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板式换热器在地热采暖系统中的应用分析

  • 地热对金属腐蚀是普遍存在的而且往往很严重。地热水中最常出现起主要作用的腐蚀成分是氯(cl)和溶解氧(O2)。氯离子半径小,穿透能力强,因此容易穿过金属表面已有的保护层造成对碳钢、不锈钢及其他合金强烈的缝隙腐蚀、孔蚀与应力腐蚀等。氯离子对金属的腐蚀作用还与温度有关,60℃的地热水氯离子含量仅只200mg/l时,也会使不锈钢产生局部腐蚀,温度越高腐蚀作用越强。在地下深层地热水自然状态下通常不含氧,流出地面后空气中的氧会溶入地热水,溶解氧也是地热水中最常见最重要的腐蚀性物质。为了防腐应当采用带有换热器的间接采暖系统,地热腐蚀将局限在井口和换热器部分。

    不用换热器的好处是:
    1.没有传热温差损失.
    2.节省了换热器的投资。

    不用换热器的坏处是:
    1.系统被腐蚀.
    2.采暖系统是开口的要不停的向外排水,系统的某些立管容易出现排空缺水造成采暖中断,系统水力稳定性不好.
    3.地热水流经暖气后被污染水质变差影响后续利用也不宜再回灌.
    4. 地热水流量、温度常常不符合采暖系统水量与温降的要求。

    地热直接采暖是将地热水直接送入采暖用户终端散热器,初看有系统初投资少,地热水热量利用较充分等优点;但腐蚀严重增加了系统的维修工作,甚至设备、管道被破坏。有些地热直接采暖用户,由于地热水的腐蚀,系统使用不到两三年即被破坏,而不得不重新更换,造成较大的经济损失。我们几次遇到原直接采暖系统由于腐蚀、系统水力平衡调节困难,用了一两年后不得不加装换热器重新改装为间接采暖,改建设计困难投资损失也很大。

    有的人想依靠隔绝氧的溶入就可避免氯离子的腐蚀,因为氯离子的强烈腐蚀作用只是当地热水存在溶解氧时才表现出来,然而实际的情况是只要有微量溶解氧的存在都要引起腐蚀,要求一个实用的采暖系统全面与氧隔绝几乎是做不到的。有的人也用过加药措施,往地热水中加亚硫酸钠(Na2SO3)除氧;另一种是加磷酸盐类药物在整个系统内表面做成保护膜,运行时要计量加药量和对金属做腐蚀监测。地热直接采暖是非循环用水长期排放加药后的地热水对环境要产生累积影响。依靠加药的方法要有加药设备初投资和加药运行费的投入,大多由于运行困难或经济不合理而告终。

    换热器的选择和价格。选型:由于地热水温不高与常规热力站用换热器相比温差常要小许多,板式换热器传热系数比管壳式大,另外便于打开观察腐蚀情况、清洗结垢,通常只能用板式换热器。选材:可参照生产厂家提供的资料决定用不锈钢的或钛板的,用不锈钢的价格大约是钛材的1/2,但深井地热水能用不锈钢抗腐蚀的,在我们过去完成的大约百项地热采暖工程中只能占到5%,因此绝大多数只能选用钛板的换热器。价格:钛板换热器的初投资分摊到住宅采暖每平方米上为2~8元,地热水温越高分摊的费用越低。传热温差损失大约在5%~15%地热水温越高百分比损失越少。

    通过换热器用间接采暖尽管增加了换热器投资和传热温差损失,但为了防止系统过快被腐蚀,国内外经验告诉我们用间接采暖几乎是唯一正常合理的方法,否则很可能是得不偿失。