螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用

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【摘 要】介绍了SECESPOL螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用，螺旋缠绕管壳换热器体积小、节能效果明显，故障率低，维护保养工作量少，机组在运行期间可以采用巡检的方式，采用无人值守的方式进行运行；同时在故障时可以采用短信通知的模式及时通知维修人员进行故障的排除，降低人工成本。随着房地产面积的增加，采暖面积随之增加，为螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的应用提供了巨大的市场和广阔的应用前景。

【关键词】换热机组；螺旋缠绕管壳换热器；设计；应用

0.前言

我国幅员辽阔、人口众多，城镇供暖虽然经过多年的快速发展，但是集中供热覆盖率仍处于较低水平。目前仅在北方各省的主要城镇建有集中供热系统，且平均覆盖率不到50%；未来随着房地产业的蓬勃发展，城镇化率的提高，区域小锅炉的拆除和旧城区的管网建设改造等均为集中供热市场创造了巨大而持续的需求，居民采暖的热力消费随着经济收入的增加增速在不断增长，集中供热面积的快速增加给螺旋缠绕管壳换热器提供了广阔的应用市场。

1.SECESPOL螺旋缠绕管壳换热器的优点

（1）换热系数大，换热效率高，单位面积换热能力是传统管壳换热器3-7倍，螺旋螺纹管多层盘绕。

（2）耐高温、耐高压，运行安全可靠：耐高温400℃、耐高压：1.6Mpa，全不锈钢焊接结构，统一的膨胀系数；弹性管束结构自动消除各种应力破坏。

（3）体积小、重量轻、安装方便，是国产管壳式换热器的1/5左右，无需特制基础，只需和管道相连接；节省安装及基建费用，螺旋独特结构。

（4）运行噪音小：独特的100°连接 ，对流体起到缓冲作用，降低噪音。

（5）节能显著，蒸汽耗量少，换热更充分，运行费用低。先进的弹性螺旋换热管束，强制湍流，换热充分；长换热管（为壳体高度的3至4倍）；物料停留时间长，换热充分；非对称流换热设计；逆流换热。

（6）后期维护费用低、使用寿命长，清洗方便，维护费用低。在非化工工艺中使用，保修期为8年。

2.螺旋缠绕管壳换热器在换热机组中的设计和应用

2.1机组组成

换热机组主要由SECESPOL换热器、循环泵组、定压泵组、传感仪表、控制阀门、智能控制系统、管道、阀门仪表等组成，具有换热、循环、定压补水等功能。

2.2换热机组基本工作原理

来自热源的蒸汽从机组的一次侧供汽口经过滤器进入换热器进行热交换后，变成凝结水从机组一次侧回水口流出；二次侧回水经过滤器除去污垢后，通过二次循环水泵进入换热器进行热交换，生产出用于采暖、空调不同温度的热水，以满足用户的需求，二次侧循环系统的补水定压通过补水泵实现。

2.3 SECESPOL螺旋缠绕管壳换热器采暖（空调、采暖）换热机组系统流程说明

（1）SECESPOL换热器是换热机组的核心，其功能是利用一次侧热源将二次侧系统循环水加热到设计温度。采暖系统的供回水设计温度是95℃/70℃；空调、地暖系统的供回水设计温度为60℃/50℃。

（2）循环水泵是为用系统循环水进行闭路循环所提供动力，以克服整个系统的阻力。

（3）补水泵是为系统补水，以补充系统的跑冒滴漏，保证系统循环量及最不利点的压头，补水泵一般是变频调速自动控制。

（4）温控装置，一般采用西门子温控阀，它分为阀体、执行器、传感器、控制器四部分，其作为是为了控制出水温度，节约能源。

（5）电控柜利用PLC编程实现对循环水泵、补水泵、温控装置的自动控制，内设根据室外温度自动补偿装置，有效降低能源的消耗。

（6）系统运行之初的时候，将自来水或经软水装置处理过的软化水注入补水箱，由补水泵将水充满整个系统，换热器运行产生的冷凝水排至补水箱，系统需要补水的时候直接补充到系统中去。

3.螺旋缠绕管壳换热器在930KW换热机组空调采暖系统中的设备详细配置和功能要求

3.1换热机组空调采暖系统的设备详细配置

3.2换热机组功能要求

（1）循环水泵变频控制：根据设定的二次侧供/回水压差与实际的二次侧供/回水压差经过PID调节，通过变频器PID来控制变频器的输出频率，进一步控制循环水泵的转速，从而控制二次侧的流量。

（2）补水泵变频控制：根据设定的二次侧回水压力与实际的二次侧回水压力经过PID调节，通过变频器PID来控制变频器的输出频率，进一步控制补水泵的转速，从而实现对二次侧的自动恒压补水。

（3）二次侧出水温度控制：根据设定的二次侧出水温度与实际的二次侧出水温度经过PID调节，输出信号控制蒸汽调节阀的开度，通过调节一次侧的蒸气流量，从而实现对二次侧出水温度的控制。

（4）缺水保护：当回水压力低于0.05MPa时，自动切断蒸汽调节阀、循环水泵、补水泵并报警，停机保护。

（5）断电保护功能：停电时蒸汽调节阀自动关闭。

（6）超压保护功能：当系统回水压力超过设定值时，安全阀自动开启泄压。

（7）供水超温保护：供水温度过高时，蒸汽调节阀自动关闭。

（8）循环水泵、补水泵异常报警。

（9）循环水泵、补水泵自动切换功能。

（10）供、回水温度就地显示。

（11）控制柜上设置触摸屏，电表放置在控制柜内部。

（12）控制柜有手动，自动状态，有声光报警功能；控制系统能够实现无人值守全自动运行功能，通过无线通讯网络可具有短信收发功能，对系统进行遥感、遥测、遥控。

（13）计量电量、蒸汽量、补水量，能够及时有效监控能源、费用消耗。

4.结论

Secespol螺旋缠绕管式换热器是一种高效换热器，占地面积小，而且紧凑的螺旋缠绕结构，更有利于设备平面布置。螺旋缠绕管式换热器具有换热充分、冷热端差小的特点，不仅可以节约能源，而且可以优化系统和流程，具有良好的节能效果。在采暖换热机组中使用，配套相应的自动控制系统，可以做到无人值守，进行定期巡检，大大降低了系统运行中的人工成本，同时螺旋缠绕管式换热器可以长周期地安全运行，比板式换热器具有无以比拟的优势，为螺旋缠绕管式换热器的应用提供了广阔的市场。

【参考文献】

[1]章庭笏，陈永川，赵以忻.城市集中供热规划.北京：中国建筑工业出版社，1983.

[2]赵萍.降低集中热水供暖系统管网投资的设计与运行调节方法.房材与应用，2000，3.

[3]张贤安.高效缠绕管式换热器的节能分析与工业应用，压力容器，2008，25（5）：54-57.