此類是在壹臺常規壁掛爐的出煙口再加裝壹個二級換熱裝置,也稱“假冷凝”。其實,它也是壹種冷凝方式,80年代後期和90年代初期被開發和使用,歐洲現已基本淘汰。雖然確有冷凝效果,但和目前市面上的全預混冷凝技術相比,差別較大。
優點:
成本低,企業轉型快。
缺點:
酸性物質及氮氧化物含量高,耐腐能力差。主要是因為它在壹級主熱交換器的燃燒方面並沒有做特別的處理,過多的過剩空氣會大量促進酸性溶液的產生,嚴重腐蝕部件。所以,此類冷凝鍋爐即使使用了不銹鋼增加防腐,但其低成本的造價也決定了他的抗腐蝕能力非常有限,二級冷凝換熱器壽命短。其非全預混的空氣燃氣比,也使得部分熱量損失。
2、鑄鋁盤管翅片式(力和海得換熱器,專業設備選型)
介紹:
此類機芯壹般由鍋爐廠商自行設計制造,垂直燃燒設計,上半段降溫,下半段冷凝。
優點:
這類冷凝裝置的管道粗流量足,對水質要求低,管內不易結垢,不強制使用阻垢保護劑。
缺點:
a、由於設計結構的原因,體積較大,但功率缺不大,壹般只能做到28KW。
b、翅片間容易發生粘灰堵灰,需定期使用鋼絲刷清理。但由於采用的是鑄鋁,清理時要非常小心,不能破壞防腐層。壹旦劃傷防腐層,極易形成腐蝕燒穿開裂。國內現有廠家在研制不銹鋼款,尚未見大量商業化成品上市。
c、其底部浸泡於酸性冷凝液中,液面處的管道往往是時腐蝕的重災區,嚴重的腐蝕燒穿主要集中於此。
3、鑄鋁夾套加肋筋翅片(針)形式
介紹:
該成品本身沒什麽問題,主要原因在於國內的水質太差,硬度高,顆粒及雜質多,造成其夾套中形成大量的水垢堆積,難以清理。也由於國內的燃氣(含硫化物高)和空氣(PM爆表)質量較差,煙氣換熱腔內的肋筋翅片(翅針)容易聚集黏連大量的堵灰和酸性物質。最大的問題還在於其互相錯位的、縱橫交錯的肋筋翅片(翅針)設計,基本無法清理。曾有某廠商設計過異型(鋸齒)鋼絲刷,但清理效果非常有限,短則壹年、長則兩年,換熱效率大幅降低,只能報廢。
白色物為堵灰、酸性物質和積碳的混合物。也由於雜質板結,造成加熱不均和應力變化,部分肋筋已經斷裂。
4、306不銹鋼主熱交換器介紹:
分析:
此類主熱交換器需要從其生產工藝談起。工廠將市售的壁厚0.8mm的306不銹鋼圓管上圓盤機,盤成圓桶型,在兩端加壓,將圓管壓制成扁圓管。由於較長的圓管不可能是從頭到底完全均勻的,所以在壓制過程中,不可避免會出現局部圓管被壓得過扁,局部圓管又不夠扁的情況,造成內徑不均,所以采用了分段(單元)壓制的方法。這樣廢品率降低了,成品率提高了,還可以將每壹單元設計成固定功率(8-10KW/段)。這樣可以根據壁掛爐的設計隨時加減數量,調整功率數。
但這又產生了新的問題,兩個單元之間無法進行對接焊接,壹方面是沒有焊接操作空間,壹方面是對接焊的焊縫為圓環狀,在整個主熱交換器中,環形焊縫壹半要處於桶內900度高溫,壹半要處於桶外200度,且膨脹系數相同,目前無法找到合適的焊材。既然對焊串聯不行,於是廠商采用了並聯法,將幾個單元並聯在壹個分集水器上,讓壹次水分四路在主熱交換器中加熱,問題解決。只是由於采用壹路分多管的形式,每個單元的管徑就必須大為降低,管徑變細,大約是正常管截面的30%左右。在歐洲的水質和良好的售後服務情況下,使用還比較正常。
但由於國內的水質問題,如此細的管徑極易造成管內結垢,甚至堵死。並且由於其並聯的方式(如采用接口串聯的方式,中間接口過多,內表面不平滑,更容易結垢,且還需考慮膨脹、漏水等問題),特別容易造成其中壹個單元發生結垢現象,然後這個單元是越結垢越容易結垢,越容易結垢就越結垢,所有的雜質都會在多次循環後堵在這個單元中。且由於其他三個單元在該單元被堵後,仍然可以正常走水,所有該單元的結垢現象就非常不容易被發現,壁掛爐也不會提示報警。直到該單元由於長期幹燒漏水,引發故障,用戶才會知曉,但為時已晚,無法維修,只能整體更換。
為解決這個問題,許多廠商都采用給系統添加阻垢劑的方法,延緩單元內水垢的產生。但阻垢劑的壹般時效最多為2年,根據水質的情況還會有縮短,所以需盡量經常測試阻垢劑濃度,及時添加,工序較麻煩。
上圖為單元管路被鋸開後截面圖,可以看到圓管被壓扁後的情況。管壁厚度為0.8mm,管間縫隙為0.6mm(根據抗低溫腐蝕的要求,管壁厚度至少應該在0.8mm以上,管間縫隙至少應該在0.6mm以上)。該主熱交換器管壁厚度和管間縫隙剛剛達到基本要求,遠未達到良好的設計標準,這是由於加壓壓力、定壓時間、壁厚、材料回彈能力、縫隙寬度和成本之間的相互牽制和變化,使得廠商必須選擇壹個在各方面都能平衡的參數點,也就無法在全方位做到最好的標準。
壁掛爐燃燒後產生的煙塵飛灰的直徑壹般在500微米(0.5mm)以下,但會由於吸附酸液而使得多個飛灰(初期的飛灰為蓬松狀,體積大,易吸附酸性物質)發生黏連,形成大朵飛灰顆粒。如果管間縫隙過小,就容易造成堵灰。
在歐洲空氣和燃氣質量較好,飛灰顆粒較小,可正常使用。但在中國PM爆表的情況下,堵灰情況就非常嚴重。高溫煙氣穿過管間縫隙後,溫度降為50度,會產生大量堵灰、冷凝水和酸性液體。由於管子外壁為圓弧形(未壓扁部分),產生的堵灰、冷凝水和酸性液體的混合物無法積存在該部位,只能順弧面流回縫隙中,在縫隙中與後來的煙氣發生“頂牛”現象,最終在兩管間的喇叭口處堆積了大量的堵灰和酸性液體的混合物,造成排煙不暢及酸性液體對外管壁的腐蝕。
為解決這個問題,目前廠商主要采取每年上門用鋼絲刷清理管間縫隙的辦法。但該設計為壹體化設計的,鋼絲刷清理只能解決圓桶內壁的清理工作,圓桶的外表面(圓桶與外殼之間)仍然無法清理。
標準的間距
5、361Ti不銹鋼介紹:
分析:
該主熱交換器采用了316Ti不銹鋼生產,316Ti不銹鋼是在316L不銹鋼的基礎上添加了Ti(鈦元素),學名叫鉬二鈦不銹鋼。
由於316L不銹鋼強大的耐腐蝕性(強化型抗面腐蝕),316L不銹鋼被廣泛應用於軍用潛水艇,水下作業機器人等,還有如勞力士潛水表、蘋果手表等民用奢侈品方面。而鉬二鈦不銹鋼(316ti)的抗腐蝕能力約為316L不銹鋼的10倍,特別是其超強的抗晶間腐蝕能力,是制作冷凝鍋爐主熱交換器的優良材料,壹般只用於在特殊場合和惡劣環境下工作的大型高端工業鍋爐的制造中,如大型水庫、核電站使用的專用鍋爐。
該設計為單管式,口徑大,流量足,不易結垢。即使發生內壁結垢現象,也不容易堵塞。不會出現並聯式那樣堵塞不報故障的情況出現。如發生流量明顯變小,鍋爐也會由於超溫報警而得到清理信號,保證了結垢堵塞可及時清理,是可維護維修的壹款設計。在目前的國內水質情況下,也無須強制添加阻垢劑。
廠商將316Ti不銹鋼板進行剪裁,裁成長條形,進行折邊,制作成方形管材,上圓盤機,盤成螺旋型桶狀。方管管壁厚度1.2mm,管間縫隙0.8mm,達到優良標準。管壁厚,耐腐蝕性能好,壽命長。縫隙寬度合理,熱交換效率高,煙氣暢通,不堵灰,不卡顆粒。
平頂管面(非圓弧型)容易引入垃圾雜質,不會出現“逆流”“頂牛”現象。平頂面的兩條黑色壓痕為其專利設計的導流槽,便於使冷凝水、飛灰和酸性液的混合物順著導流槽流入積水盤,排入下水道。避免了雜質流回縫隙,同時也減少了酸性溶液在不銹鋼表面的停留時間。
在目前國內的環境工況下,不強制每年做內部沖洗,但仍建議每2-3年做壹次維護。