噴射混合式加熱器

1.1噴射混合式加熱器的分類 1.2噴射混合式加熱器的工作原理 （3）噴射混合式加熱器的熱能利用率

西安國恆節能環保技術有限公司利用“兩相流理論”“噴射理論”結合流體力學成功研製開發了最新一代噴射混合式加熱器，噴射混合式加熱器是通過汽、水兩相流體的直接混合來生產熱水的設備。噴射混合式加熱器具有傳換效率高，噪音低（可達到65dB以下），體積小，安裝簡單，運行可靠，投資少（在相同供熱能力的條件下，噴射混合式加熱器的造價僅為管式換熱器的1/5）等優點。大量實踐證明，噴射混合式加熱器的使用性能在多方面超過傳統的表面式換熱器。噴射混合式加熱器除上述優點外，還具有節能的作用。
在有些需要精確控制熱水溫度的場合（如生產工藝的要求等），可以通過安裝自動調節裝置實現這一目的，通過調節進汽量來控制被加熱水的溫度，保持熱水溫度恆定。
1.1噴射混合式加熱器的分類
噴射混合式加熱器按照驅動介質不同分為射汽帶水式與射水帶汽式兩種。
A:射汽帶水式是指蒸汽通過噴嘴射流，水作為被引射流體；射水帶汽式是指水通過噴嘴射流，蒸汽作為被引射流體。在熱水供暖系統中採用射汽帶水式噴射混合式加熱器，可以代替表面式汽水加熱器和循環水泵，起到節煤、節電、節省設備投資的作用。但是其使用條件較嚴，要求蒸汽達到一定壓力，而且流量必須穩定，使這種加熱器的套用受到一定的限制。在蒸汽壓力高於水壓力0.3MPa以上時，可以考慮採用射汽帶水式噴射混合式加熱器。
B:射水帶汽式噴射混合式加熱器不受蒸汽壓力和流量的限制，使用的範圍較寬，只是不能取代系統中循環水泵的作用。下面以射水帶汽式噴射混合式加熱器為例，介紹其工作原理與套用。
1.2噴射混合式加熱器的工作原理
當被加熱水通過噴射混合式加熱器的噴嘴時，壓力降低，流速增加，在噴嘴的出口處形成低壓區，蒸汽在此區域進入加熱器內，與被加熱水進行混合，蒸汽在水中凝結放熱，汽、水之間進行能量、動量和質量的交換，然後汽水混合物進入混合室進一步均勻混合，最後進入擴壓室使水的流速降低，壓力升高，完成加熱水的過程。作為熱媒介質的蒸汽，可以使用新蒸汽，也可以使用回收的廢蒸汽，進入噴射混合式加熱器的蒸汽壓力可以高於進口水的壓力，也可以低於進口水的壓力。如果採用凝結水產生的二次蒸汽或回收的廢蒸汽作為加熱熱源，節能效益更為顯著。
1.3 噴射混合式加熱器熱能利用率對比分析
下面通過一個計算示例比較表面式換熱器與噴射混合式加熱器的熱能利用率。
（1）已知條件：飽和蒸汽壓力：0.3 Mpa，汽化潛熱：510.2 kcal， 飽和蒸汽焓：653.9 kcal/kg， 飽和水焓：143.7 kcal/kg。
（2）表面式汽水換熱器的熱能利用率
疏水器的熱損失按5%計算，凝結水全部回收利用，則：
（3）噴射混合式加熱器的熱能利用率
由於在噴射混合式加熱器內汽水直接混合，噴射混合式加熱器的散熱損失很小，可以忽略不計，故可以認為： 熱能利用率=100%
噴射混合式加熱器的熱效率之所以高於表面式加熱器，根本原因是兩種換熱器的換熱機理不同。表面式換熱器的換熱過程是蒸汽與被加熱水不直接接觸，通過金屬表面傳熱，蒸汽凝結放熱，被加熱水吸收蒸汽的汽化潛熱。蒸汽熱焓中的汽化潛熱所含熱量可以得到利用，但飽和水焓的熱量卻無法被利用。而噴射混合式加熱器與表面式加熱器的換熱過程不同之處在於蒸汽與水直接混合，蒸汽熱焓中的汽化潛熱和飽和水焓的熱量全部可以被水吸收利用，所以噴射混合式加熱器熱能利用率高。
1.4 噴射混合式加熱器的安裝與調試
噴射混合式加熱器的安裝方式比較靈活，可以水平安裝，也可以垂直安裝。可以布置成推式安裝，也可以布置成拉式安裝。所謂推式安裝，是指水泵布置在噴射混合式加熱器前，即低溫水先經過水泵加壓，然後再進入加熱器加熱。拉式安裝方式是指水泵布置在噴射混合式加熱器後，低溫水先經過加熱器加熱，然後再進入水泵加壓。對於射水帶汽式噴射混合式加熱器，在進汽壓力低於進水壓力時，採用拉式安裝方式布置；在進汽壓力不低於進水壓力0.2MPa時，也可以採用推式安裝方式布置。而對於射汽帶水式噴射混合式加熱器，因為噴射混合式加熱器本身具有增壓效果，建議採用拉式安裝方式布置。
噴射混合式加熱器的阻力損失一般不超過0.15MPa，具體數值與進入加熱器的蒸汽和水之間的壓差有關。壓差越大，阻力損失就越小。但是，其前提是必須保證噴射混合式加熱器的正常工作。
二.在安裝使用噴射混合式加熱器時應注意如下問題：
（1）在蒸汽入口管道上必須安裝逆止閥，以防止停蒸汽時被加熱水進入蒸汽管道。
（2）在噴射混合式加熱器的冷水入口前和熱水出口後均應保證有10倍管徑長度的直管段。
（3）與噴射混合式加熱器相連線的供水管道應安裝旁通閥。
（4）在噴射混合式加熱器啟動時，要先開出口水閥，再開入口水閥，最後緩慢開啟蒸汽入口閥。
（5）關閉噴射混合式加熱器時的操作程式與開啟時相反。
三. 噴射混合式加熱器的套用
3.1 加熱採暖循環水
噴射混合式加熱器特別適合於在供熱面積不超過6萬平方米的中小型供暖系統中使用，取代表面式加熱器的功能。根據熱源的條件不同，加熱水的溫度可以提高20℃～50℃。如果要求水的溫升較大，也可以採用兩級噴射混合式加熱器串聯布置使用。
3.1.1 直接供熱式採暖系統
用蒸汽加熱採暖循環水後直接向用戶供熱，這種供熱方式稱為直接供熱。直接供熱方式的供水壓力較低，一般不超過0.6MPa，這種方式適用於供熱面積較小的採暖系統。
3.1.2 間接供熱式採暖系統
間接供熱式採暖系統是將供熱系統分為兩個循環迴路，分別稱為一次網和二次網，通過換熱站內的表面式換熱器將兩個循環迴路聯繫在一起。高溫水在一次網中循環，低溫水在二次網中循環，高溫水通過表面式換熱器加熱低溫水。噴射混合式加熱器的主要作用是代替表面式汽—水換熱器，完成蒸汽加熱水的換熱過程。這樣可以省去一套管理麻煩的凝結水回收系統，而且占用空間小，不需要維護，投資僅為表面式汽水換熱器的1/5，所以具有明顯的使用優勢。
3.2 回收凝結水產生的閃蒸汽
在需要蒸汽加熱的工業生產過程中，經常會產生大量的凝結水，凝結水在冷卻過程中，又會產生一定量的閃蒸汽。以前這部分低壓蒸汽因為回收困難或回收成本高，經常是放散，浪費了大量的能源。在能源日益短缺的形勢下，節能越來越受到企業的重視。對於生產企業來說，節流比開源更重要，節能就是創造效益，採用噴射式汽水噴射混合式加熱器技術可以回收這部分廢蒸汽。儘管目前回收廢蒸汽的方法不止一種，但此方法投資小，熱能利用率高，套用比較廣泛。此方法是用廢蒸汽來加熱水，然後供給工業生產或生活使用。採用噴射混合式加熱器回收廢蒸汽的熱力系統。
3.3 利用定排、連排水產生的二次蒸汽加熱除鹽水
在熱力發電廠或生產蒸汽的工業鍋爐房熱力系統中，連續排污擴容器和定期排污擴容器是必不可少的熱力設備。連續排污的作用是排除鍋水中的鹽分雜質，控制鍋水的含鹽濃度；而定期排污的作用主要是排除鍋水中的鬆散沉澱物。排污水量因鍋爐的噸位而異，一般連續排污水量不超過鍋爐蒸發量的5%，定期排污水量不超過鍋爐蒸發量的2%。這些排污水中含有大量的熱量，但是因為排污水中的含鹽濃度過高，無法再利用，只能排放掉。當排污水進入排污擴容器後，由於擴容降壓作用，會產生大量的二次蒸汽，這部分蒸汽是純淨的，可以回收利用。採用噴射混合式加熱器技術可以回收這部分蒸汽。通過計算可知，回收這部分蒸汽的節能效益還是十分可觀的。
四 噴射混合式加熱器工程實例
4.1某供熱有限公司有一採暖面積為4000m2的熱用戶，距離供熱公司較遠，而且周圍暫時沒有其他的熱用戶，如果從廠區向熱用戶敷設熱水管網明顯不經濟。但在熱用戶附近有現成的途經蒸汽管線，蒸汽參數為P=0.7MPa，t=200℃。該公司經過研究決定，採用噴射混合式加熱器技術進行供熱，熱力系統採用直接供熱式系統。從蒸汽管線上引出一部分蒸汽作為噴射混合式加熱器的熱源，通過減壓閥將蒸汽壓力由0.7MPa減至0.3MPa，用於加熱採暖循環水，進水壓力為0.4MPa。該系統於2003年11月投入使用，運行後工作性能穩定，從未出現過任何故障，而且無需專人維護，工程總投資為3.5萬元，取得了良好的經濟效益。對於同等條件，如果採用表面式換熱器，工程投資至少需要10萬元。
4.2某熱電有限公司有3台75t/h 蒸汽鍋爐，在鍋爐運行時定期排污和連續排污系統有大約2t/h 的乏汽排放，即污染環境又浪費能源。為了深入挖潛，向節能要效益，該公司採用了噴射混合式加熱器技術回收這部分廢蒸汽。冬季用於加熱採暖循環水，用壓力為0.05MPa，流量為2 t/h的低壓蒸汽將流量為60t/h，溫度為45℃的採暖循環水加熱到60℃。夏季用於加熱洗浴用水，可將36t/h15℃的水加熱到45℃。低壓乏汽按照50元/t計算，每小時可回收2噸，全年運行7200小時，節能效益為72萬元。設備投資3萬元，工程投資1.5萬元，合計4.5萬元，投資回收期為：4.5/72=0.063年，1個月就收回了投資。可見，節能效益是十分顯著的。
五 噴射混合式加熱器產品優點
1.蒸汽與液體瞬間混合均勻，加熱迅速，熱效率高達100%,節能。
2.加熱蒸汽壓力低於,高於被加熱液體壓力均可使用,而不受蒸汽壓力必須高於液體壓力0.05～0.1Mpa的限制。
3.振動小，噪音低。
4.體積小,價格廉,投資少。
5.溫升大,可達70℃以上。
6.結構簡單,不易結垢,免維護,使用壽命長。
7.可利用工業低壓乏汽作熱源制熱水，節約了能源，保護了環境。
8.由於針對用戶參數選用型號或專門設計,對用戶有極強的適用性,運行平穩,能滿足用戶各項要求。
六 噴射混合式加熱器用途
A:凡需要利用蒸汽提溫的場合，都可以利用噴射混合式加熱器。例如：
1. 採暖熱水的製備。
2. 電廠生水加熱及回收利用低壓除氧器排汽加熱除鹽水。
3. 化工、石油、輕工等行業回收低壓乏汽，用於製取熱水。
4. 醫院、賓館、浴池及居民等生活用熱水的制熱水。
B: 噴射混合式加熱器特殊用途
1.回收低壓放散汽
⑴、低於大氣壓的放散汽
⑵、高於大氣壓的放散汽
2.回收料液揮發的酸氣、霧氣等放散氣
3.電廠的高低壓加熱系統
4.可製造重油和蒸汽的理想混合物以供燃燒使用
5.蒸發系統的抽低壓
6.液態物料加熱
在石油、化工、紡織、冶金等行業中，經常需要對有腐蝕性、易結垢、結疤的液態物料進行加熱提溫。傳統的加熱方法大多都是採用表面式加熱器或採用直接將蒸汽通入料液槽中的直通式加熱方式。前一種加熱方式是連續性的，但由於料液在表面式加熱器中的流速較小，停留時間長，所以加熱管更易被腐蝕、管壁結疤更嚴重。而後一種加熱方式只能是間斷性的，系統複雜、熱效率低、生產效率低。而且系統運行時產生的帶腐蝕性物質和刺激性氣味的放散汽嚴重污染了周邊環境，系統震動、噪音極大。由於以上兩種加熱方式的不科學性，導致設備時運時停，增加了維護檢修工作量及費用，降低了熱效率，增加了生產成本，從而影響了企業的總體經濟效益。
噴射混合式加熱器能夠代替以上兩種加熱方式，由於它先進的設計和工作原理，決定其具有耐腐蝕、耐沖刷、不結垢、不結疤的優點。