--濰坊市熱力總公司院內(nèi)換熱站技術(shù)特點

　　隨著人民生活水平的提高和對環(huán)保的日漸重視，我國城市集中供熱事業(yè)正蓬勃發(fā)展， 供熱設(shè)備新產(chǎn)品層出不窮。汽動加熱器是近年來出現(xiàn)的一種先進(jìn)的換熱設(shè)備。它的工作原理：汽動加熱器是利用蒸汽和水直接混和進(jìn)行供熱或生活熱水供應(yīng)領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)品。

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

       濰坊市2003年對集中供熱設(shè)施進(jìn)行了大規(guī)模建設(shè)，僅濰坊市熱力總公司就發(fā)展供熱面積100多萬平方米，為了實現(xiàn)高起點、高技術(shù)、高水平發(fā)展，該公司大膽采用了當(dāng)今最先進(jìn)的汽動加熱器技術(shù)進(jìn)行換熱站建設(shè)，收到了顯著的效果?，F(xiàn)就該公司院內(nèi)供熱能力為20萬平方米的換熱站技 術(shù)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(nèi)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(shè)計過程中，由于受到地理環(huán)境的影響，換熱站只能設(shè)在一塊長約8米，寬不足7米且不夠規(guī)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(jìn)行專門設(shè)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(guī)選型，由設(shè)計院進(jìn)行設(shè)計，無法布置下這些設(shè)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(tǒng)設(shè)計這是一個有益償試。由于省去了大規(guī)模的土建工程， 使綜合投資節(jié)省50%。

　　 二、節(jié)電效果明顯

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

　　 45×0.85×42%=16KW

　　 常規(guī)站的電機(jī)功率為110×0.85=93.5KW

　　 上述0.85為電機(jī)的功率因數(shù)。

　　 另外，常規(guī)站補(bǔ)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(jié)電率為：（101-16）/101=84%

　　 當(dāng)蒸汽壓力大于0.35Mpa時，系統(tǒng)可停泵運(yùn)行，此時節(jié)電100%。若按節(jié)電84%計，一個采暖季的節(jié)電量應(yīng)為：（110×85%+7.5）×84%×24×135=274882度

　　 節(jié)電效果顯而易見。

　　 三、節(jié)汽效果突出

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

傳統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(jié)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(jié)汽可達(dá)：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(shè)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(shè)計中，在設(shè)備的進(jìn)口前增設(shè)了一套減振器， 使流量顯示正常，節(jié)汽效果得到了真實有效的檢驗。

　　 假定電費(fèi)１元／度，蒸汽１００元／噸，僅第二、第三項每年應(yīng)可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用４２萬元，兩年即可收回全部投資。

　　 四、噪聲低、可靠性高、負(fù)荷任意可調(diào)作為大型換熱站，僅就一排水泵運(yùn)行中發(fā)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(fā)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(yùn)行后，人們驚訝的發(fā)現(xiàn)，該站的運(yùn)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(chǎn)品的結(jié)構(gòu)說起。

　　由于第三代以前產(chǎn)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(dāng)實際運(yùn)行中壓差發(fā)生較大變化就會產(chǎn)生噪聲，嚴(yán)重時會引發(fā)事故的可能。要想對熱負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，就必須對壓差即蒸汽工作壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，這就產(chǎn)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(fù)雜、尖端課題，因為其中有一個水通道的變工況適應(yīng)問題，特別是水擊狀態(tài)下的面積改變跟蹤速度問題更是任何電動調(diào)節(jié)所無法實現(xiàn)的。第四代汽動加熱器采用自力跟蹤技術(shù)解決了這一世界難題。從此負(fù)荷可以任意調(diào)節(jié)，在變工況下，設(shè)備能保持最佳的運(yùn)行姿態(tài)。最具深遠(yuǎn)意義的是從此汽 動加熱器組成全自控的無人值守機(jī)組具備了條件。而在此第三代以前技術(shù)是不可能的。

　  由于實現(xiàn)了可調(diào)節(jié)低噪聲，使得大容量和大批量的生產(chǎn)成為可能?？偟膩碚f，汽動加熱器技術(shù)已經(jīng)成熟，目前各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)皆超過了面式熱交換器技術(shù)。

　 注：該篇論文已在《區(qū)域供熱2005年01期、《中國建設(shè)信息》上發(fā)表。（嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載）