供暖专用换热器的失效原因分析

　　摘要：笔者通过对供暖用换热器的结构的细致分析和探索，并结合众多的实例，排除干扰，终于找到了换热器不工作的原因。主要是因为软化水系统没有经过反冲洗而造成的。并据此原因提出了相关的合理化改进措施。
　　关键词：供暖；换热器；失效
　　在北方的冬季到来之后，诸多省份都会实行冬季供暖的措施。某市一居民小区为了改善居民的供暖条件，在2012年购买了2台卧式波纹管汽水换热器。其供暖的介质为加热的二次循环水，并且其管材使用的材料十分结实，在使用初期各个部分的工作情况都十分的正常。但是在使用了两个供暖季之后，再次进行供暖前的设备检修时就发现设备出现了问题。经过技术人员的测试后表明，换热管因为不确定的因素已无法工作。
　　一、供暖专用换热器的失效原因
　　（一）现场分析
　　在现场的换热器失效原因调查的过程中，相关的技术人员将一台换热器向其设备的壳侧注水，经过观察发现设备内部的换热器失效部分呈随机分布，并且失效的散热管内部水流以水柱的形式向其内侧喷射。而另一台设备在进行了相同的操作之后发现，其现象与第一台的现象并无二致，唯一的不同点就是其换热器底部的多排换热管的管口颜色较深，并且在注水的操作结束后，该部分所有的换热管都失去了作用，并且还可以十分明显的发现其有泄露的现象。〔1〕由此差别，我们断定整个设备在停止供暖之后没有将设备内部的水排净，导致底部的换热管浸泡在水中，而整个设备在停止供暖的时间都会维持较长的一段时间。而在这段时间内浸泡在水中的换热管因为水中杂质的沉积和酸性物质的腐蚀，经过几年的使用之后，换热管不堪重负就失去其原有的作用。由此整个的现场原因分析中，我们找到了换热器失效的原因就是停止供暖期间，循环水浸泡设备使换热器损坏。
　　（二）换热管分析
　　我们根据设备的说明书发现，该设备的换热管使用的材料是奥氏体不锈钢。此类不锈钢的化学性质在通常情况下都十分的稳定，特别是在常温的条件下换热管的表面材料会与氧气反应形成一层致密的氧化物保护膜，使其在常温下有着极强的耐腐蚀性。正是因为此类管材有如此大的优势，该地区绝大多数的供暖都采用了此类设备。但是，这类管材还有十分致命的缺点，其不耐C1腐蚀，而且此类物质在超过某个特定的浓度是会发生点面的腐蚀。而上文中提到的点状泄露情况一定程度是此物质导致的。〔2〕
　　（三）水质分析
　　我们采用随机采样的方法对此地区的水质进行了分析，其化验的结构显示此地区的水为硬质水，矿化物的含量较多。为了很好的保护换热站内的设备，在供暖前采用了树脂Na交换法对硬质水进行了软化处理，软化系统为手动系统。在供暖前，相关的人员都会用软化水对供暖网络进行尝试性的供水，并使用化学试剂检测供热水的硬度。在供暖开始之后，整个供暖系统就使用蒸汽凝结成的水对供暖网络进行补水，取消了软化水供暖方式。
　　二、供暖专用换热器的失效分析结果
　　在对原水进行软化的过程中，往往会使用到自动软化系统和手动的软化系统这两种系统。其中自动软化水系统的操作的过程是利用树脂Na交换法进行软化操作，在使用的过程中不断消耗树脂中的钠离子，在钠离子耗完之后，需要使用含钠离子的盐来进行置换反应，使失效的树脂恢复作用。在众多的钠盐中，海盐最为实惠，经常会被用作置换反应的关键物质。而在使用海盐进行置换反应就必须用干净的水对树脂块进行冲洗。〔3〕而手动的软化硬水过程需要将硬水中的氯离子进行清洗，来保证软化水过程的正常进行。
　　同时清除换热器流道中的脏物或结垢，对于新运行的系统，根据实际情况每周清洗一次，清洗表面水垢，主要指CaCO3时，选用含0。3氨基磺酸溶液或含0。3乌洛托平、0。2苯胺、0。1硫氰酸钾的硝酸溶液作为清洗液，清洗温度10～60度，不拆卸设备化学浸泡清洗时，要打开换热器冷介质进、出口，或安装设备时在介质进、出口接管上安装DN25清洗口，将配好的清洗液注入设备中，浸泡后用清水清洗干净残留酸液。〔4〕
　　在目前自来水的消毒工作中，需要向水中通入适量的氯气，而氯气分子会溶解在水中形成数量不少的氯离子。这使得控制供暖水中的氯离子含量成为了一个比较大的难题。而不很好的控制好氯离子的含量，那么换热站内的换热器就会受到腐蚀。而我们通过对该小区的换热站的操作规程检查后发现，该换热站内的员工没有很好的执行相关的操作规程，使树脂再生的过程中产生的树脂不干净。而忽视了这一操作后，进入换热器内部的水就会富含氯离子，再加上长时间的浸泡，换热管就会被腐蚀，最终导致失灵。而供暖期结束之后没有将设备内的水排出，则会进一步的加重此过程，最终的结果就是该校器换热站内的换热管大量失效。综上所述，从业人员一定要严格的按照规章制度办事，一个疏忽就会导致重大损失的发生。
　　本文分析归纳了功能用换热器运行中最常见也是最容易被忽略的问题，并对处理方法进行了总结，对供暖用换热器的设计者和使用者具有一定的借鉴意义。
　　参考文献：
　　〔1〕叶童虓，张玮，董月香等。合成油气循环气换热器腐蚀失效分析〔J〕。油气储运，2010，29（11）：845847。
　　〔2〕李俊俊，刘峰。换热器管束腐蚀穿孔失效原因分析〔J〕。辽宁石油化工大学学报，2012，32（3）：5457，62。
　　〔3〕丛广佩，林筱华，高金吉等。换热器管束风险计算方法的修正〔J〕。压力容器，2012，29（7）：3337。
　　〔4〕高晓斐，钱峰，钱锦远等。加氢换热器典型失效行为分析及其应对措施〔J〕。化工机械，2015（1）：1115。