基于板式换热器流量分配的热力站阻力研究

【摘要】：在集中供热系统中,热力站作为连接一次侧与二次侧的枢纽,很大程度上决定了热用户的采暖效果及整个系统的能耗。板式换热器作为热力站中必不可少的设备,直接决定了二次侧的供回水温度,同时它也是热力站中流动阻力最大的设备。在很多实际供热效果不佳的供热系统中,都存在着板式换热器阻力过大的现象,造成热力站站内压差过大,循环泵电耗增加,热力站运行状况不佳。因此,对板换部分的流动阻力进行分析,采取措施降低板换部分的阻力对于系统的经济运行具有重要意义。本文从板式换热器内的流动特性出发,分析了板式换热器内各流道间的流量分配情况并基于此建立了板式换热器阻力计算模型,采用数值方法对其进行了求解。结果表明,由于角孔处存在阻力,板式换热器内部各流道间的流量并不一致,并且板换各流道内的流速随着流道数量的增加而减小。基于板式换热器阻力计算模型对某一型号的板换在不同角孔直径、片数、流量下的阻力进行了计算,分析了这三个因素对板式换热器阻力的影响。结果表明,在其他参数不变的情况下,板片的角孔越大板换的阻力越小,但变化范围不大;片数对板式换热器阻力有较大影响,随着片数的增加板换阻力先减小后增大,在某一片数下板换阻力存在该范围内的最小值,这个片数称为阻力最佳片数。板换的阻力随着流量的增大而增大,且增速越来越快。同时,流量的改变也不会改变板换的不均匀度,即不会对板式换热器内部各流道的流量分配产生影响。利用板式换热器阻力计算模型对某热力站中阻力过大的板换进行了分析,提出了四种相应的改造方案并分别进行了阻力计算,选取了最合适的改造方案对该板换进行了改造。改造结果表明,改造后板式换热器部分阻力由23mH_2O降至10mH_2O,减小了56.5%;循环泵每小时电耗由139kW·h降至104kW·h,减少了25.2%,改造后该热力站每个采暖季可节电12.6万kW·h,取得了良好的改造效果,实现了热力站的节能运行。