冷凝爐是采用冷凝技術(shù)對(duì)壁掛爐排出的高溫?zé)煔膺M(jìn)行潛熱回收的一種熱水設(shè)備，以增加燃?xì)獾睦寐?，提供功效。冷凝技術(shù)并不是一個(gè)非常高難度的技術(shù)，常規(guī)的壁掛爐廠家一般都能做到。也不是近幾年才有的新技術(shù)，早在70年代初就已出現(xiàn)。其主要的難點(diǎn)在于如何解決煙氣降溫后產(chǎn)生的酸液對(duì)主熱交換器的低溫腐蝕。


冷 凝 技 術(shù) 發(fā) 展 歷 史



歐美在70年代初就已經(jīng)在使用冷凝技術(shù)了。當(dāng)時(shí)使用的是接觸式冷凝技術(shù)，即高溫?zé)煔庵苯优c一次水接觸（一般為噴淋方式），一次水吸收潛熱，煙氣降溫后排放。這也是大型工業(yè)鍋爐所用的省煤器的前身。其缺點(diǎn)如下：
1、會(huì)使得一次水酸化，必須經(jīng)常使用化學(xué)堿或其它方式中和，成本不低。
2、一次水是開(kāi)放式的，不能用在密閉系統(tǒng)中，或采用換熱裝置轉(zhuǎn)換。
3、體積較大，不適用于家用鍋爐。

到80年代中期，由于能源價(jià)格的提升以及材料科技的高速發(fā)展，出現(xiàn)了間壁式冷凝技術(shù)。一次水和高溫?zé)煔獠话l(fā)生直接接觸，中間使用耐腐蝕材料導(dǎo)熱。也是目前大多的冷凝鍋爐所使用的技術(shù)。


熱 交 換 器 的 低 溫 腐 蝕 問(wèn) 題 介 紹



常規(guī)壁掛爐是將天然氣和空氣混合后，經(jīng)燃燒獲得熱量，排出約170℃的高溫?zé)煔狻煔庵泻兴魵?、CO2，酸蒸汽等。因?yàn)樘烊粴庵胁豢杀苊獾暮辛蚧?，?jīng)燃燒后生成SO2，繼續(xù)燃燒氧化后產(chǎn)生SO3（約占SO2的5%左右）。SO2與水結(jié)合生成亞硫酸，SO3與水結(jié)合生成硫酸，其酸露點(diǎn)溫度約在140℃到160℃（根據(jù)SO3的含量提升），當(dāng)然煙氣中還有亞硝酸、硝酸鹽等其它酸類物質(zhì)（與氮氧化物有關(guān)）。

當(dāng)常規(guī)壁掛爐的排煙溫度在170℃時(shí)，氣態(tài)的酸蒸汽對(duì)主熱交換器的腐蝕是非常輕微的。

當(dāng)對(duì)煙氣進(jìn)行潛熱回收時(shí)（排煙溫度降為50℃），酸蒸汽相變?yōu)樗嵝砸后w，將會(huì)對(duì)主熱交換器產(chǎn)生極強(qiáng)的腐蝕。且該腐蝕主要發(fā)生在較低溫度的換熱接觸面，即低溫腐蝕。低溫腐蝕嚴(yán)重時(shí)可以達(dá)到1mm/年的腐蝕能力，造成接觸面穿孔，就目前的科學(xué)技術(shù)尚無(wú)法完全腐蝕，只能盡量減輕程度。

另外，相對(duì)于常規(guī)壁掛爐，冷凝爐的燃燒是較為密閉的，煙氣中的粉塵和顆粒物不易排出，特別容易出現(xiàn)堵灰積灰現(xiàn)象。飛灰在初期呈蓬松狀，在吸收了大量的酸液后會(huì)發(fā)生黏連結(jié)塊，進(jìn)一步影響煙氣的排放，促成酸液形成，兩者互為影響，惡性循環(huán)。所以，壁掛爐回收潛熱并不難，難得是如何解決腐蝕和堵灰。


國(guó) 內(nèi) 五 種 主 熱 交 換 器


1、二級(jí)換熱式（雙層）

介紹：
此類是在一臺(tái)常規(guī)壁掛爐的出煙口再加裝一個(gè)二級(jí)換熱裝置，俗稱“假冷凝”。其實(shí)，它也是一種冷凝方式，80年代后期和90年代初期被開(kāi)發(fā)和使用，歐洲現(xiàn)已基本淘汰（民用鍋爐）。雖然確有冷凝效果，但和市場(chǎng)上的全預(yù)混冷凝技術(shù)相比，差別較大。目前主要是部分國(guó)內(nèi)和韓國(guó)廠商生產(chǎn)。


優(yōu)點(diǎn)：
成本低，企業(yè)轉(zhuǎn)型快。

缺點(diǎn)：
酸性物質(zhì)及氮氧化物含量高，耐腐能力差。主要是因?yàn)樗谝患?jí)主熱交換器的燃燒方面并沒(méi)有做特別的處理，過(guò)多的過(guò)?？諝鈺?huì)大量促進(jìn)氮氧化物和酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，嚴(yán)重腐蝕部件。所以，此類冷凝爐即使使用了不銹鋼增加防腐，但其低成本的造價(jià)也決定了他的抗腐蝕能力非常有限，其二級(jí)冷凝換熱器的壽命一般較短。其較多的空氣進(jìn)氣量，也使得部分熱量無(wú)形中被損失了。

2、鑄鋁盤(pán)管加翅片倒置式
介紹：
此類機(jī)芯一般由鍋爐廠商自行設(shè)計(jì)制造，倒置式燃燒設(shè)計(jì)，上半段降溫，下半段冷凝，目前主要以W牌為該類型代表。



優(yōu)點(diǎn)：
這類冷凝裝置的管道較粗，流量足，對(duì)水質(zhì)要求不高，管內(nèi)不易結(jié)垢，一般不強(qiáng)制使用阻垢劑保護(hù)管路。

缺點(diǎn)：
由于設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的原因，體積較大，但功率卻不大，一般只能做到28KW。
翅片間容易發(fā)生粘灰積灰現(xiàn)象，需定期使用鋼絲刷清理。但由于采用的是鑄鋁材質(zhì)，清理時(shí)如不小心非常容易劃傷破壞防腐層。防腐層一旦受損，極易形成腐蝕燒穿開(kāi)裂。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有廠家正在研制不銹鋼款，尚未見(jiàn)大量商業(yè)化成品上市。
其底部浸泡于酸性冷凝液中，液面處的管道往往是腐蝕的重災(zāi)區(qū)，大多嚴(yán)重的腐蝕燒穿都集中于此。


3、鑄鋁夾套加肋筋翅片（針）式

介紹：
此類主熱交換器主要由荷蘭貝XXX公司生產(chǎn)，其它品牌也有類似的技術(shù)和工藝，在歐洲有一定使用量。前兩年，某B牌有使用過(guò)，目前已經(jīng)召回退市。


該成品本身沒(méi)什么問(wèn)題，主要原因在于國(guó)內(nèi)的水質(zhì)太差，硬度高，顆粒雜質(zhì)多，造成其夾套中形成大量的水垢堆積，難以清理。也由于國(guó)內(nèi)的燃?xì)猓ê蚧锔撸┖涂諝猓≒M爆表）質(zhì)量較差，煙氣換熱腔內(nèi)的肋筋翅片（針）容易聚集黏連大量的堵灰、酸性物質(zhì)和難溶鹽。最大的問(wèn)題還在于其縱橫交錯(cuò)的肋筋翅片（針）設(shè)計(jì)，極難無(wú)法清理。曾有某廠商設(shè)計(jì)過(guò)異型（鋸齒）鋼絲刷，效果非常有限，短則一年、長(zhǎng)則兩年，換熱效率大幅降低，只能報(bào)廢。

白色物為難溶鹽。也由于雜質(zhì)板結(jié)，使得加熱不均及應(yīng)力變化，造成部分肋筋斷裂。腐蝕會(huì)在鑄鋁表面產(chǎn)生大量銹痕。

一般鋁及鋁合金的抗腐蝕能力要弱于不銹鋼，強(qiáng)于鋁青銅、銅及銅合金。

4、306不銹鋼螺旋扁圓管并聯(lián)式（潛顯分離）
介紹：
該主熱交換器主要由法國(guó)賈XX公司生產(chǎn)，其它品牌也有類似的技術(shù)和工藝，在歐洲有一定使用量。材質(zhì)為306不銹鋼，國(guó)內(nèi)曾有某廠商實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)過(guò)，相關(guān)參數(shù)偏向于304不銹鋼。既然原廠說(shuō)是306，我們就姑且稱為306不銹鋼。如Va牌、B牌、A牌等大多廠商均采用該形式主熱交換器。


分析：
此類主熱交換器需要從其生產(chǎn)工藝談起。生產(chǎn)工廠用圓盤(pán)機(jī)將市售的壁厚0.8mm的306不銹鋼圓管盤(pán)成螺旋式圓桶，在兩端加壓，將圓管壓制成扁圓管。但由于較長(zhǎng)的圓管無(wú)法保證從頭到底均勻一致，所以在壓制過(guò)程中，不可避免會(huì)出現(xiàn)局部圓管被壓得過(guò)扁，局部圓管又不夠扁的情況，造成內(nèi)徑不均。所以工廠采用了分段（單元）壓制的方法。這樣廢品率降低了，成品率提高了，還可以將每一單元設(shè)計(jì)成8-10KW固定功率。這樣可以根據(jù)冷凝爐的設(shè)計(jì)功率模塊化加減，以調(diào)整冷凝爐的功率數(shù)。

但這又產(chǎn)生了新的問(wèn)題，兩個(gè)單元之間無(wú)法進(jìn)行口對(duì)口的串聯(lián)式對(duì)接焊。一方面是沒(méi)有焊接操作空間，一方面是對(duì)接焊的焊縫為圓環(huán)狀，在整個(gè)主熱交換器中，環(huán)形焊縫一半要處于桶內(nèi)900度高溫，一半要處于桶外約200度（潛顯分離），且要求該焊材在這兩個(gè)溫度下的膨脹系數(shù)相同，所以目前無(wú)法找到合適的焊材。既然對(duì)焊串聯(lián)不行，于是廠商采用了并聯(lián)法，將幾個(gè)單元并聯(lián)在一個(gè)分集水器上，讓一次水分四路在主熱交換器中加熱（三顯一潛），問(wèn)題解決。只是由于采用一路分多管的形式，每個(gè)單元的管徑就大為降低，管徑變細(xì)，大約是正?？偣芙孛娴?0%左右。在歐洲的水質(zhì)和良好的售后服務(wù)情況下，使用還比較正常。

只是由于國(guó)內(nèi)的水質(zhì)問(wèn)題，如此細(xì)的管徑極易造成管內(nèi)結(jié)垢，甚至堵死。并且由于其并聯(lián)的方式（如采用接口串聯(lián)的方式，中間接口過(guò)多，內(nèi)表面不平滑，更容易結(jié)垢，且還需考慮膨脹、漏水等問(wèn)題），特別容易造成其中一個(gè)單元發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，然后這個(gè)單元是越結(jié)垢越容易結(jié)垢，越容易結(jié)垢就越結(jié)垢，雜質(zhì)會(huì)在多次循環(huán)后堵在這個(gè)單元中，惡性循環(huán)。且由于其他三個(gè)單元在該單元被堵后，仍然可以正常走水，所有該單元的結(jié)垢現(xiàn)象就非常不容易被發(fā)現(xiàn)，冷凝爐也無(wú)法提供警示。直到該單元由于長(zhǎng)期干燒，發(fā)生漏水，引起故障，用戶才會(huì)知曉，但為時(shí)已晚，無(wú)法維修，只能整體更換。

為解決這個(gè)問(wèn)題，許多廠商都采用給系統(tǒng)添加阻垢劑的方法，延緩單元內(nèi)水垢的產(chǎn)生。但阻垢劑的一般時(shí)效最多為2年，且根據(jù)水質(zhì)的嚴(yán)重情況還會(huì)有所縮短。所以需要定時(shí)檢查阻垢劑的濃度，及時(shí)添加，人工成本較大。在兩年質(zhì)保期內(nèi)一般都是免費(fèi)的，出保后一般每年的費(fèi)用是300-500元左右（包含了其他方面的清洗和檢查）。

上圖為管路被切開(kāi)后的截面圖，可以看到圓管被壓扁后的情況。管壁厚度為0.8mm，管間縫隙為0.6mm（根據(jù)抗低溫腐蝕的要求，管壁厚度建議至少在0.8mm以上，管間縫隙至少在0.6mm以上）。該主熱交換器管壁厚度和管間縫隙剛好達(dá)到基本要求，但未達(dá)到良好的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這是由于加壓壓力、定壓時(shí)間、材料壁厚、回彈能力、縫隙寬度和成本之間的相互牽制關(guān)系，使得廠商必須選擇一個(gè)中間點(diǎn)來(lái)平衡各方面的關(guān)系，也就無(wú)法做到全方位的高標(biāo)準(zhǔn)。

冷凝爐燃燒后產(chǎn)生的煙塵飛灰其直徑一般在500微米（0.5mm）以下，但會(huì)由于吸附酸液而使得多個(gè)飛灰（初期的飛灰為蓬松狀，體積大，易吸附酸液）發(fā)生黏連，形成大朵飛灰顆粒。如果管間縫隙小，很容易造成堵灰。

在歐洲空氣和燃?xì)赓|(zhì)量較好的情況下，飛灰顆粒較小，只要日常維護(hù)及時(shí)，一般問(wèn)題不大。但在中國(guó)PM爆表的情況下，堵灰積灰情況就非常嚴(yán)重。高溫?zé)煔獯┻^(guò)管間縫隙后，溫度降為50度，會(huì)產(chǎn)生大量堵灰、冷凝水和酸液。由于管外壁為圓弧形（未壓扁部分），產(chǎn)生的堵灰、冷凝水和酸液的混合物只能順弧面流回縫隙中，在縫隙中與后來(lái)的煙氣發(fā)生“頂牛”，最終在兩管間的喇叭口堆積了大量的堵灰、酸液和難溶鹽的混合物，造成排煙不暢及酸液對(duì)外管壁的腐蝕。

為解決這個(gè)問(wèn)題，目前廠商主要采取定期上門(mén)用鋼絲刷清理管間縫隙的辦法。但該設(shè)計(jì)為一體化設(shè)計(jì)的，鋼絲刷清理只能解決圓桶內(nèi)壁的清理工作，圓桶的外表面（圓桶與外殼之間）仍然無(wú)法清理，是一個(gè)暫時(shí)無(wú)法破解的隱患。

標(biāo)準(zhǔn)的間距及煙溫


5、361Ti不銹鋼螺旋方管單管式（潛顯一體）
介紹：
這是一款比較獨(dú)特的主熱交換器，屬于Vi牌的設(shè)計(jì)專利，目前也只有Vi牌自行生產(chǎn)和采用這個(gè)設(shè)計(jì)，現(xiàn)國(guó)內(nèi)外也有類似工藝。

分析：
該主熱交換器采用了316Ti不銹鋼生產(chǎn)，316Ti不銹鋼是在316L不銹鋼的基礎(chǔ)上添加了Ti（鈦元素），學(xué)名叫鉬二鈦不銹鋼。

由于316L不銹鋼強(qiáng)大的耐腐蝕性（強(qiáng)化型抗面腐蝕），316L不銹鋼被廣泛應(yīng)用于軍用潛水艇，水下作業(yè)機(jī)器人等，還有如勞力士潛水表、蘋(píng)果手表等民用奢侈品方面。

鉬二鈦不銹鋼（316Ti）的抗腐蝕能力約為316L不銹鋼的10倍，特別是其超強(qiáng)的抗晶間腐蝕能力，是制作冷凝爐主熱交換器的優(yōu)良材料，一般只用于在特殊場(chǎng)合和惡劣環(huán)境下工作的大型高端工業(yè)鍋爐的制造中，如大型水庫(kù)、核電站使用的專用鍋爐。

該設(shè)計(jì)為單管式，口徑大，流量足，不易結(jié)垢。即使發(fā)生內(nèi)壁結(jié)垢現(xiàn)象，也不容易堵塞。不會(huì)出現(xiàn)并聯(lián)式那樣堵塞不報(bào)故障的情況出現(xiàn)。因如由于管內(nèi)結(jié)垢造成流量變小，熱負(fù)荷帶不出去的情況時(shí)，鍋爐會(huì)由于超溫報(bào)警而得到警示信號(hào)，這保證了管內(nèi)結(jié)垢后可及時(shí)得到警示和清理，是一款可維護(hù)維修的設(shè)計(jì)。在目前的國(guó)內(nèi)水質(zhì)情況下，無(wú)須強(qiáng)制添加阻垢劑。


生產(chǎn)廠商將316Ti不銹鋼板進(jìn)行剪裁成長(zhǎng)條形，進(jìn)行折邊焊接（焊縫處于圓桶內(nèi)部，處于900度的高溫區(qū)域，屬于干區(qū)，不涉及低溫腐蝕，也由于所有焊縫處于同一溫度區(qū)，所以也不涉及膨脹系數(shù)不同的問(wèn)題），制作成方形管材，用圓盤(pán)機(jī)盤(pán)成螺旋型桶狀。方管管壁厚度1.2mm，管間縫隙0.8mm，達(dá)到優(yōu)良的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。管壁厚，耐腐蝕性能好，壽命長(zhǎng)?？p隙寬度合理，熱交換效率高，煙氣暢通，不堵灰，不卡顆粒。

平頂管面（非圓弧型）容易引入垃圾雜質(zhì)，不會(huì)出現(xiàn)“逆流”和“頂牛”。平頂面的兩條黑色壓痕為其專利設(shè)計(jì)的導(dǎo)流槽，便于使冷凝水、飛灰和酸液的混合物順著導(dǎo)流槽流入積水盤(pán)，排入下水道。避免了雜質(zhì)流回縫隙，同時(shí)也減少了酸性溶液在不銹鋼表面的停留時(shí)間，減緩了低溫腐蝕的情況
。
在目前國(guó)內(nèi)的環(huán)境工況下，雖不強(qiáng)制每年做內(nèi)部沖洗，但仍建議定期進(jìn)行主熱交換器的維護(hù)清理。
菲斯曼的是316ti從這些你應(yīng)該可以判定哪個(gè)好了吧，不謝。