于以电厂尾段蒸汽为热源换热器选型的几点看法

摘　要：本文介绍了利用电厂尾段过热蒸汽进行直接换热与间接换热的比较；直接换热的几种方法及其各自的原理与特点。关键词：尾段蒸汽、直接换热、间接换热。
利用火力发电厂无法作功的尾段蒸汽向城区供热是增加电厂效益，减少城市污染，梯度用能，最经济、有效的方法。因冷凝水回收输送距离长，投资成本高，水中含铁过高，热价低，一般都不回收。
尾段蒸汽是一种高品位热能，不仅可以满足附近工厂生产用蒸汽的需求，而且可以作为一种商品有偿供给宾馆、城市居民生活采暖、洗浴用热水供应，以满足不断提高的物质生活需求。
电厂尾段蒸汽与一般蒸汽锅炉所产蒸汽不同：一般蒸汽锅炉所产生蒸汽是饱和蒸汽，而电厂所产尾段蒸汽是过热蒸汽。以蒸汽为热源的换热方法基本分为两种：一、间接换热；二、直接换热。采用和方法不同，投资会不同；热能的利用率不同，当然运行成本、维修费用相差更大。间接换热一般情况是将蒸汽――高品位热能通过传导变为热水――低品位热能；而直接加热是蒸汽与水直接混合形成热水。
一、间接换热
间接加热需先将过热蒸汽经过水泵喷淋降温变为饱和蒸汽，而后采用二级换热：汽――水一级换热（潜热占80％）；水――水二级换热（显热占20％），因潜热较显热相差很大，及投资等原因，一般只进行汽――水一级换热，这样造成冷凝水温度过高（一般超过100℃），能源浪费极大。换热器必须使用软水，否则因结垢必须定期清理，而且蒸汽压力一般不小于0.2MPa，否则换热器中蒸汽与冷凝水将造成水击现象。这就是间接换热在以蒸汽为热源的换热系统上已越来越少被采用的原因所在。间接换热最大的优点是蒸汽与水为两个独立的系统，故两系统压力互不影响。
二、直接加热
直接加热是将蒸汽与水直接混合，其特点是：1、可利用过热蒸汽直接换热。2、换热速度快，热效率最高，基本无热损。在洗浴系统热效率为100％，采暖、空调系统为95％左右，冷凝水排出温度低于70℃。3、直接换热对水质无要求：采暖、空调可直接加生水进行换热。4、设备结构简单，无须维修。5、直接换热具有除氧功能，可以延长换热器及系统使用寿命。直接换热的不足之处是汽水为一个整体系统，这样蒸汽压力波动，会造成供热系统压力波动。
三、间接换热与直接换热比较
间接贮存式换热器存在上热下冷（20～80℃），因80℃以下水无

法产生对流破坏，因而造成贮存式换热器有层热现象，上下温差很大（20～80℃），实际贮能减少30％～50％左右，这是间接换热至今未解决的一个世界性难题。而“奔迪”贮存式换热器因蒸汽动能推动水对流，这样使换热器上、下温度均等，不会产生间接换热上热下冷的和结垢现象。在空调、采暖中间接换热必须加定压补水装置，在系统缺水时及时补水以达到系统压力稳定循环供热；直接换热因蒸汽不断注入，只需控制排水量，就可以达到系统定压，这是一种全新的定压方法，无须另加补水设备。在同等供热面积下，间接换热比直接换热设备占地面积大近一倍，综合设备投资高近一倍，的效热能利用率低5～20％。间接换热需定期检修；直接换热无须维修。
四、直接换热的几种比较
1、蒸汽喷射器。该产品利用蒸汽的高流速产生负真空，吸入水进行混合。使用条件：蒸汽压力必须大于系统压力0.2MPa以上，不仅要求压力稳定，而且要求有一定动能，才能进行混合。60年代因噪音问题未被推广，至90年代噪音问题基本解决，如蒸汽流量降低时，或压力波动，易产生汽水冲击、振动噪声，在洗浴系统必须加储水箱且蒸汽流量不可任意调节。不宜在闭式循环系统中使用。
2、蒸汽混合器。该产品是将蒸汽通过多孔装置直接注入水中，蒸汽压力必须大于系统压力0.2MPa以上，有噪音。在开启或关闭蒸汽阀门时，水系统压力与蒸汽压力有叠加现象，对采暖及空调系统有一定破坏性影响。蒸汽流量调小时，会使水击噪声增大。
3、喷淋式换热器。是通过多孔装置将水直接以喷淋方式打在管壁形成凝珠状，与蒸汽进行混合。0.2MPa低压蒸汽效果最佳，无噪音。蒸汽流量可调节，但蒸汽压力波动大时，换热器内易汽化，现可能过加定压罐调节。罐内易不凝性气体，需定时排出，如系统水中有杂物，喷淋孔易堵塞。在空调、采暖系统，循环泵型与常压锅炉选型相似，不仅需要计算延程阻力，而且需要考虑系统高度（因其在相对常压下工作），这样水泵扬程及功率相对增大。
4、“奔迪”换热器。该换热器是利用火箭发射的原理将蒸汽分流减压，将蒸汽直接注入水中。不怕蒸汽压力波动，蒸汽流量可任意调节，无噪音，永不结垢，可混合成高温或等温热水。在采暖空调系统，蒸汽压力需大于系统压力，如果蒸汽压力小于系统压力，在回水管路中只需增加减压阀，相应增加水泵扬程即可正常使用。
前三种直接换热方法在洗浴系统，如无人用热水将会产生振动与汽水冲击噪音，故必须加储水水箱。而“奔迪”换热器开发出贮存式系列用于洗浴及热水用系统，无须再加储水水箱。
以上是笔者从事多年汽水换热器工作的体会，供同行参考。