--濰坊市熱力總公司院內換熱站技術特點

　　隨著人民生活水平的提高和對環保的日漸重視，我國城市集中供熱事業正蓬勃發展， 供熱設備新產品層出不窮。汽動加熱器是近年來出現的一種先進的換熱設備。它的工作原理：汽動加熱器是利用蒸汽和水直接混和進行供熱或生活熱水供應領域的高新技術產品。

      在該設備中不同壓力、溫度、流速、壓縮系數的蒸汽與水瞬間混和，形成流態復雜的、具有超可壓縮能力（即壓縮系數驟增）的汽水兩相流體，流速迅速由亞音速轉變到超音速卻無需消耗機械能。在經過瞬間的熱量與動量傳遞后，蒸汽完全凝結入水中共同形成高溫高壓的熱水從該設備中輸出， 直接進行供熱循環或熱水供應。也就是說，在蒸汽壓力滿足設計要求時汽動加熱器具有汽水熱交換器和水泵的復合功能，在汽水熱交換供熱系統中可以替代熱交換器和循環水泵。 

       濰坊市2003年對集中供熱設施進行了大規模建設，僅濰坊市熱力總公司就發展供熱面積100多萬平方米，為了實現高起點、高技術、高水平發展，該公司大膽采用了當今最先進的汽動加熱器技術進行換熱站建設，收到了顯著的效果。現就該公司院內供熱能力為20萬平方米的換熱站技 術特點作如下介紹：

　　 一、 占地小、投資省

　　 該站由原供熱能力為5萬平方米站改建為供熱能力20萬平方米站，于2003年供熱期來臨時正式投入使用，整個站占地面積約為50平方米，這不僅在國內是最小的就是在國際上也未見類同報道，可以說這是全世界占地最省的換熱站。

　　 在換熱站的設計過程中，由于受到地理環境的影響，換熱站只能設在一塊長約8米，寬不足7米且不夠規則的地面上，為了能夠布置下兩臺6萬和兩臺4萬的汽動加熱器，我公司進行專門設計，即采用所謂"一背一"的布置，充分利用空間，又能保證操作維修方便， 道路暢通，管線走向流暢美觀。若按常規選型，由設計院進行設計，無法布置下這些設備，包括：汽動加熱器四臺，45KW水泵一臺，汽包一個，水包(Φ800×3000)兩個及水泵變頻柜等，由供貨廠家提供系統設計這是一個有益償試。由于省去了大規模的土建工程， 使綜合投資節省50%。

　　 二、節電效果明顯

　　 常規供熱面積20萬平方米的換熱站一般選用電機功率為110KW的水泵，而該站選用的是45KW水泵且配備變頻調速裝置。從運行數據上看，變頻器指示工作頻率在37.5HZ左右，說明水泵負荷率應為其軸功率的（37.5/50）3×100%=42%，由此可算出電機功率為：

　　 45×0.85×42%=16KW

　　 常規站的電機功率為110×0.85=93.5KW

　　 上述0.85為電機的功率因數。

　　 另外，常規站補水泵平均功率為7.5KW，故總耗電功率為：93.5+7.5=101KW

　　 因而，兩站比較的節電率為：（101-16）/101=84%

　　 當蒸汽壓力大于0.35Mpa時，系統可停泵運行，此時節電100%。若按節電84%計，一個采暖季的節電量應為：（110×85%+7.5）×84%×24×135=274882度

　　 節電效果顯而易見。

　　 三、節汽效果突出

　　 汽動加熱器是目前世界上最先進的熱交換設備，它不僅具有前述明顯的節電效果而且由于其換熱方式為混合式，蒸汽 100% 地進入了循環中，而系統的溢水溫度即回水溫度是整個系統中溫度的最低點，一般比傳統的面式換熱器的凝結水溫度低 30℃~40℃ 。根據熱力學計算：假設蒸汽參數為： 0.8Mpa,170℃ 飽和蒸汽 ,170℃ 飽和蒸汽焓值 h ＂ =2768KJ/kg

傳統面式換熱器的蒸汽冷凝水平均溫度為 95℃ ，焓值 h ＇ =398KJ/kg ，汽動加熱器排水在系統最低溫度的回水上，排水溫度為 70℃ ，焓值 h ＇ =292KJ/kg 。

　　 由此算出傳統換熱器蒸汽所放出熱量為 Q1=2768-398=2370 KJ/kg ，汽動加熱器蒸汽所放出熱量為 Q2=2768-292=2476 KJ/kg ,故汽動加熱器節汽率為( 2476-370 ) /2370=4.5%左右，供熱能力為 20 萬平方米的換熱站平均耗汽量約為 10t/h ，這樣一個采暖季的節汽可達：10×4.5%×24×135=1458 噸

　　 該站改造前流量計顯示流量偏大，原因是渦街流量計不抗干擾，設備振動傳播會引起顯示流量偏大，為了避免這個問題，在改造設計中，在設備的進口前增設了一套減振器， 使流量顯示正常，節汽效果得到了真實有效的檢驗。

　　 假定電費１元／度，蒸汽１００元／噸，僅第二、第三項每年應可節約運行費用４２萬元，兩年即可收回全部投資。

　　 四、噪聲低、可靠性高、負荷任意可調作為大型換熱站，僅就一排水泵運行中發出的噪聲也已超過了 100 分貝，兩人對面說話無法聽清。而該站汽動加熱器發出的噪聲特別小，只有 70 分貝。該站施工前曾考慮過增加減噪措施，而試運行后，人們驚訝的發現，該站的運行噪聲比板換站還小，人與人對面交談能清晰可辨，所以就把原計劃的降噪方案取消了。

　　為什么會取得如此理想的低噪聲效果呢？這要從汽動加熱器第四代產品的結構說起。

　　由于第三代以前產品蒸汽噴嘴的面積是固定的，它要求一個變化不大的工作壓差。當實際運行中壓差發生較大變化就會產生噪聲，嚴重時會引發事故的可能。要想對熱負荷進行調節，就必須對壓差即蒸汽工作壓力進行調節，這就產生了矛盾，而這個矛盾是國際上長期未能解決的矛盾。在工作壓差不大的前提下改變噴嘴的面積，這是一個十分復雜、尖端課題，因為其中有一個水通道的變工況適應問題，特別是水擊狀態下的面積改變跟蹤速度問題更是任何電動調節所無法實現的。第四代汽動加熱器采用自力跟蹤技術解決了這一世界難題。從此負荷可以任意調節，在變工況下，設備能保持最佳的運行姿態。最具深遠意義的是從此汽 動加熱器組成全自控的無人值守機組具備了條件。而在此第三代以前技術是不可能的。

　  由于實現了可調節低噪聲，使得大容量和大批量的生產成為可能。總的來說，汽動加熱器技術已經成熟，目前各項技術經濟指標皆超過了面式熱交換器技術。

　 注：該篇論文已在《區域供熱2005年01期、《中國建設信息》上發表。（嚴禁轉載）