量和收率影响极大，因此设备换热效率的高低成了影响产品质量和收率的关键因素，在同行业中，酯化反应一般采用釜体夹层和釜内盘管降温，由于换热面积有限，降温效果不理想，因此实际生产中对冷冻盐水的温度要求非常苛刻，必须保持在零下20℃以下，这极大地降低了制冷机的制冷效率，同时还必须使用大量的机冰辅助降温，需要有机冰生产、运输、破碎等一系列设施，这必不可少的增加了水资源、能源的消耗，生产效率低、劳动强度大[1-5]。 1·研究方案设计 根据酯化反应的机理，结合实际生产经验，经充分论证，我们提出了采用外循环降温、增加换热面积的技改方案： (1)增设螺旋板换热器，进行同步外循环降温； (2)提高盐水流量。 螺旋板换热器是一种新型高效的换热设备，主要由螺旋板、接管、密封板组成，结构简单，体积小，换热面积大，流量在Re>500时可达湍流状态，因此比管壳式换热器传热效率高1倍以上。螺旋板换热器结构示意图见图1。 螺旋板换热器的主要特点： ①传热效能好。弯曲的螺旋通道和定距柱,有利于增强流体的湍流状态，通道内流体阻力小，可提高设计流速，来提高传热系数。对于水-水热交换,传热系数可达1.8～3.5 kW/(m-2·℃)-1。 ②有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时，流速会相对提高，容易把杂质冲掉。并且由于设备本身没有死角，不容易形成沉积 ③不可拆式结构的密封性能好，适用于剧毒、易燃易爆或贵重流体的换热。 ④相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动，可得到最大的对数平均温差，有利于小温差传热。 ⑤结构较紧凑，单位设备体积内的传热面积可达150 m2/m。 ⑥由于螺旋通道本身的弹性自由膨胀，温差应力小。 ⑦价格低廉。 2·方案优化实验 影响换热效果的主要因素是:①换热面积及传热效率；②冷冻盐水温度及流量。因此2006年8月，我们经研究设计，确定了采用封闭式、每台换热面积100 m2的螺旋板换热器，并进行了以下三方面的实验比对： (1)冷冻盐水的温度（-21℃）及流量(28 kg/s)不变，对使用换热器台数进行实验对比，得到了3组试验数据。结果见表1。 通过以上3组数据对比可知：使用两台换热器，冷冻盐水温度在-20℃，流量28 kg/s，不用机冰，零下反应时间控制在50 min以上达到最佳效果。 (2)冷冻盐水的流量（28 kg/s）和螺旋板换热器两台保持不变，对冷冻盐水的温度进行实验对比，得到了3组试验数据。结果见表2。 通过以上三组数据对比可知：使用两台换热器，冷冻盐水流量28 kg/s，冷冻盐水温度不高于-19℃，不能满足零下反应时间控制在50 min以上的工艺要求。 (3)螺旋板换热器两台保持不变，对冷冻盐水不同温度下的不同流量进行实验对比，得到了9组试验数据。结果见表3。 通过以上数据可以看出，用两台螺旋板换热器，盐水温度在-17℃时，盐水流量在56 kg/s和84 kg/s时均可满足零下反应时间控制在50 min以上的工艺要求，但盐水流量在56 kg/s和84 kg/s时差别不大，因此我们选择盐水流量56 kg/s。 3·确定新生产工艺 根据以上实验结果，我们确定如下新工艺： （1）冷冻盐水温度控制在-17℃，以最大限度的提高制冷机的制冷效率，节约电能。 （2）用两台换热面积为100 m2的螺旋板换热器进行同步外循环降温 （3）冷冻盐水流量控制在200 t/h。通过几年来的运行，甲酯产品的质量和收率有了进一步稳定和提高。 4·生产应用及效果 2006年11月，我们对全部酯化釜进行改造，并将原冰池改为盐水循环池。经过一年多的生产运行证明：用螺旋板换热器代替机冰对酯化釜降温，完全符合工艺要求，作用非常明显。根据统计：减少非工艺用时3 h/d，节约人工3人/班，节电约63 kW·h/t甲酯，节水2 t/t甲酯；同时产品质量和收率有了进一步稳定和提高，由于不用机冰，相应地减少了废水量。 5·安全与环保 该方案应用后，酯化反应温度控制更有保障，勿需使用机冰，减少了可能发生安全事故的环节和因素，并有利于节约水资源，减少废弃物产生，特别是可大大减少废水量，降低了废水处理费用。该项目在安全生产、节能减排、环保方面有明显的创新性。 6·结束语 我们开发的酯化反应外循环降温技术具有以下特点： (1)采用外循环降温技术和传统的釜内盘管、釜体夹层相结合的降温模式，使换热面积大幅度增加，降低了对冷冻盐水的技术要求，提高了制冷机的制冷效率，节约了电能; (2)采用该技术避免使用大量机冰，缩短了劳动时间，降低了劳动强度，避免了机冰在生产、运输、破碎过程中的冷量损失； (3)节电节水，降低了生产成本； (4)提高了产品质量和收率，保障了安全生产。该方案具有一定的创新性、使用性，经济效益和社会效益明显，具有一定的推广价值。如果将该技术用于甲酯生产过程中的原材料预降温，也会取得不错的效果。 参考文献： ［1］王晓红.化工原理[M].北京：化学工业出版社，2009. ［2］时钧,等.化学工程手册[M].北京：化学工业出版社，2002. ［3］钱颂文.换热器设计手册[M].北京：化学工业出版社，2006. ［4］史美中.热交换器原理与设计[M].南京：东南大学出版社，2009. ［5］王军,陈良才,冯志力.并逆流间壁换热器冷热流体温度分布方程式[J].石油工业设备，2008,37(3):9-12.
换热器出水与进水温差大，进水与出水压差大，且凝结水温度高，换热量不足。水路堵塞造成换热器水循环流量减少，且换热系数降低等等，出现这些故障怎么解决？今天0638太阳中心热能和您一起探讨解决。 一、投运过程中易出现的故障 1、蒸汽管道内的汽水冲击 蒸汽管道初送汽时，蒸汽与管壁换热生成部分凝结水，凝结水随蒸汽前行过程中遇阻使凝结水产生波动而形成冲击。只要及时将凝结水排出，冲击将很快减小或形不成冲击。因此，初送汽时要认真制订送汽规程，严格控制管道温升速度，及时排放凝结水，杜绝水击产生。在送汽过程中，若凝结水疏水阀因堵塞或其他原因排不出凝结水，应立即停止送汽，待处理完后再送。在送汽过程中听到水击声时，也应停止送汽或迅速加大泄水，待水击声消除、凝结水排泄完毕后继续送汽。切勿在听到水击声后关闭泄水阀，以免造成系统损坏。 2、减压阀的损坏 减压阀带有旁路，在投运时应将旁路阀打开，使减压阀前后得到充分预热，否则易造成减压阀前后温差过大，损坏减压阀。待投运正常后，再关闭旁路阀。换热器通蒸汽时切记要首先预热管道，通汽不能过快，待充分预热后再逐步加大蒸汽流量。 3、疏水器的堵塞 一般布置两组或三组换热器凝结水疏水器并加装一旁路，疏水器前后及旁路有阀门控制。初投运时将疏水器前后阀门关闭，旁路阀门打开，让凝结水走旁路，待凝结水温度达到一定程度时再将疏水器投运。这样初投运时冲出的脏物可通过旁路排走，防止疏水器堵塞。但有些换热器的凝结水疏水器没有安装旁路管。初投运时水垢等脏物易使疏水器堵塞，造成凝水通过量减少，使换热器换热量下降，此种情况下应及时清理疏水器，并且在运行过程中定期清理。 二、运行过程中易出现的故障 1、换热器换热量不足换热器换热量不足 一般主要由下列因素造成:选型过小、汽量不足、凝水排放不畅、水路堵塞、换热器内空气未排出、换热器内结垢严重等。 1)选型过小 在循环水流程及加热蒸汽流程均无问题的情况下，进汽压力较高时才能达到换热量要求，且凝结水排放温度高;汽压一旦降低，则无法保证换热量，这种情况一般是因为散热器选型过小造成的。选型过小，凝结水排放温度高，造成热量浪费。且汽压低时无法保证正常供热，应及时更换或增加换热器。 2)汽量不足 表现为换热器进汽压力较低时换热量得不到保障。应检查减压阀调整是否正确。若减压阀前压力较低，减压阀不能启动，应将减压阀旁路阀打开。若主汽阀前压力过低，应检查外汽网和汽源，只要蒸汽压力得到解决，换热量也就能保证了。 3)凝水排放不畅 若是由于疏水器堵塞造成，只要清理疏水器就能得到及时解决。另外，凝水管道设计过小，也会造成凝水排放不畅，给换热量的调节造成困难。此种情况下要加大凝水管道尺寸才能解决。 4)水路堵塞 特征:换热器出水与进水温差大，进水与出水压差大，且凝结水温度高，换热量不足。水路堵塞造成换热器水循环流量减少，且换热系数降低。处理办法:一是进行反冲洗，二是拆开换热器清理。造成换热器水路堵塞的原因是外管网特别是新建管网杂质多且除污器除污能力太差所致。应及时改造除污器，提高其除污性能，并定期排放除污器内污物。另外，要加强新建管网的施工管理，安装过程中一定要清理干净管道内异物，新建管网应冲洗干净后再并网进行。 5)汽路堵塞 特征：进、出水温差小，凝结水温度低(几乎与进水温度一致)，但蒸汽压力并不低。处理方法:首先检查疏水器是否堵塞，疏水管道疏水量是否达到要求;其次检查蒸汽过滤器及进汽阀。蒸汽管道若没设过滤器则应考虑换热器汽路堵塞的可能性。换热器汽路堵塞与否与蒸汽管道施工完毕管道清洗质量的好坏有关。换热器汽路堵塞严重时应拆开换热器清理。 6)换热器内空气未排出 只要注意初投运时排出换热器内空气，并在运行中检查排气就能避免这种情况发生。 7)换热器内结垢严重 换热器结垢的原因是循环水水质差。 预防办法：一是要控制循环水的水质;二是要合理控制量调节与质调节的范围;三是要努力减少管网失水量。换热器结垢造成出水温度低，凝结水排放温度高，换热器效率大大降低。处理办法:一是拆开换热器清理，二是对换热器进行化学清洗。 2、循环水流量不足 如果供暖用户不断增加，而水泵仍是原来的水泵，就会使系统循环水流量不足，应更换循环泵或增加循环泵运行台数。循环水流量不足表现为供水、回水温差过大。主要应检查泵内是否积气或堵塞，叶轮是否磨损或是否有其他毛病影响水泵性能。应检查循环泵进、出口阀门，循环泵旁路泄压管止回阀及除污器等。除污器堵塞(除污器前后压差过大)将造成循环泵进口压力过低，甚至抽空，影响循环水流量。若除污器清理干净后，泵进口管仍抽空时，一般是除污器设计过流量不足造成的，应改造除污器，加大其过流量。 3、换热器内水击 换热器内水击一般是由于换热器内凝结水水位过高造成的。一般通过加大凝结水排放量就可以解决。也可暂停蒸汽，将凝结水排出后再通入蒸汽。 4、换热器泄漏 换热器泄漏分外漏和内漏两种。外漏易发现，根据外漏原因采取相应对策处理即可。若是换热器内漏，一般换热器内有水击声，且凝结水水量大增，停汽后凝水排放不止，此种情况应拆开换热器修理。 三、突发情况 1、突然停电 主要措施是及时关闭蒸汽阀门，不让蒸汽流动加热。若汽阀关闭不严，应关闭凝水阀，防止汽侧流动加热。并关闭换热器进水、出水阀门，防止汽化水击产生。然后再进一步采取其他措施，解决汽阀不严问题。 2、循环泵突然停运 循环泵突然停运应及时启动备用循环泵。 若未准备好，应先停蒸汽，待备用泵正常投运后，再投汽运行。突然停运的循环泵未查明原因不能马上启动，以免造成设备损坏。在多台循环泵组合运行中，其中一台突然停运，不易被发现。因此，要标好压力波动范围，勤巡视、勤检查，随时注意系统压力、温度波动情况。设置高低水压报警有利于安全运行。 3、管网突然失压 供热管网突然失压，应先关闭汽阀，同时停下循环水泵。一边派人查外网，一边用供回水包分路试压方法确定跑水支路，然后将其他支路投运，再查找跑水点并及时处理。换热站发生故障后，首先要仔细观察，通过分析判断找出发生故障的原因，确有把握后，再采取排除故障的措施，要反复考虑各方面的影响因素，从中找出关键所在，不要过早做出似是而非的结论，以免造成人力、物力和时间的浪费。 如有疑问,欢迎来电与0638太阳中心热能一起探讨! 西安0638太阳中心热能技术工程有限公司 公司地址:陕西省西安市唐延路禾盛京广中心F座802-803室 厂区地址陕西省西安市蓝田县食品工业园6号 电话:029-88450978 邮箱:info puffsandpastries.com
