蒸汽換熱器設(shè)備選型

1、蒸汽換熱器設(shè)備選型以蒸汽為熱源將水加熱，在采暖、空調(diào)、生活熱水選何種換熱器是整體設(shè)計 的一項重要內(nèi)容。筆者認為必須滿足以下三個條件：1.加熱速度快，熱效率高。 2.操作簡單，少維修，低運行成本。3.綜合造價低，占地小，配套設(shè)備少。用蒸汽作熱源加熱水基本有兩種方法：1.間接加熱一一蒸汽與水為兩個獨立系 統(tǒng)，通過金屬表面熱能從高品位向低品位傳導(dǎo)。2.直接加熱一一蒸汽與水直接混 合，將水加熱。間接換熱器的特性：間接加熱必須具備兩個條件才能進行熱能的位移。從傳 熱公式Q = KFT可以看出：1.傳導(dǎo)必須有溫差，即 T#0.不能等溫換熱，一般 情況要求TN20C，否則溫差越小，換熱面積越大。2.K值。一

2、種金屬的傳熱 系統(tǒng)K值為恒定值。如果金屬表面生成0.1啞厚水垢，K值相應(yīng)減少幾倍，換熱 面也相應(yīng)減少幾倍，在采暖、空調(diào)系統(tǒng)中用軟水就是這個道理。因蒸汽與水是兩 個各自獨立的系統(tǒng)，壓力相互間不會影響。蒸汽換熱應(yīng)采用二級換熱：第一級為汽一水換熱（利用潛熱）；第二級為水 一水換熱（利用顯熱）。在飽和蒸汽中，因潛熱大于顯熱6-10倍，因工程造價 原因，一般采用汽一一水一級換熱。間接換熱器種類及特點：一、列管式換熱器。采用層流傳熱，一級換熱熱效率不超過80%，冷凝水溫度 高，超過100C，易汽化，蒸汽壓力低于0.2MPa時，易產(chǎn)生蒸汽與水的沖擊噪 音，且有儲存熱水功能，水溫上熱下冷。份量重，易結(jié)垢。因檢

3、修需要一定抽管 距離，且占地面積大，價格高，基本為淘汰產(chǎn)品。二、螺旋板式換熱器。采用層流傳熱，有兩種不同材質(zhì)：一種為碳鋼，一種為不 銹鋼。熱效率不超過80%，一次性使用無法維修。比列管式占地相對小，易結(jié) 垢，造價低，冷凝水溫度超過100C.易汽化，蒸汽壓力小于0.2MPa時，冷凝水 與蒸汽產(chǎn)生汽水沖擊噪聲，因價格低廉不普遍被采用。三、波紋管式換熱器。采用振動和層流混合傳熱，一級換熱熱效率不超過80%, 占地小，易結(jié)垢，冷凝溫度超過100C，易汽化，蒸汽壓力小于0.2MPa時，水 與蒸汽產(chǎn)生沖擊噪聲，因占小，90年代初為流行產(chǎn)品。四、浮動盤管換熱器。采用振動傳熱，該技術(shù)國內(nèi)基本是引進美國技術(shù)發(fā)展

4、而來。 是利用蒸汽動能，換熱面產(chǎn)生振動破壞水膜，層流變?yōu)榉€(wěn)流傳熱，是世界上比較 先進的方法，并能利用溫差自行脫落硬質(zhì)水垢，但對微孔軟水垢無效。因制造工 藝而異，熱效率約在80-90%左右。0.2MPa以下蒸汽易產(chǎn)生汽水沖擊噪聲。儲 存式上下溫差大，有死水區(qū)。以及占地面小，價格稍微偏高，現(xiàn)在有很多地方采 用，目前國內(nèi)所有廠家未做過試驗，蒸汽壓力與水壓多大時合適，振頻率過大， 水分子與換熱面不接觸，無法傳熱，過小又起不到破壞水膜的作用，影響傳熱系 數(shù)。五、機械換熱機組。為兩級換熱：第一級將蒸汽通過噴淋方法變?yōu)楦邷厮?；第?級用水泵高流速（3M/S）在板式換熱器中產(chǎn)生高速摩擦進而產(chǎn)生喘流換熱器。這

5、種換熱器機組是目前國際上熱效率最高（97.8%），冷凝水低于100C，0.2MPa 以下蒸汽正常使用，但因占地大、造價高（比浮動盤管高5倍以上）、消耗電力、 維修大、價格貴、無法普遍使用。傳導(dǎo)加熱換熱種類很多，但都有不足之處：1.無法等溫換熱2.怕結(jié)垢，易 結(jié)垢3.熱效率一般無法超過87%4.換熱器需定期維修5.冷凝水溫度高，易汽化， 浪費能源6.使用蒸汽壓力不得低于0.2MPa。優(yōu)點：兩系統(tǒng)壓力、流速、流量互 不影響，100%回收冷凝水。直接加熱種類與特點：混合加熱是將蒸汽與水混合變?yōu)闊崴?，其特點：基本沒有熱損，熱效率幾乎 可達到100%。不怕結(jié)垢，冷凝水低于70C.一、蒸汽噴射器：該產(chǎn)品利

6、用蒸汽高流速產(chǎn)生負真空吸入水混合，此使用條件不 僅要求蒸汽有一定的壓力，而且還必須有一定動能才能混合。60年代因噪音問 題未推廣使用，90年代初基本解決噪音問題。蒸汽噴射器優(yōu)點：設(shè)備簡單，造 價低，熱能利用率高，不怕水垢；缺點：蒸汽必須有一定壓力和動能，而且蒸汽 流量不可任意調(diào)節(jié)，在閉式系統(tǒng)中無法使用（洗澡中必須加儲存水箱）。蒸汽混合器：是將蒸汽通過同徑多孔裝置直接注入水中。蒸汽壓力必須大于 系統(tǒng)壓力0.2MPa以上，蒸汽流量不可調(diào)，有噪音，在開啟或關(guān)閉時蒸汽壓力與 系統(tǒng)壓力有疊加現(xiàn)象，對采暖、空調(diào)系統(tǒng)有一定破壞力。在閉式系統(tǒng)中不能使用， 是一種淘汰產(chǎn)品。噴淋式換熱器：是通過多孔裝置將水直接以

7、噴淋方式注入蒸汽中。可調(diào)節(jié)蒸 汽流量，無噪音，0.2MPa低壓蒸汽效果極佳。缺點：怕水中雜物堵塞噴淋孔， 蒸汽壓力波動大時換熱器內(nèi)易汽化。洗澡必須加儲存水箱和水泵，不能等溫換熱。奔迪換熱器是利用火箭發(fā)射原理將蒸汽分流減壓。優(yōu)點：蒸汽可任意調(diào)節(jié)， 無噪音。熱水可儲存?？苫旌铣筛邷鼗虻葴?zé)崴Ｈ秉c：蒸汽壓力必須大于系統(tǒng) 壓力（采暖、空調(diào)系統(tǒng)中加泵可使蒸汽壓力小于系統(tǒng)壓力）。蒸汽是水的汽態(tài)形式，用蒸汽將水加熱，沒有道理采用間接加熱，應(yīng)直接加 熱。其理由：熱效率-間接一級換熱一般不超過80%。直接接近100%。水質(zhì)-間接有水質(zhì)要求，易結(jié)垢。直接對水質(zhì)無要求，不怕結(jié)垢。冷凝水-間接 水。一級換熱超過10

8、0C，常壓易汽化，浪費能源，可回收冷凝直接 一般低于70C可直接用水泵送進鍋爐。溫度-間接可調(diào)節(jié)，不可等溫換熱。直接奔迪：可調(diào)溫，可等溫換熱，并可儲能。噴淋式：可調(diào)溫，但不能等溫換熱和儲能。儲存式間接上下溫差大，有死水區(qū)。直接奔迪上下無溫差，因蒸汽推動無死水區(qū)。壓力-間接蒸汽壓力對水系統(tǒng)無影響。蒸汽壓力小于0.2MPa易產(chǎn)生與冷凝水沖擊噪音。直接蒸汽壓力對水系統(tǒng)有一定影響。除 氧-間接加熱溫度低于102C，流速高于0.2m/s無法除氧。直接奔迪流速低于0.1-0.2m/s，汽水自動分離，自動除氧，其他無此功能。維修-間接必須定期檢修。直接幾乎不用維修。附屬設(shè)備-間接洗澡必須有冷凝水回水管道，采暖及空調(diào)必須加補水泵，高位或低位膨脹水箱軟水器。直接洗澡不用回水管，采暖與空調(diào)取消補水泵，高位或低位膨脹水箱。目前世界各國都在研究蒸汽直接換熱設(shè)備。過去，蒸汽直接加熱，因噪音、 壓力、流量、溫度不易控制，而普通采用間接換熱。90年代隨著人們對熱