冷凝爐是采用冷凝技術(shù)對壁掛爐排出的高溫煙氣進行潛熱回收的一種熱水設(shè)備，以增加燃氣的利用率，提供功效。冷凝技術(shù)并不是一個非常高難度的技術(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)。其主要的難點在于如何解決煙氣降溫后產(chǎn)生的酸液對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。當時使用的是接觸式冷凝技術(shù)，即高溫煙氣直接與一次水接觸（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。其缺點如下：
1、會使得一次水酸化，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)。一次水和高溫煙氣不發(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 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℃的高溫煙氣。煙氣中含有水蒸氣、CO2，酸蒸汽等。因為天然氣中不可避免的含有硫化物，經(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，其酸露點溫度約在140℃到160℃（根據(jù)SO3的含量提升），當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)）。
當常規(guī)壁掛爐的排煙溫度在170℃時，氣態(tài)的酸蒸汽對主熱交換器的腐蝕是非常輕微的。
當對煙氣進行潛熱回收時（排煙溫度降為50℃），酸蒸汽相變?yōu)樗嵝砸后w，將會對主熱交換器產(chǎn)生極強的腐蝕。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。低溫腐蝕嚴重時可以達到1mm/年的腐蝕能力，造成接觸面穿孔，就目前的科學(xué)技術(shù)尚無法完全腐蝕，只能盡量減輕程度。
另外，相對于常規(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發(fā)生黏連結(jié)塊，進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 內(nèi) 五 種 主 熱 交 換 器
1、二級換熱式（雙層）
介紹：
此類是在一臺常規(guī)壁掛爐的出煙口再加裝一個二級換熱裝置，俗稱“假冷凝”。其實，它也是一種冷凝方式，80年代后期和90年代初期被開發(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。目前主要是部分國內(nèi)和韓國廠商生產(chǎn)。
優(yōu)點：
成本低，企業(yè)轉(zhuǎn)型快。
缺點：
酸性物質(zhì)及氮氧化物含量高，耐腐能力差。主要是因為它在一級主熱交換器的燃燒方面并沒有做特別的處理，過多的過?？諝鈺罅看龠M氮氧化物和酸性物質(zhì)的產(chǎn)生，嚴重腐蝕部件。所以，此類冷凝爐即使使用了不銹鋼增加防腐，但其低成本的造價也決定了他的抗腐蝕能力非常有限，其二級冷凝換熱器的壽命一般較短。其較多的空氣進氣量，也使得部分熱量無形中被損失了。
2、鑄鋁盤管加翅片倒置式
介紹：
此類機芯一般由鍋爐廠商自行設(shè)計制造，倒置式燃燒設(shè)計，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：
這類冷凝裝置的管道較粗，流量足，對水質(zhì)要求不高，管內(nèi)不易結(jié)垢，一般不強制使用阻垢劑保護管路。
缺點：
由于設(shè)計結(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裂。國內(nèi)現(xiàn)有廠家正在研制不銹鋼款，尚未見大量商業(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，目前已經(jīng)召回退市。
該成品本身沒什么問題，主要原因在于國內(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。也由于國內(nèi)的燃氣（含硫化物高）和空氣（PM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。最大的問題還在于其縱橫交錯的肋筋翅片（針）設(shè)計，極難無法清理。曾有某廠商設(shè)計過異型（鋸齒）鋼絲刷，效果非常有限，短則一年、長則兩年，換熱效率大幅降低，只能報廢。
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，國內(nèi)曾有某廠商實驗室檢測過，相關(guān)參數(shù)偏向于304不銹鋼。既然原廠說是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)工廠用圓盤機將市售的壁厚0.8mm的306不銹鋼圓管盤成螺旋式圓桶，在兩端加壓，將圓管壓制成扁圓管。但由于較長的圓管無法保證從頭到底均勻一致，所以在壓制過程中，不可避免會出現(xiàn)局部圓管被壓得過扁，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)計成8-10KW固定功率。這樣可以根據(jù)冷凝爐的設(shè)計功率模塊化加減，以調(diào)整冷凝爐的功率數(shù)。
但這又產(chǎn)生了新的問題，兩個單元之間無法進行口對口的串聯(lián)式對接焊。一方面是沒有焊接操作空間，一方面是對接焊的焊縫為圓環(huán)狀，在整個主熱交換器中，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溫度下的膨脹系數(shù)相同，所以目前無法找到合適的焊材。既然對焊串聯(lián)不行，于是廠商采用了并聯(lián)法，將幾個單元并聯(lián)在一個分集水器上，讓一次水分四路在主熱交換器中加熱（三顯一潛），問題解決。只是由于采用一路分多管的形式，每個單元的管徑就大為降低，管徑變細，大約是正常總管截面的30%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。
只是由于國內(nèi)的水質(zhì)問題，如此細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、漏水等問題），特別容易造成其中一個單元發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，然后這個單元是越結(jié)垢越容易結(jié)垢，越容易結(jié)垢就越結(jié)垢，雜質(zhì)會在多次循環(huán)后堵在這個單元中，惡性循環(huán)。且由于其他三個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)，冷凝爐也無法提供警示。直到該單元由于長期干燒，發(fā)生漏水，引起故障，用戶才會知曉，但為時已晚，無法維修，只能整體更換。
為解決這個問題，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。但阻垢劑的一般時效最多為2年，且根據(jù)水質(zhì)的嚴重情況還會有所縮短。所以需要定時檢查阻垢劑的濃度，及時添加，人工成本較大。在兩年質(zhì)保期內(nèi)一般都是免費的，出保后一般每年的費用是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到基本要求，但未達到良好的設(shè)計標準。這是由于加壓壓力、定壓時間、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中間點來平衡各方面的關(guān)系，也就無法做到全方位的高標準。
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，但會由于吸附酸液而使得多個飛灰（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。
在歐洲空氣和燃氣質(zhì)量較好的情況下，飛灰顆粒較小，只要日常維護及時，一般問題不大。但在中國PM爆表的情況下，堵灰積灰情況就非常嚴重。高溫煙氣穿過管間縫隙后，溫度降為50度，會產(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，在縫隙中與后來的煙氣發(fā)生“頂?！保罱K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外管壁的腐蝕。
為解決這個問題，目前廠商主要采取定期上門用鋼絲刷清理管間縫隙的辦法。但該設(shè)計為一體化設(shè)計的，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）仍然無法清理，是一個暫時無法破解的隱患。
標準的間距及煙溫
5、361Ti不銹鋼螺旋方管單管式（潛顯一體）
介紹：
這是一款比較獨特的主熱交換器，屬于Vi牌的設(shè)計專利，目前也只有Vi牌自行生產(chǎn)和采用這個設(shè)計，現(xiàn)國內(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不銹鋼強大的耐腐蝕性（強化型抗面腐蝕），316L不銹鋼被廣泛應(yīng)用于軍用潛水艇，水下作業(yè)機器人等，還有如勞力士潛水表、蘋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、核電站使用的專用鍋爐。
該設(shè)計為單管式，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。不會出現(xiàn)并聯(lián)式那樣堵塞不報故障的情況出現(xiàn)。因如由于管內(nèi)結(jié)垢造成流量變小，熱負荷帶不出去的情況時，鍋爐會由于超溫報警而得到警示信號，這保證了管內(nèi)結(jié)垢后可及時得到警示和清理，是一款可維護維修的設(shè)計。在目前的國內(nèi)水質(zhì)情況下，無須強制添加阻垢劑。
生產(chǎn)廠商將316Ti不銹鋼板進行剪裁成長條形，進行折邊焊接（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)不同的問題），制作成方形管材，用圓盤機盤成螺旋型桶狀。方管管壁厚度1.2mm，管間縫隙0.8mm，達到優(yōu)良的設(shè)計標準。管壁厚，耐腐蝕性能好，壽命長?？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)，不會出現(xiàn)“逆流”和“頂?！?。平頂面的兩條黑色壓痕為其專利設(shè)計的導(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，排入下水道。避免了雜質(zhì)流回縫隙，同時也減少了酸性溶液在不銹鋼表面的停留時間，減緩了低溫腐蝕的情況
。
在目前國內(nèi)的環(huán)境工況下，雖不強制每年做內(nèi)部沖洗，但仍建議定期進行主熱交換器的維護清理。
菲斯曼的是316ti從這些你應(yīng)該可以判定哪個好了吧，不謝。
