整体换热机组系统施工技术 卞昊

整体换热机组系统施工技术卞昊

发表时间：2018-03-06T17:03:14.283Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：卞昊吕宝平赵建胜

[导读] 摘要：整体换热机组系统以其体积小，占地小，且集结传统换热机房全部功能而作为创新系统设置，现正在被专业人士认可，相信此技术必然得到热力系统的大力应用

中建二局第三建筑工程有限公司北京 100070

摘要：整体换热机组系统以其体积小，占地小，且集结传统换热机房全部功能而作为创新系统设置，现正在被专业人士认可，相信此技术必然得到热力系统的大力应用

关键词：整体式换热机组；传热系数；对数平均温差；占地面积

1．前言

我国目前建筑工程采暖系统绝大部分采用蒸汽或热水作为介质，通过空气对流传热形式来实现取暖，用于闭式循环冷却水系统的水水换热器有两类，一类是管壳换热器，另一类是板式换热器。

目前国外整体式换热机组技术已经相当成熟，而在我国，同国外相比，还存在着差距。本技术是我司在承建北京林业大学学研中心（教学用房）工程施工中，对此系统进行了设计优化、施工及应用，并对同类采暖系统工程进行了调研，经过总结形成的。

2．特点

2.1优点：

2.1.1传热系数高

管壳式换热器的结构，从强度方面看是很好的，但从换热角度看不甚理想，因为流体在壳程中流动时存在着折流板-壳体、折流体-换热管、管束-壳体之间的旁路。通过这些旁路的流体，没有充分参与换热。而板式换热器，不存在旁路，而且板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。所以板式换热器有较高的传热系数，是管壳式换热器的3-5倍。

完成同一换热任务，采用管壳式换热器和采用板式换热器的比较，板式换热器的换热面积仅为管壳式换热面积的1/3-1/4。

2.1.2对数平均温差大

在管壳式换热器中，两种流体分别在壳程和管程内流动，总体上是错流的流动方式。如果近一步地分析，壳程为混合流动，管程是多股流动，所以对数平均温差都应采用修正系数。修正系数通常较小。流体在板式换热器内的流动，总体上是并流或者逆流的流动方式，其温差修正系数一般大于0.8，通常为0.95。

2.1.3占地面积小

板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式换热器的2-5倍，也不像管壳式换热器那样要预留抽出管束的检修场地（除非吊出安装位置进行检修），因此实现同样的换热任务时，板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的1/5-1/10。

2.1.4重量轻

板式换热器的板片厚度仅为0.5mm，管壳式换热器的换热管厚度为2.0-2.5mm，管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重的多。在完成同样换热任务的情况下，板式换热器所需的面积比管壳式换热器的小，一般来说仅为管壳式换热器的1/5左右。

2.1.5价格低

板式换热器主要用金属板材，因而原材料的价格比同样金属的管材要低廉，制造过程主要是冲压成型，机加工较少。板片组装时分A、B两种依次叠加，一般设计板片时，常使A、B板能在一个冲模冲压出来，组装时只要将A板倒转180°即成B板。零件通用性很大，通用零件可达90％以上（管壳式换热器只有13%的零件可以通用），大大降低了制造成本。板式换热器虽然采用耐腐蚀优质不锈钢材料制造，但其制造成本却与碳钢管壳式换热器相当。

2.1.6末端温差小

管壳式换热器在壳程中流动的流体和换热面交错并绕流，还存在旁流。而板式换热器的冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面，且无旁流，这样使得板式换热器的末端温度很小，对于水-水换热可以低于1℃，而管壳式换热器大约为5℃，这对于回收低温位的热能是很有利的。

2.1.7污垢系数低

板式换热器的污垢系数比管壳式换热器的污垢系数小很多，其原因是流体的剧烈湍流，杂质不易沉积；板间通道的流通死区小；不锈钢制造的换热面光滑且腐蚀附着物少；且清洗容易。

2.1.8多种介质换热

如果板式换热器中间隔板，则一台设备可进行三种或三种以上（多个中间隔板）介质的换热。管壳式换热器无法实现在一台设备中进行多种介质的换热。

2.1.9清洗方便

把板式换热器的压紧螺柱卸掉后，即可卸下板片，进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。

2.1.10很容易改变换热面积或流程组合

只要增加（或减少）几张板片，即可达到需要增加（或减少）的换热面积。改变板片的排列，或更换几张板片即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况。

缺点：

2.2.1 工作压力在2.5MPa以下

板式换热器是靠垫片密封的，密封周边很长，而且角孔的两道密封处的支撑情况较差，垫片得不到足够的压紧力，所以目前板式换热器的最高工作压力仅为2.5MPa，单板面积在1平方时，其工作压力往往低于2.5MPa。

2.2.2工作温度在250℃以下

板式换热器的工作温度决定于密封垫片能承受的温度。用橡胶类弹性垫片时，最高工作温度在200℃以下；用压缩石棉绒垫片工作温

度为250-260℃。由于压缩石棉绒垫片的弹性差，所以工作压力较用橡胶垫片低。

2.2.3不宜于进行堵塞通道的介质的换热

板式换热器的板间通道很窄，一般为3-5mm，当换热介质中含有较大的固体颗粒或纤维物质时，就容易堵塞板间通道。对这种换热场合，应考虑在入口装设过滤器，或采用再生冷却系统。

3．适用范围

整体换热机组系统可广泛的应用于宾馆、办公楼、医院、学校、商场、别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调系统。

4．工艺原理

整体换热机组是二次水经过过滤除污，经由循环进入换热器，被高温水加热后进行供热。高温水进入板式换热器后，变成凝结水或高温回水返回热源，进行一、二次供热系统的回路循环，补水泵将软水打入系统中以保持系统压力的恒定。达到节约部分能量的目的。

5．工艺流程及操作要点

5.1整体换热机组施工工艺流程，见图5.1.1-1：

图5.1.1-1 整体换热机组施工工艺流程图

5.2施工操作要点：

该系统包括四大部分，分别为机组设备安装；管道及管件安装；阀门仪表安装；配电柜安装。

5.2.1机组设备安装施工工艺流程及操作要点：

5.2.1.1设备卸车：

将换热机组吊至地面。后用卷扬机、千斤顶、倒链、滚杠等把设备运到机房。吊放时应注意设备的方位。

5.2.1.2设备就位：

机组吊上基础后，在机组四角用四台满足要求的千斤顶将机组提升，进行平面位置找正。待机组中心与基础中心线重合，放下机组。

5.2.1.3找正找平：

设备吊装就位后，使其中心与基础轴线重合。根据设备说明书采用适合的方法进行找平。

5.2.1.4附属设备安装：

机组找平固定后，安装仪表、阀门及附属设备。

5.2.2管道及管件安装施工工艺流程及操作要点：

5.2.2.1施工程序：预留预埋→支架定位→现场定位→支架安装→管道安装→系统试压→刷漆、保温→调试

5.2.2.2施工方法：

预留预埋：所有穿墙的管道都必须准确预留孔洞，以避免后期施工中打洞。管道穿结构墙的位置必须预埋套管，而不准后期打凿，以免破坏结构。

支架制作：同一系统的管道支架必须统一形式，力求整齐、美观，支架应按标准图制安。

支架安装：安装支架采用膨胀螺栓固定，膨胀螺栓的选用应按照国家标准进行。

5.2.2.3管道安装流程及注意事项：

（1）管道在安装前经检查、检验合格，并用水平仪测量出房内标高线，在安装时以此为基准标高线，并查支架立柱垂直偏差和相对位置准确性。

（2）管道安装前，首先应根据设计要求定出阀门、管件的位置，再按管道的标高，根据管道距离和坡度大小，算出每个支架的高度差。

（3）将检验检查合格的管道，在施工现场用手砂轮机打出坡口，并清除管端、四周铁锈，用吊装工具吊装，吊装时要有有经验的吊装工指挥，吊装就位后，用临时支撑或用烘干的电焊条电焊，找平找正，并根据标高调整管托，调整管道的坡度和平直度，以保证安装焊接合格。

（4）管道安装注意事项：

①管材及附件要求：无缝钢管，焊接或法兰连接，主要规格为DN50—DN500，安装前必须按设计要求严格检查，其表面应平整，无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮、凹凸等缺陷；管件壁厚不得超过壁厚负偏差；法兰密封面应光洁，不得有径向沟槽、气孔、裂纹、毛刺或其它降低强度和联接可靠性的缺陷。

②管道除锈、防腐、油漆要求：钢管表面应用钢丝刷、砂纸等方式进行手工除锈，除锈应去除钢管表面油污、铁锈、松动或翘起的氧化皮。管道除锈完毕后将管道表面清理干净，管道刷两遍防腐漆，管道表面油漆基层应光洁均匀，不得有露底、油漆流挂等缺陷，钢管两端应为焊接留出100mm长表面不刷防锈漆层，便于焊接。

（5）管道焊接施工方法及要求：

①从事管道焊接的操作工人必须持有上岗证件，其证件必须在施焊范围和有效期内；

②焊接环境温度不得低于-20℃，若温度较低时必须停止施工或设暖棚和围挡设施，管道焊接应多层焊接、焊缝均匀，焊熘不得高于母材，焊口不得有夹杂、焊熘、气孔等现象；