整体换热机组系统施工技术卞昊发表时间：2018-03-06T17:03:14.283Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：卞昊吕宝平赵建胜[导读] 摘要：整体换热机组系统以其体积小，占地小，且集结传统换热机房全部功能而作为创新系统设置，现正在被专业人士认可，相信此技术必然得到热力系统的大力应用中建二局第三建筑工程有限公司北京 100070摘要：整体换热机组系统以其体积小，占地小，且集结传统换热机房全部功能而作为创新系统设置，现正在被专业人士认可，相信此技术必然得到热力系统的大力应用关键词：整体式换热机组；传热系数；对数平均温差；占地面积1．前言我国目前建筑工程采暖系统绝大部分采用蒸汽或热水作为介质，通过空气对流传热形式来实现取暖，用于闭式循环冷却水系统的水水换热器有两类，一类是管壳换热器，另一类是板式换热器。

目前国外整体式换热机组技术已经相当成熟，而在我国，同国外相比，还存在着差距。

本技术是我司在承建北京林业大学学研中心（教学用房）工程施工中，对此系统进行了设计优化、施工及应用，并对同类采暖系统工程进行了调研，经过总结形成的。

2．特点2.1优点：2.1.1传热系数高管壳式换热器的结构，从强度方面看是很好的，但从换热角度看不甚理想，因为流体在壳程中流动时存在着折流板-壳体、折流体-换热管、管束-壳体之间的旁路。

通过这些旁路的流体，没有充分参与换热。

而板式换热器，不存在旁路，而且板片的波纹能使流体在较小的流速下产生湍流。

所以板式换热器有较高的传热系数，是管壳式换热器的3-5倍。

完成同一换热任务，采用管壳式换热器和采用板式换热器的比较，板式换热器的换热面积仅为管壳式换热面积的1/3-1/4。

2.1.2对数平均温差大在管壳式换热器中，两种流体分别在壳程和管程内流动，总体上是错流的流动方式。

如果近一步地分析，壳程为混合流动，管程是多股流动，所以对数平均温差都应采用修正系数。

修正系数通常较小。

流体在板式换热器内的流动，总体上是并流或者逆流的流动方式，其温差修正系数一般大于0.8，通常为0.95。

2.1.3占地面积小板式换热器结构紧凑，单位体积内的换热面积为管壳式换热器的2-5倍，也不像管壳式换热器那样要预留抽出管束的检修场地（除非吊出安装位置进行检修），因此实现同样的换热任务时，板式换热器的占地面积约为管壳式换热器的1/5-1/10。

2.1.4重量轻板式换热器的板片厚度仅为0.5mm，管壳式换热器的换热管厚度为2.0-2.5mm，管壳式换热器的壳体比板式换热器的框架重的多。

在完成同样换热任务的情况下，板式换热器所需的面积比管壳式换热器的小，一般来说仅为管壳式换热器的1/5左右。

2.1.5价格低板式换热器主要用金属板材，因而原材料的价格比同样金属的管材要低廉，制造过程主要是冲压成型，机加工较少。

板片组装时分A、B两种依次叠加，一般设计板片时，常使A、B板能在一个冲模冲压出来，组装时只要将A板倒转180°即成B板。

零件通用性很大，通用零件可达90％以上（管壳式换热器只有13%的零件可以通用），大大降低了制造成本。

板式换热器虽然采用耐腐蚀优质不锈钢材料制造，但其制造成本却与碳钢管壳式换热器相当。

2.1.6末端温差小管壳式换热器在壳程中流动的流体和换热面交错并绕流，还存在旁流。

而板式换热器的冷、热流体在板式换热器内的流动平行于换热面，且无旁流，这样使得板式换热器的末端温度很小，对于水-水换热可以低于1℃，而管壳式换热器大约为5℃，这对于回收低温位的热能是很有利的。

2.1.7污垢系数低板式换热器的污垢系数比管壳式换热器的污垢系数小很多，其原因是流体的剧烈湍流，杂质不易沉积；板间通道的流通死区小；不锈钢制造的换热面光滑且腐蚀附着物少；且清洗容易。

2.1.8多种介质换热如果板式换热器中间隔板，则一台设备可进行三种或三种以上（多个中间隔板）介质的换热。

管壳式换热器无法实现在一台设备中进行多种介质的换热。

2.1.9清洗方便把板式换热器的压紧螺柱卸掉后，即可卸下板片，进行机械清洗，这对需要经常清洗设备的换热过程十分方便。

2.1.10很容易改变换热面积或流程组合只要增加（或减少）几张板片，即可达到需要增加（或减少）的换热面积。

改变板片的排列，或更换几张板片即可达到所要求的流程组合，适应新的换热工况。

缺点：2.2.1 工作压力在2.5MPa以下板式换热器是靠垫片密封的，密封周边很长，而且角孔的两道密封处的支撑情况较差，垫片得不到足够的压紧力，所以目前板式换热器的最高工作压力仅为2.5MPa，单板面积在1平方时，其工作压力往往低于2.5MPa。

2.2.2工作温度在250℃以下板式换热器的工作温度决定于密封垫片能承受的温度。

用橡胶类弹性垫片时，最高工作温度在200℃以下；用压缩石棉绒垫片工作温度为250-260℃。

由于压缩石棉绒垫片的弹性差，所以工作压力较用橡胶垫片低。

2.2.3不宜于进行堵塞通道的介质的换热板式换热器的板间通道很窄，一般为3-5mm，当换热介质中含有较大的固体颗粒或纤维物质时，就容易堵塞板间通道。

对这种换热场合，应考虑在入口装设过滤器，或采用再生冷却系统。

3．适用范围整体换热机组系统可广泛的应用于宾馆、办公楼、医院、学校、商场、别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调系统。

4．工艺原理整体换热机组是二次水经过过滤除污，经由循环进入换热器，被高温水加热后进行供热。

高温水进入板式换热器后，变成凝结水或高温回水返回热源，进行一、二次供热系统的回路循环，补水泵将软水打入系统中以保持系统压力的恒定。

达到节约部分能量的目的。

5．工艺流程及操作要点5.1整体换热机组施工工艺流程，见图5.1.1-1：图5.1.1-1 整体换热机组施工工艺流程图5.2施工操作要点：该系统包括四大部分，分别为机组设备安装；管道及管件安装；阀门仪表安装；配电柜安装。

5.2.1机组设备安装施工工艺流程及操作要点：5.2.1.1设备卸车：将换热机组吊至地面。

后用卷扬机、千斤顶、倒链、滚杠等把设备运到机房。

吊放时应注意设备的方位。

5.2.1.2设备就位：机组吊上基础后，在机组四角用四台满足要求的千斤顶将机组提升，进行平面位置找正。

待机组中心与基础中心线重合，放下机组。

5.2.1.3找正找平：设备吊装就位后，使其中心与基础轴线重合。

根据设备说明书采用适合的方法进行找平。

5.2.1.4附属设备安装：机组找平固定后，安装仪表、阀门及附属设备。

5.2.2管道及管件安装施工工艺流程及操作要点：5.2.2.1施工程序：预留预埋→支架定位→现场定位→支架安装→管道安装→系统试压→刷漆、保温→调试5.2.2.2施工方法：预留预埋：所有穿墙的管道都必须准确预留孔洞，以避免后期施工中打洞。

管道穿结构墙的位置必须预埋套管，而不准后期打凿，以免破坏结构。

支架制作：同一系统的管道支架必须统一形式，力求整齐、美观，支架应按标准图制安。

支架安装：安装支架采用膨胀螺栓固定，膨胀螺栓的选用应按照国家标准进行。

5.2.2.3管道安装流程及注意事项：（1）管道在安装前经检查、检验合格，并用水平仪测量出房内标高线，在安装时以此为基准标高线，并查支架立柱垂直偏差和相对位置准确性。

（2）管道安装前，首先应根据设计要求定出阀门、管件的位置，再按管道的标高，根据管道距离和坡度大小，算出每个支架的高度差。

（3）将检验检查合格的管道，在施工现场用手砂轮机打出坡口，并清除管端、四周铁锈，用吊装工具吊装，吊装时要有有经验的吊装工指挥，吊装就位后，用临时支撑或用烘干的电焊条电焊，找平找正，并根据标高调整管托，调整管道的坡度和平直度，以保证安装焊接合格。

（4）管道安装注意事项：①管材及附件要求：无缝钢管，焊接或法兰连接，主要规格为DN50—DN500，安装前必须按设计要求严格检查，其表面应平整，无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮、凹凸等缺陷；管件壁厚不得超过壁厚负偏差；法兰密封面应光洁，不得有径向沟槽、气孔、裂纹、毛刺或其它降低强度和联接可靠性的缺陷。

②管道除锈、防腐、油漆要求：钢管表面应用钢丝刷、砂纸等方式进行手工除锈，除锈应去除钢管表面油污、铁锈、松动或翘起的氧化皮。

管道除锈完毕后将管道表面清理干净，管道刷两遍防腐漆，管道表面油漆基层应光洁均匀，不得有露底、油漆流挂等缺陷，钢管两端应为焊接留出100mm长表面不刷防锈漆层，便于焊接。

（5）管道焊接施工方法及要求：①从事管道焊接的操作工人必须持有上岗证件，其证件必须在施焊范围和有效期内；②焊接环境温度不得低于-20℃，若温度较低时必须停止施工或设暖棚和围挡设施，管道焊接应多层焊接、焊缝均匀，焊熘不得高于母材，焊口不得有夹杂、焊熘、气孔等现象；③管道采用角磨机加工坡口，坡口表面应打磨平整；④管道焊接时先用小直径焊条打底，焊缝经检查清理后再进行填缝和面层焊接；⑤焊接组对前应将坡口及其内外侧表面不小于10mm范围内的毛刺等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷；⑥从事管道安装前施工人员现场实测实量安装位置、安装尺寸、施工环境、做好现场安全措施；⑦焊缝距支吊架净距离不应小于50mm。

管道对接焊口采用V型坡口，坡口形式及坡口尺寸应符合规范要求；⑧管道不得进行强力对口进行焊接，内壁应平齐，错边量不得超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm。

不宜在管道焊缝及其边缘上开孔。

管道对接焊口应做到内壁齐平，内壁错边量不宜超壁厚的10%，且不大于2mm，当内壁错边量大于2mm，或外壁错边量大于3mm时应进行修整。

管子对口时应在距接口中心200mm处测量平直度，当公称直径小于100mm时，允许偏差为1mm，当公称直径大于或等于100mm时，允许偏差2mm，但全长允许偏差均为10mm。

（4）管道法兰连接施工方法及要求：法兰连接应保持平行、同轴，其偏差不大于法兰外径的1.5‰，且不大于2mm。

螺栓孔中心偏差一般不超过孔径的5％，并保证螺栓自由穿入，不得用强紧螺栓的方法消除歪斜，加热管子、加扁垫或金属垫等方法来消除接口端面的空隙、偏差、错口或不同心等缺陷。

螺栓使用同一规格安装方向一致。

5.2.3阀门仪表安装施工工艺流程及操作要点：进场阀门制造厂首先必须提供产品质量和使用保证书，按照设计文件核对其型号，检查填料，其压盖螺栓应留有调节余量，按规范要求100%进行强度和严密性试验外，阀门的壳体试验压力为公称压力的1.5倍，试验时间不得少于5分钟，以壳体填料无渗漏为合格；密封试验以公称压力进行，以阀辨密封为合格。

安装时按介质流向确定安装方向；如设计未明确阀门安装位置时，应安装在便于维修的位置；安装时应将阀芯关闭；水平安装阀门，其阀杆和手轮应放在上方或安装在上半周范围内。

5.2.4管道及阀门试验：管道安装完毕后，必须对管道进行系统水压试验，对阀门应进行强度和严密性试验。