板式換熱器有著高效的換熱性能,在地熱利用項目中往往被廣泛應用,但地熱環境的特殊性也使面臨諸多挑戰,這些挑戰直接影響設備的運行效率和使用壽命,艾克森認為需要針對性解決,并提出以下方法:
1.地熱流體中往往含有高濃度的礦物質和腐蝕性成分,這是板式換熱器面臨的首要挑戰。當地熱流體流經換熱器時,礦物質容易在板片表面沉積形成水垢,導致換熱效率下降,嚴重時甚至會堵塞流道。同時,地熱流體中的氯離子、硫酸根離子等腐蝕性物質會對板片和密封墊造成腐蝕,縮短設備的更換周期。例如,在溫泉地熱項目中,如果流體含硫量較高,板片材質如果選擇不當,可能在半年內就出現腐蝕穿孔。
2.地熱溫度的不穩定性也給板式換熱器帶來困擾。地熱流體的溫度可能隨開采深度、季節變化出現較大波動,而板式換熱器的設計通常基于固定的溫度參數,頻繁的溫度變化會導致板片因熱脹冷縮產生應力疲勞,影響設備的密封性。此外,高溫地熱流體還可能使密封墊老化加速,增加泄漏風險,需要頻繁更換密封墊,提高了維護成本。
3.安裝和運維條件的限制同樣不容忽視。地熱開采場地往往位于偏遠地區,安裝空間有限,板式換熱器雖然結構緊湊,但地熱管道的布置可能因地形限制難以與換熱器完美匹配,導致流體在入口處分布不均,影響換熱效果。在運維方面,地熱項目的換熱器需要定期清洗除垢,而傳統的化學清洗可能會加劇設備腐蝕,物理清洗又受場地條件限制,給維護工作帶來不便。
4.為應對這些挑戰,艾克森建議從材質選擇和設計優化入手。板片可選用耐腐蝕的鈦合金或哈氏合金,密封墊采用耐高溫、耐化學腐蝕的氟橡膠材質;設計上采用易拆卸結構,方便清洗和更換部件,同時增加防垢涂層減少水垢沉積。通過針對性措施,才能讓板式換熱器在地熱利用項目中穩定發揮作用。
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