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            內蒙古弘睿節能科技有限公司

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          板式換熱器知識講解(二)

          發表時間:2024-4-26 14:08:04   瀏覽次數:373 字號 【    關閉

           板式換熱器在暖通領域的應用


          區域供熱系統

          微信圖片_20240426141830.jpg


          熱電聯產系統


          微信圖片_20240426141926.jpg


          地熱水供暖系統

          微信圖片_20240426142002.jpg


          即熱式生活熱水系統

          微信圖片_20240426142036.jpg

          即熱式特點

          可保證用戶隨時隨地均有熱水供應,系統緊湊,無需儲罐,需要較大的鍋爐容量需要較大的熱交換器。



          半即熱式生活熱水系統


          微信圖片_20240426142112.jpg


          半即熱式特點


          需要較小的鍋爐容量,需要較小的熱交換器,儲罐內易生長細菌,需要額外的地方安放儲罐。

          游泳池恒溫保持系統


          微信圖片_20240426142159.jpg

          太陽能熱水系統

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          冷凝器側應用:


          1 冷卻塔水冷卻凝結水
          2 海水、河水或井水冷卻凝結水
          3 乙二醇冷卻凝結水
          4 短路冷凍機組系統
          5 地下水冷/熱源系統
          6 熱回收系統

          冷凝水側熱交換器可以起到以下作用:
          保護冷凝器免受污染、結垢和腐蝕
          代替冷凝器承受冷卻水側壓力
          能夠在季節許可時不運行冷凍機組
          能夠實現熱回收
          節省昂貴的添加劑

          冷卻塔水冷卻凝結水


          微信圖片_20240426142555.jpg


          海水、河水、或井水冷卻凝結水

          微信圖片_20240426142704.jpg

          乙二醇冷卻凝結水

          微信圖片_20240426142918.jpg

          短路冷凍機組系統

          微信圖片_20240426143142.jpg

          地下水冷/熱源系統

          微信圖片_20240426143213.jpg

          熱回收系統

          微信圖片_20240426143245.jpg

          蒸發側的應用:
          1 壓力接力系統
          2 分離冷卻循環水 (無壓力接力功能)
          3 蓄冰系統
          4 區域供冷系統
          5 天花板供冷系統



          蒸發器側熱交換器可以起到以下作用:
          避免冷凍機組承受高壓(壓力接力系統)
          減少昂貴、低效添加劑的用量
          分離冷卻水系統,以保證局部系統清潔度很高(電子元件生產)
          減少泄漏所帶來的損害

          壓力接力系統


          微信圖片_20240426143321.jpg


          分離冷卻循環水系統

          微信圖片_20240426143449.jpg

          蓄冰系統

          微信圖片_20240426143525.jpg


          蓄冰系統設計基本要素:


          設定空調要求
          運行方案
          全蓄冰系統
          部分蓄冰系統
          冷凍機組為主系統
          蓄冰為主系統
          區域供冷系統


          微信圖片_20240426143600.jpg

          天花板供冷系統

          微信圖片_20240426143828.jpg

          空調系統其它應用方案


          1 夏、冬季供冷、熱轉換


          微信圖片_20240426143926.jpg

          2 冷凍水預冷卻系統

          微信圖片_20240426143957.jpg


          板式換熱器在供冷空調系統中的優勢


          1. 傳熱系數高,對數溫差可作到0.5度。
          2. 體積小,重量輕,便于安裝,可放置于設備層。
          3. 易于拆卸,方便清理內部污垢。
          4. 結構堅固,可承受較高工作壓力,最高 3.0MPa。
          5. 換熱效率高,降低運行成本。
          6. 固定投資低。

          板式換熱機組基本原理


          微信圖片_20240426144028.jpg


          流經用戶散熱片后的低溫水(二次回水)經過濾器除污后,由循環泵加壓進入換熱器,吸收一次熱媒放出的熱量,達到供水設定溫度后,再流向供熱管網對用戶進行供熱;
          熱源經一次熱網(一次水)流經過濾器、調節閥、進入換熱器放熱后(二次水),由熱媒回水管返回熱源(二次回水)被加熱后再次參與循環換熱;

          補水泵根據系統運行情況適時對二次循環水系統進行定壓補水。

          1、流速及取值:選型要點及原則

          ①、換熱管網流速:指進、出水管路,見流速表。

          ②、機組總管流速:管徑≦ 80時,選1m/s, ≧ 100時,見流速表。

          微信圖片_20240426144509.jpg



          ③、角孔流速:最大為6m/s (四個進出口)。


          ④、板間流速:0.4 ~ 0.8m/s(L型0.8,M型0.6,H型0.4)。

          2、換熱面積:指換熱器的面積,單板面積*參與換熱片數(總片數減二)
          ①、換熱面積的計算:
          換熱面積=換熱量/換熱系數/對數平均溫差/污垢系數
          ②、換熱量的計算:
          換熱量=建筑面積*采暖熱指標(即熱負荷,見指標表)

          微信圖片_20240426144539.jpg

          3、介質參數:


          ①、區域供暖:暖氣采暖/地熱采暖:110/75 ℃ - 50/75
          ②、區域供暖:地熱采暖:110/75 ℃- 40/50 ℃
          ③、樓宇空調:風機盤管采暖:110/75 ℃ - 50/60 ℃
          ④、生活熱水:洗浴、廚房、洗衣房:70/50 ℃ - 10/55 ℃
          ⑤、泳池供水:游泳池恒溫供水:110/70 ℃ - 10/40 ℃

          ⑥、超高層空調制冷:冷水轉換:7/11 ℃ - 8/12 ℃

          板式換熱器選型計算的方法及公式

          現今板式換熱器選型計算一般都采用軟件選型。常規手算方法和公式如下:


          (1) 求熱負荷Q
          Q=G.ρ.CP.Δt
          (2) 求冷熱流體進出口溫度
          t2=t1+ Q /G .ρ .CP
          (3) 冷熱流體流量
          G=Q / ρ .CP .(t2-t1 )
          (4) 求平均溫度差Δtm
          Δtm=(T1-t2)-(T2-t1)/In(T1-t2)/(T2-t1)或Δtm=(T1-t2)+(T2-t1)/2
          (5) 選擇板型
          若所有的板型選擇完,則進行結果分析。
          (6) 由K值范圍,計算板片數范圍Nmin,Nmax
          Nmin = Q / Kmax .Δtm .F P .β
          Nmax = Q / Kmin .Δtm .F P .β
          (7) 取板片數N(Nmin≤N≤Nmax )
          若N已達Nmax,做(5)。
          (8) 取N的流程組合形式,若組合形式取完則做(7)。
          (9) 求Re,Nu
          Re = W .de/ ν
          Nu =a1.Rea2.Pra3
          (10)求a,K傳熱面積F
          a = Nu .λ/ de
          K= 1 / 1/ah+1/ ac+γc+γc+δ/λ0
           F=Q /K .Δtm .β
          (11)由傳熱面積F求所需板片數NN
          NN= F/ Fp+ 2
          (12)若N<NN,做(8)。
          (13)求壓降Δp
          Eu = a4.Rea5
          Δp = Eu .ρ.W2 .ф
          (14) 若Δp>Δ允 ,做(8);
          若Δp≤Δ允 ,記錄結果 ,做(8)。
          注: 1.(1)、(2)、(3)根據已知條件的情況進行計算。
          2.當T1-t2=T2-t1時采用Δtm = (T1-t2)+(T2-t1)/2
          3.修正系數β一般0.7~0.9。
          4.壓降修正系數ф ,單流程ф度=1~1.2 ,二流程、三流程ф=1.8~2.0,四流程ф=2.6~2.8。
          5.a1、a2、a3、a4、a5為常系數。

          微信圖片_20240426144859.png



          選用板式換熱器就是要選擇板片的面積,它的選擇主要有兩種方法,但這兩種都比較難理解,最簡單的是套用公式:


          Q=K×F×Δt
          Q——熱負荷
          K——傳熱系數
          F——換熱面積
          Δt——傳熱溫差(一般用對數溫差)

          傳熱系數取決于換熱器自身的結構,每個不同流道的板片,都有自身的經驗公式,如果不嚴格的話,可以取2000~3000。最后算出的板換的面積要乘以一定的系數如1.2。
                                                                                         板片材質


          板片材質

          不銹鋼:指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質的鋼,又稱不銹耐酸鋼。實際應用中,常將耐弱腐蝕介質的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學介質的鋼稱為耐酸鋼。兩者在化學成分上存在一定差異,前者不一定耐化學介質腐蝕,而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。


          耐腐蝕機理:鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素,當鋼中含鉻量達到12%左右時,鉻就與腐蝕介質中的氧作用,在鋼表面形成一層很薄的氧化膜( 自鈍化膜Cr2O3),極難溶于水,可進一步阻止氧與鐵腐蝕。同理,破壞鈍化膜Cr2O3 就意味著破壞其抗氧腐蝕能力。

          另外腐蝕介質中的鹵族元素(像水中常見的氯離子)在一定條件下也能替換掉Cr,所以不銹鋼在一定條件下也會生銹,在含酸、堿、鹽的介質中也會被腐蝕,。因此不銹鋼抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加互狀態, 使用條件及環境介質類型而改變的。不銹鋼在水中腐蝕主要是由于水中氯離子引起的。



          不銹鋼中其余添加元素也均發揮不同作用。像Mo會在一定程度上抵消氯離子引起的腐蝕,但是也有一個適用范圍。


          常用不銹鋼:304,316屬于奧氏體不銹鋼,其牌號為國外叫法的簡寫(一般均為進口),為300系列。美國牌號是美國鋼鐵協



          會AISI標準,日本是日本工業協會標準SUS。中國主要用成分表示,見下表。



          微信圖片_20240426145844.jpg


          304、304L、316、316L的成分區別。


          L的含義是Low,表示更低含量的碳。帶L的焊接性能好,數字一樣的話,成分除碳以外其余成分無大區別。又由于316與316L價格差別不大,故直接選用316L。

          從成分表中可以看出304與316最大區別為Mo(鉬)含量不同,所以316抗氯離子濃度能力要比304強。也是我們選用304還是316的主要依據。兩種材質在耐受的氯離子濃度見下頁表格,板材的補充說明:


          微信圖片_20240426145950.png

          板片常用材料的特點和使用條件補充


          評價材料耐蝕性好壞的指標是“耐局部腐蝕當量PRE”值越大則耐腐蝕性越好。主要是Cr、MO、Ni的含量決定。
          1)304不銹鋼:使用于有機和無機介質中,濃度<30% 溫度<=100/濃度﹥30% 溫度﹤50的硝酸溫度﹤100的各種濃度的碳酸、氨水和醇類。304L的材料基本和304材料一樣,可焊接性更好,可以用作焊接式換熱器。
          2)316L天然冷卻水、冷卻塔水、軟化水、碳酸,濃度小于50%的醋酸和苛性鈉溶液,醇類和丙酮等溶劑,溫度小于100度的稀硝酸(﹤20%)稀磷酸(﹤30%),但不適于硫酸。316和它基本一樣。
          3)317適合比316L使用條件更多的情況。
          4)AISI904L和SUS890L 性價比高,比以上材料都要好。特別適合一般的硫酸,磷酸和鹵化物。
          5)SMO 254高級不銹鋼,提高了MO 含量,是對316進行改良的超級不銹鋼。具有優良的耐氯化物和縫隙腐蝕的性能。適用于含鹽水,無機酸。
          6)SMO654比254更好的材料,可用于冷的海水。
          7)RS-2(0Cr20Ni26Mo3Cu3Si2Nb)不銹鋼,這是國產的相當于316,耐應力腐蝕更好,可用于80度以上的濃硫酸。(濃度90%---98%)
          備注:具體可見下表:


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          換熱器接管的顛倒放置

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          換熱器的安裝姿勢

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          應垂直安裝。

          不要采用水平放置形式。
          只有在全面試驗并作出評估以后才能如下圖示方法安裝。
          側邊朝下(圖1)的放置稍好一些,估計用作蒸發器時容量會減少25%,
          冷凝器不清楚,但肯定會減低。
          傾斜5 ~10°的BPHE可以把容量減少降低到能夠接受的程度(圖2)。
          冷凝器的放置方式必須使制冷劑從下面兩個接管出入,防止液阻塞(圖2)。
          蒸發器應將制冷劑接管在上,防止汽阻塞(圖3)。

          換熱器的安裝和水側管路布置

          微信圖片_20240426150658.jpg


          不要讓震動和管道的熱膨脹波及到換熱器??刹扇。?/span>

          —在BPHE和支架之間加橡膠墊。
          —壓縮機采用減振器。
          —直管段較長時,采用波紋管或其它吸振裝置。
          如果水路從上部接管接入并且壓力降較小,低于相應的靜壓差,那么,水就不會充滿BPHE。換熱器的上部形成空氣腔并阻塞部分傳熱面。
          一個高于進口接管的回彎可以使水充滿BPHE(圖示)。

          換熱器的管路焊接

          微信圖片_20240426150754.jpg



          用溶劑對焊接表面清洗并去除油污。為避免氧化并冷卻BPHE,將氮氣吹過被焊接的管路。水側管路通水并保持流動。焊接開始前就通水并持續到可以手摸BPHE為止。也可以在接管根部纏繞濕布或不斷用水沖刷焊件。

          焊料至少含銀45%,釬焊應在低于650 ℃下進行。任何情況下焊件都不應超過800 ℃。

          TIG(鎢極惰性氣體保護電弧焊)焊接和保護氣是放熱量最少的焊接法,應盡量采用。

          在管口壓降較大時,換熱器的不均勻分布

          微信圖片_20240426150846.png

          釬焊換熱器排汽和排水(某些流程須配置一些附加接管)

          釬焊換熱器用于冷凝器/冷凝液液位(高度)控制的危險

          避免在一臺冷凝器內使冷凝液進一步過冷,由于K冷凝遠大于K過冷,過冷面積和冷凝面積的轉換會引起大的容量變化,結果可能是控制問題并產生震蕩。除此以外惰性氣體還會在冷凝器內被有效分離,并浮在其上部。

          微信圖片_20240426150956.png

          冷凝器其他方面


          冷凝器的壓力降

          制冷劑通常在強制壓力下運行,該壓力使足夠的壓力降可資利用。
          大溫差(小流量)下的允許壓力降比小溫差(大流量)下的允許壓力降高,但溫差不應小于1~2℃。
          管口的壓力降應小于20%的總壓力降,否則從第一個到最后一個通道會發生分配不均。

          冷凝器的冷凝壓力
          應保持盡可能低的設計冷凝壓力,降低冷凝壓力意味著給定制冷量下,減少壓縮機的耗能,或壓縮機耗能一定時,增加制冷量。冷凝溫度與入口水溫之差控制在5~10℃最為合適。
          壓縮機運行過程中,應保持壓力不變,當冷卻水溫降低時,冷凝壓力至少不應降低到限定值,如降低過多,熱力膨脹閥就不能有足夠的壓差給出所要求的容量。

          水流方向
          由于冷凝器循環的負荷(冷凝量)大于蒸發器循環的負荷(制冷量),所以最好讓冷凝器循環呈逆流(熱泵循環),蒸發器循環呈順流(制冷循環)。

          壓力降
          從經濟觀點出發,可把壓力降調整到一個合理的值,壓力降小于0.2~0.3MPa時,在釬焊換熱器內不會有侵蝕的危險。流量和壓力降必須同時計算,以便求出最佳值。殼管式或套管式換熱器利于在大流量,低壓力降下工作,而釬焊換熱器則相反。

          最佳流量一般是使每米流道長的壓力降大于0.04MPa,且管口壓力降約小于30%的總壓力降。

          冷凝器故障診斷

          容量不足
          查驗流量,溫度和壓力降等參數。判斷什么現象引起壓力降異常。
          檢查水流動受阻,來自儲液器的滿溢,以及異常聲音等,檢查冷凝器外表面的溫度變化。大溫差有可能是惰性氣體阻塞,或水側阻塞,要不然是制冷劑流動受阻,若不是純水,檢查冷卻流體。若是乙二醇水溶液或類似物,可校核其濃度和/或粘度。濃度太高會削弱傳熱。

          檢查冷凝器液體側中污垢情況和制冷劑側中潤滑油情況,蒸發器和壓縮機是否匹配。檢查壓縮機。在額定壓力下壓縮機是否排出足夠的制冷劑到冷凝器。若排出的比吸入的多,多出的制冷劑不能在冷凝器內冷凝,使容量降低。是否由于壓縮機磨損造成制冷劑的內部泄漏?轉速和電流消耗是否與其容量相一致?


          容量低,但冷凝液的過冷度又太大,這意味著冷凝液液位過高,阻塞了冷凝器用于冷凝的加熱表面。此現象可能是系統中的制冷劑充灌量太多。

          不穩定性
          儲液器壓力控制閥與冷凝器之間距離大,意味著冷凝液在其液位升高以前不得不充滿冷凝液管,即響應時間長,與此相反,當冷凝器排液時,響應時間短。

          檢查各種閥門的力學性能。尤其是膨脹閥,水中的雜質或因磨損而產生的金屬碎屑,很容易阻塞流動并損壞閥門。如果流量減少是由堵塞所造成,其容量同樣要降低。這種被堵塞的閥門會通過其不規則的控制運作和/或異常聲音顯露出來。

          釬焊換熱器用于蒸發器
          沸騰放熱系數
          對于與油互溶的制冷劑,如R22,油會影響沸騰放熱系數,在R22中油的濃度在3~5%范圍內,沸騰放熱系數隨油濃度的增加而增大,超過5%時,沸騰放熱系數又降低。這種影響可用制冷劑-油混合物的表面張力降低,使更多的汽化核心起作用來加以解釋。油濃度高時制冷劑中油的影響可以忽略,此時混合物粘度加大將起主導作用。

          遺憾的是:預測沸騰放熱系數是很困難的(>9%的誤差)。

          幸運的是:上述的機理在工業,尤其在制冷蒸發器中起著次要作用。


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          在圓形流道中垂直,向上的兩相流流態圖


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          直接膨脹式蒸發器

          制冷劑流入蒸發器進口處已部分汽化,一般對R22入口蒸汽干度約為25%,制冷劑是飽和狀態,當液體在蒸發器中上升時,壓力降低(壓力降和靜壓的原因).溫度將由進口處降至制冷劑都蒸發的狀態點.蒸汽將開始過熱.過熱度是變化的,對R22一般是5℃。

          蒸汽過熱能保護壓機免受液滴(5%的不可壓縮油滴不會導致液擊)蒸發引起的沖擊.并能避免液滴沖走壓機中的油。

          按照對液擊敏感高低程度,分壓機類型由高到低依此是:開啟活塞式壓機,螺桿式壓機,對液擊最不敏感的是透平壓機和渦旋式壓機。

          過熱度5 ℃可將R22(飽和溫度0 ℃)含有1.8%的液滴蒸發為100%的飽和蒸汽(0℃)。

          熱力膨脹閥的選擇和安裝
          膨脹閥和蒸發器必須有相同的名義換熱量和過熱度。
          兩只表面上相同,而效應不同的閥門,應選擇斜率小的(如圖示)。


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          萬一有可能發生不穩定的系統,蒸發器應該設計成其過熱度大于5℃的名義過熱度。由于正常設計預量和垢阻,實際設計應該如此。這會增大斜率,但是容量有一定損失。


          選擇最大容量小于蒸發器零過熱度容量的閥門,如果震蕩發生,也不會有未蒸發的制冷劑進入壓縮機的危險。

          在換熱器中,由于管口速度低,危險在于:通過膨脹閥的氣態和液態制冷劑,可能分離而進入不同的流道。另一方面,如果管口流速過大,導致管口壓降相對于流道壓降要大,這將導致制冷劑分液不均。

          以下的各種改善分液不均的方案都有缺陷,正確安裝的膨脹閥是使其進口管徑盡可能的?。ㄈ缂友b一個帶有預混器的接管)。特別對低溫制冷,欽寶的分配器是很有效的。其缺點是它很難應用于可逆的系統,即當用作冷凝器時,膨脹閥也應比通常情況稍大。

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          感溫包禁止安裝在管道底部,防止油的干擾。


          制冷劑會從膨脹閥的填料盒泄露出來,因此液態制冷劑會和蒸汽一起進入壓縮機。一般 說明書說明,感溫包應安裝在壓力表的上游,以免讀數錯誤,但這意味著進入壓縮機的過熱度不正確。因此,如果蒸發器和壓縮機之間有足夠的距離,感溫包要放在壓力表下游 400~600mm外,液態制冷劑可充分蒸發。感溫包將可測到正確的過熱度。傳壓管必須安裝在感溫包的下游。

          感溫包和傳壓管必須安裝在水平彎頭之后的 一段水平管路上,彎頭充作汽液分離器,排除液態制冷劑和油對測量的干擾。

          膨脹閥到蒸發器的管路應平直,并且與閥門出口管徑相同。

          如果壓縮機與感溫包和傳壓管之間距離太短 ,由于膨脹閥沒有時間對負荷作出響應,液態制冷劑有可能進入壓縮機。電磁閥應該盡可能近地安裝于膨脹閥前面。

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          蒸發器故障診斷震蕩(無論多么謹慎,震蕩都將發生)

          改變靜過熱度。將感溫包安裝離蒸發器遠些。震蕩是否僅在低容量下發生?具有非常低的流道流量的蒸發器,有時工作不穩定。冷凝器或儲液器流量是否恒定?其特性參數是否恒定?是否有熱氣旁通控制或凍結保護,它們是否是震蕩的來源?


          盡量提高蒸發器中兩種介質的溫差,使膨脹閥曲線移到其斜率小于蒸發器曲線斜率的區域,提供了可允許的誤差。檢查系統的制冷劑充滿度。如不足,儲液器將跑干,膨脹閥制冷劑流量不規律,這樣給蒸發器穩定性和容量帶來影響。

          容量不足
          查驗流量,溫度和壓力降等參數。壓力降是否暗示某些不正常?水流動受阻或油過多。在不同位置交換使用溫度計。小溫差很容易被不正確的溫度計所掩蓋。檢查蒸發器外表面的溫度變化。大溫差有可能是水側或制冷劑側分液不均。通過溫度和流量的各種組合,雙檢傳熱。

          檢查加熱流體。若是乙二醇水溶液或類似物,可校核其濃度和/或粘度。濃度太高會削弱傳熱,太低容易凍結。檢查冰的形成。冰將損害傳熱,實際出口溫度將升高。檢查蒸發器液體側中污垢情況和制冷劑側中油垢情況。
          冷凝器和壓縮機是否匹配,制冷劑中是否有水。在膨脹閥處水將變成冰,從而阻塞制冷劑流動。檢查冷凝器壓力。如果壓力太低,沒有足夠的壓力驅動制冷劑流過膨脹閥。

          不穩定因素。它將導致容量降低。檢查過熱度,如果大于設計值,說明蒸發器應能蒸發比實際更多的制冷劑,即增大容量??赡苡捎谔〉拈y門,管道阻礙物,過濾器過臟,結冰,儲液器跑干等等。由此蒸發器不能蒸發超過其進入量更多的制冷劑,并且進入量太少,致使容量太低。如果針對已被調好過熱度,膨脹閥不能給予所需的容量,且靜裝配過熱度設置小,系統將不可能提供更多制冷劑。

          將感溫包卸下,讓其加熱。感溫包溫度升高迫使膨脹閥達到最大容量值,看看容量增加了嗎?制冷劑不斷從有故障的熱氣旁通閥漏出。于是,降低了容量。檢查膨脹閥的進口溫度。如果具有相當高的過冷度,如裝有回熱器,相比于在冷凝壓力下進入膨脹閥,有較少的液體蒸發。較低蒸汽干度降低傳熱系數。因此容量減少。

          制冷劑側的污垢
          產生原因
          油(在傳熱面上產生絕熱的油膜)。
          油分解的產物(在壓縮機中被加熱到超過油的分解溫度)。
          磨損和破裂(壓縮機的磨損,對傳熱不一定有害)。
          水(油和水以及油的分解物會形成污垢)
          清洗和預防
          通常不對制冷劑側進行清洗,除非系統被完全堵塞。這種污垢最可能是油極其分解物??捎靡恍┖线m的洗滌劑清洗。
          為了保證油在蒸發器中良好地通過,制冷劑蒸汽速度或者剪切應力越大越好。剪切應力正比于單位流道長的壓力降。通常5KPa/m就足夠了。

          冷凝器水側的污垢
          水的類型
          自來水—水質和水溫都很好。
          井水—相當冷且干凈及較低的微生物含量,但是生成水垢的含鹽(硫化鈣,流化鎂,碳酸鈣及碳酸鎂)濃度有時會相當高。從簡單的過濾到精細的預處理可能是需要的。
          由于水溫低,而且一般可獲得的數量很少,所以允許溫升大于冷卻塔水的水溫升,而冷卻塔水的溫升在低流量條件下為10~15℃。
          冷卻塔水—冷卻塔水通常比來自同一地區的井水溫度高15~20℃。含鹽量會10倍于補充水。在污染嚴重地區,會夾帶灰塵和腐蝕性氣體。需要對其進行各種處理。冷卻塔通常設計成約5℃的水溫降。
          河水和湖水—鹽濃度通常相當低,但是含有相當數量的固體顆粒。微生物活性(藻類,細菌和真菌)很高,有時會有農藥。預處理是必需的,溫度通常介于井水和冷卻塔水之間。由于環境的原因,其溫升不允許超過10℃。
          城市廢水—通常含有天然農藥,特別是自由氨。有時用吹氣法除氨。一般不能用作BPHE的冷凝器的冷卻介質。
          鹽水和海水—由于氯離子的腐蝕作用,不能用作BPHE的冷凝器的冷卻介質。

          冷凝器水側污垢的清洗


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          水側的腐蝕

          氯化的水
          水中加氯處理(如游泳池)或海水倒灌,此時氯轉變成氯離子(Cl-)并逐漸遞增,一段時間后,氯離子濃度會增加至在板片上形成坑蝕,腐蝕的發生比下圖所顯示的要低得多。
          預防不要在BPHE之前立即放置加氯點,應該盡量遠些。
          PH值愈高愈好,至少>7。
          在BPHE進口,Cl2<0.5ppm。
          水溫50~60℃時,控制Cl-<150ppm,水溫70~80℃時,控制Cl-<100ppm。
          氯化鈣和溴化鋰溶液濃縮的氯化鈣溶液在高PH值和低溫(<0℃)時,不腐蝕不銹鋼。對25%濃度的氯化鈣溶液,316L可用于溫度<80℃,100%濃度時,可用于溫度<20℃。如果用抗腐蝕劑如重鉻酸鹽,對溶液進行處理,它對銅同樣有腐蝕性。當設備停止運行,且使溶液的溫度升高,尤其是使溶液的PH值降低了,比如不適當地用水清洗后,則會引起金屬點腐蝕。上述性質同樣適用于溴化鋰溶液。
          預防金屬點腐蝕是一種很快的過程,對蒸發器內點腐蝕的影響可能是災難性的。僅僅使用抗腐蝕的工業溶液。這種溶液正確地說明,它與銅和不銹鋼是相容的。

          制冷劑側的腐蝕
          氫氟氯碳化物(HCFC)的分解產物。在一定條件下,HCFC將分解,氯氟和氫將形成鹽酸和氫氯酸。
          HCFCS可能更容易分解,如果氧氣存在,將加速分解。
          水的存在。完全干燥的氫氯酸和氫氟酸無很大的腐蝕性,在水溶液中成為最強的酸。
          高溫。<100℃時,危險性很小,但當有催化劑時,分解將加快。鎳,鉻,釩等以及氧化物可以做催化劑。不銹鋼在焊接時可形成這些氧化物。因此在焊接過程中不容許有氧化過程。
          油分解過程中有機酸的形成。當有水存在時會加速。礦物油通常不會有麻煩。一些新型合成油含有非?;钴S的雙鍵分子,與水或氧形成有機酸。
          氨。干燥的氨不會對銅腐蝕。由于水份通常是存在的,在氨制冷系統中,不能用銅釬焊換熱器。氨的熱力特性意味著壓縮機排氣溫度較高,有油分解的危險。這可能導致潤滑故障,以及形成無腐蝕性的污垢。在油分解的過程中形成的酸將被氨中和掉。
          焊劑(一般不會進入換熱器)。焊劑化合物能除去金屬表面的氧化物,形成烈性腐蝕劑。
          預防經常檢查干燥器。
          限制壓縮機出口溫度。
          檢查過濾器。如果偶然發生堵塞,這可能是油分解物生成的跡象。
          在焊接接管時,應用氮氣保護(向接管和設備內吹入氮氣)。

          BPHE的泄漏/不同類型的泄漏
          泄漏的查找
          系統檢查
          —檢查停機程序和蒸發溫度。冷凝器中壓力是否得以控制?冬季最大冷凝壓力低會迫使蒸發溫度下降。
          —檢查停車和啟動程序和如果熱沖擊可能發生的溫度變化檢查。是否冷流體突然進入較熱的BPHE,或反之亦然?
          —檢查來自其它設備的振動。是否有可減力或減振的彎頭或波紋管?
          —在并聯壓縮機或BPHE情況下,當一臺機組突然起動或停車時,可能會導致突然的壓力或溫度波動。是否所有的BPHE都有自身的壓力控制器?
          —在水側是否應用了電動閥或電磁閥?在BPHE之后安裝電磁閥,可能導致水擊。
          —是否應用了通過調節運行時間可以半連續運行的閥門?這種閥門可能開1秒,關5秒,從關轉向開5秒,關1秒。它們是溫度,壓力驟變的原因。
          —水中是否含有過量的氯離子或其它腐蝕劑?試取水樣。
          外部檢查
          —在正對進水口處的反面蓋板上是否有鼓包?
          —兩側是否有變形跡象?
          —接管連接是否密封?
          —檢查外表是否有運輸或安裝損壞?

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          BPHE凍結的防止/安裝

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          水凍結過程

          壁溫恰好是0℃時,不會結冰,必須有一定的過冷度。
          主流水溫接近0℃時,冰層會逐漸加厚最后把整個流道阻塞。
          在一個直接膨脹蒸發器里,制冷劑的進口溫度通常要比蒸發溫度高出1.5-2.5℃。流動形式一般是逆流,即溫度最低的水將遇到溫度最低的液態制冷劑。


          在一般的穩定運行工況下,當壁溫還沒有降到0℃以下時蒸發溫度可能已經遠低于0℃了。但這種情況會在哪里發生?
          —很難確定。取決于溫度分布,水和制冷劑的壓力降等因素。
          —先在一個流道內結冰,流道阻力增加而使水流量減小,水溫和壁溫被冷卻到更低的程度,結更多的冰,直至板片破裂。


          —只要蒸發溫度低于0℃,凍結都有可能發生。
          乙二醇或鹽溶液凍結時,形成的冰晶體中含有純水,因此該冰晶體的融點是0℃。所以當溫度升高時“冰”依然存在,與水結的冰將融化有所不同。
          由于這種結冰滯后作用,可能在蒸發器中出現冰的集結現象。所幸的是溶液冰晶體中含有乙二醇或鹽,因而它更象一團松散的泥漿而不象純冰那樣是堅硬的一塊。

          BPHE凍結的防止/熱力和水力設計

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