分布式能源系统中板壳式换热器的应用-综合新能源论文(1)

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翻新时间：2023-03-11

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分布式能源系统中板壳式换热器的应用-综合新能源论文(1)

一、前言在分布式能源系统（燃气热电冷三联供）中，燃气的排热回收不仅对整个系统的经济性有很大的影响，而且还是一项与可靠性、耐久性、维护管理密切相关的重要的技术。按照排热排出的形态和排热回收的形态，排热回收用热交换器分为排气排热（蒸汽、热水、热风）热交换器和冷却水排热（蒸汽、热水、热风）热交换器。

其中进入至排气排热回收用热交换器中的排气经常为高温（500～600℃）燃烧排气，燃烧气体中的水分冷凝发生的冷凝液对整个分布式能源系统的耐久性影响很大。为此，本文首先介绍冷凝液的调查情况，然后向大家推荐一种理想的高效节能的排气排热板壳式换热器。

二、冷凝液的性质在分布式能源系统中，排器热交换器（以下简称EGHE）占了很重要的位置。排气中损失的热量约为全部热量的30%以上，能否有效地回收这些热量是分布式能源系统成功的关键之一。

目前，回收排气热量中的60～70%，以它们作为采暖、制冷和生活热水的热源。为了提高热回收率，就希望降低排气出口温度，但带来的问题是在EGHE出口和烟道产生冷凝液。

1.冷凝液的调查燃烧天然气时，排出的是碳酸气体、水、氯、氮等的混合气体。在出口排气中含有的水分以过滤蒸汽的状态存在，但当排气温度下降至露点温度以下时，排气中的水分结露，变为冷凝液。

露点温度与排气中水分的分压力有关，图1是根据水分的分压力的变化与CO2含量的变化的关系绘制出的露点温度计算值的曲线图。从该图可知，当在理论值的燃烧空气量的条件下燃烧天然气时，若排气中的CO2为9.5%时，则露点温度为59℃。

在冷凝液中，含有SO 2- 4,C1 -,F -,NO 2,NO 3 -,NH 4 +等离子，但混入量很少。由于分布式能源系统运行时间较短，未知部分较多，故尚不了介这些离子在冷凝液中具有什么作用，对系统有什么影响。

美国燃气协会（AGA）在以下条件：a.使用排气冷凝液。b.冷凝液的浓度，PH2.4,C1 -为200ppm。

c.排气温度为130～210，冷凝液的温度为120。d.为了维持C1 -量，必须经常向排气中喷HC1。

e.在设定的时间内，干、湿交换反复地进行试验，试验期为三个月，反复操作8600次对铝、铜、合金、铜镍合金、硅铁、耐热镍铬铁合金、耐盐酸镍基合金等材料进行了以下腐蚀状态a.全面腐蚀，b.点状腐蚀，c.焊接部、接头等产生的腐蚀，d.应力腐蚀的试验。实验结果说明，冷凝液对铝合金、铜合金的腐蚀性强；在许多合金上都发现了点状腐蚀；在40

9、439等铁氯体系的不锈钢和316L、合金20等奥氏体系中出现了焊接部的腐蚀；裂缝腐蚀出现在奥氏体系的304L中；应力腐蚀多发生在奥氏体系的材料上。2.实际调查日本燃气协会通过调查卡的方式对EGHG进行了实地调查，调查总数为51项，不合格数为3项，其中2项为初期漏水，1项为结有水垢。

由于运行时间短，除早期事故外，基本上都能正常运行。a.漏水的原因和措施。

EGHE出厂时已按规定进行了耐压试验，确认不漏水，本体无缺陷。分析漏水的原因，可能是组装时，接头和连接管道之间没有放置密封垫。

冷运行时确认不漏水，通气试运行时仍应紧固连接部分的螺栓。b.结垢、水锈的原因和措施。

燃气机起动时，低负荷运行时及冬季运行时，可能产生冷凝液。排气冷凝液的PH一般为2.8～8.2。

如上所述，由于冷凝液中含有多种离子，加快了对碳钢的腐蚀，腐蚀产生的锈进入EGHE之后，堵塞了气流的通道。在EGHE和烟道中，应安装尺寸较大的冷凝液排出管，在冷凝液管的末端应通过排压使排气不外流或采用适当深度的水封方法。

应对EGHE的材料进行充分的研究，建议使用SUS等耐腐蚀钢。此外，在烟道的末端应全面地实施保温，以免排气烟道的温度下降。

设计时，应避免低温水直接进入至EGHE内，它们可能促进冷凝液的产生。c.其它大型的EGHE应每年定期检查，小型的EGHE没有要求。

但，应每年打开一次，清扫内外面，目的是保持热效率不变。

三、板壳式排气热水器1.结构及特点目前国际上先进的高效、节能换热设备。板壳式换热器