板式换热器过滤器设计改造

板式换热器过滤器设计改造

杨海滨

胜利石油管理局有限公司热力分公司，山东 东营 257000

摘要：在热力生产实践中，板式换热器过滤器容易堵塞，过滤器起不到相应的效果。如不锈钢滤网的孔径约为80目，管网中细小的颗粒、焊渣、锈垢极易将滤网堵塞，过多时，堵塞锥体的1/2,阻力加大，影响到二级网进水的流量和压力偏低，造成单个换热器效率下降。与此同时，板式换热器过滤器拆卸安装不便、清洗不便：确定堵塞需要清洗时，需拆卸两端法兰之间约1米DN200管线才能取出滤网，离地300MM,操作空间狭窄，不易操作。由于安装、拆卸不便，夏季检修时极易产生疏漏，冬季运行堵塞时操作时间长、工作量大，且每次清洗时换热器停运长，对居民供暖造成一定影响。因此，对板式换热器过滤器进行设计改造是一项重要生产课题。

关键词：热力工程；板式换热器过滤器；设计改造

1板式换热器过滤器设计改造思路

市面上的水质过滤器型号和类型很多，有反冲洗过滤器、提篮式过滤器等等不一而足，适合二级管网过滤效果好、压降小、方便拆卸、清洗的过滤器还较少，我们决定自己设计一台L式过滤器，设想在板式换热器前端进水管线上开孔并加高一定高度，安装方便拆卸的“L”型自制过滤器，主要由支撑、半圆柱型滤网、法兰、盲板及紧固件等组成，通过法兰、盲板封闭管道。因此管线腐蚀锈渣及其它带入管道内的杂物，在热水经过过滤器时由过滤器收藏到滤网中，在一定的程度时打开法兰，只要将可拆卸的“L”型滤桶取出，清理滤网即可；即使在运行期，只要进出口阀门灵活好用，只需关闭进出口阀门，打开盲板螺丝，即可清理，方便实用。

为减少过滤器对管网热水流速的影响，迎水面采用直通设计，出水面根据管内杂质的大小选用合适孔径的不锈钢过滤网，主要问题是确保过滤器有足够的强度能承受管网可能出现的最高压力。

改造后的过滤器既能将管网颗粒物有效过滤，又为了减少过滤器的阻力，实现在夏季和冬季快速地检修、清洗过滤器，改善换热效果，不影响居民采暖，还能方便拆卸，只需2人2小时左右即可完成清洗，每个换热站有3-4台板式换热器，在运行期只需关闭进出口阀门即可逐台进行清洗，不影响供暖任务。

考虑到加工性和可焊性的便捷，选择与所连接的工艺管道材质相同的低碳钢材质无缝钢管作为主体材质，直径DN200，高度400mm,底部留DN20排污阀1个,上部顶端法兰盖，用螺丝拆卸。内部过滤层采用30目304不锈钢过滤网，过滤网顶部和底部焊接十字加强筋，以提高强度。

为减少过滤器对管网热水流速的影响，迎水面采用直通设计，出水面根据管内杂质的大小选用合适孔径的不锈钢过滤网，当热水进入有一定规格的滤网后，其杂质被阻挡。

2板式换热器过滤器设计改造条件

流量需要：原则上过滤器一般与进口管路口径一致，确保每台二级网管网过滤器达到86-170立方米/小时流量的需要。

公称压力：管网额定工作压力0.8MPA,实际工作压力0.6MPA，按照管网可能出现的最高压力适当地增加支撑，确保过滤器有足够的强度。

过滤器的允许阻力压降：原系统进水0.6MPA，总系统出水0.4MPA，总压降为0.2MPA,。在额定流速下单台过滤器的允许阻力压降不得大于0.8—2.2KPA。

孔目数的选择：系统运行中的颗粒物粒径大约在600微米以上，考虑到不锈钢滤网的目数为30目，孔径0.6毫米，拦截粒度在590微米。

过滤器的材质：主体材质选择与所连接的工艺管道材质相同的碳钢，焊接而成。

滤网的选择：过滤网采用304、316L不锈钢网，强度大、精度高、耐腐蚀，最小过滤精度可达25微米。

3板式换热器过滤器设计改造方案

对原板锥形过滤器进行改造：

：

图1 附板锥形过滤器图

原不锈钢锥形过滤器顺流方向安装，过滤器体上有0.3MM圆孔,对现有锥形过滤器滤网进行改造，将内衬以50目不锈钢网改为30目，经计算改造后过滤器的过滤面积: DN200板锥式过滤器30目滤网的面积=πra=3.14*10cm*31.6cm=992.24cm²,通过表二看出30目滤网的有效面积占53%，则有效过滤面积=992.24*53%=525.89 cm²。

表1 目数对照表（孔径、粒度与目数换算表）

表2 滤网技术规格

液体阻力大

ΔP=λ• L/dn • ½ρω²；其中,λ=64/Re

无因次 Re—雷诺数，Re=(ω•dn)/ υ,

无因次ω—流体速度， m/s 

ρ—流体密度， 1.0*10³kg/m³ 

L—当量管段长度，m (类管件过滤器可参考下表“类管件过滤器公称直径与当量直管段长) 

Dn—当量直径，m  类管件过滤器取管件内径

流体速度ω的计算。冬季运行中，二级网的运行压力约0.6MPA，设在该压力下的管道流量约100 m3/H，根据流量计算公式Q=ω*A(管道截面积)计算得出：对于DN200管径的管道流速ω=Q/A=0.885m/s，

液体密度*管道半径*流速

R e=

液体粘度

Re=ρ*D*ω/μ=320,因此λ=64/Re=0.20=

表3 类管件过滤器公称直径与当量直管段长度关系

由此表得知DN200过滤器取当量管段长度L=35*10mm。

△p=λ*（ρ/2）*（ω2）*（L/D），" X0 D$ A+ _; Gλ=64/Re，

将上述参数代入ΔP =λ• L/dn • ½ρω²=12.6KPA。

4结束语

改造后，管网颗粒物能有效过滤，同时减少了过滤器的阻力，提高了管网循环效率，改善了换热效果，提升了供暖质量，提高了居民满意率，经济与社会效益显著。