摘　要:通過對幾種換熱器性能的分析比較,推薦在以蒸汽為熱源的定時熱水供應系統(tǒng)中,換熱器選型時,選用等離子體改性強化換熱器。
    關鍵詞:熱水供應;熱效率;換熱器;選用
　　筆者在進行煤電公司集中供熱鍋爐房設計時,建設單位要求對住宅區(qū)進行定時熱水供應設計,熱媒為蒸汽,熱水供應時間為每晚8:00-11:00。為此,設計時對幾種換熱器進行了考察比較,考察結(jié)果如下:
    換熱器（熱交換器）,特別是被加熱介質(zhì)是水的換熱器,在供熱系統(tǒng)中得到廣泛應用。熱水換熱器按參與換熱的介質(zhì)（熱媒）分類,分為汽-水（式）換熱器和水-水（式）換熱器;按換熱器換熱（傳熱）的方式分類,分為表面式換熱器和混合式換熱器。表面式換熱器是冷熱兩種流體被金屬壁面隔開,而通過金屬壁面高溫介質(zhì)將熱量傳給低溫介質(zhì)?；旌鲜綋Q熱器是冷熱兩種流體直接接觸進行混合而實現(xiàn)換熱的換熱器。
    目前常用的幾種換熱器有:容積式換熱器、殼管式換熱器、板式換熱器、等離子體改性強化換熱器等。
    容積式換熱器,既是換熱器又是貯熱水罐,在未加熱前在罐體中存有大量冷水,熱效率低,換熱時間長,浪費能源。多用于生活熱水和用水不均勻的工業(yè)用熱水系統(tǒng),主要為罐體及加熱排管兩部分組成。
    殼管式換熱器,是應用zui廣泛的傳統(tǒng)的換熱器,其zui基本的構造是在圓形殼體內(nèi)加許多熱交換用的小管,當加熱的熱媒為蒸汽時為殼管汽—水換熱器;加熱的熱媒為高溫水時稱為殼管水—水換熱器,水—水換熱器由于熱交換小管內(nèi)外都是水,因為小管兩側(cè)水的流速接近,圓形外殼直徑不能太大,當加熱面積要求較大時,常幾段連接起來,故又稱為分段式水—水換熱器。常用于熱水采暖系統(tǒng)、低溫水空調(diào)系統(tǒng)及某些連續(xù)性用熱水的生產(chǎn)工藝用水。
    板式換熱器,是發(fā)展中的新型換熱設備之一。結(jié)構上采用特殊的波紋金屬板為換熱板片,使換熱液體在板間流動時,能夠不斷改變流動方向和速度,形成激烈的湍流,以達到強化傳熱的效果,且傳熱板片采用厚度為0.6～1.2mm的薄板,這就大大提高了其傳熱能力。一般總傳熱系數(shù)達2500～5000W/m2·℃,zui高達7000W/m2·℃。比殼管式換熱器高3～5倍。換熱板片之間（周邊或某些特殊部位）用墊片密封,形成水流通道。墊片用合成橡膠制成,耐一定高溫有彈性。由于傳熱板片緊密排列,板間距較小,而板片表面經(jīng)沖壓形成的波紋又大大增加了有效換熱面積,所以單位容積中所容納的換熱面積很大,占地面積比同樣換熱面積的殼管式換熱器小的多。同時,相對金屬消耗少,重量輕。目前板式換熱器于水-水交換,一般zui高水溫不超過150oC。用于蒸汽尚待研究。另外,由于板片間隙較小,要求水質(zhì)好,一旦形成水垢,熱力工況與水力工況將大大惡化。筆者所在的煤電公司在電廠集中供熱工程中就選用了板式換熱器,因為水質(zhì)問題,換熱器結(jié)垢現(xiàn)象非常嚴重,而且所結(jié)的水垢不易清洗,給運行管理帶來很大麻煩,影響了集中供熱的效果。
    等離子體改性強化換熱器,其構造基本上同殼管式換熱器,蒸汽在殼程,被加熱水在管程,是一種新型強化汽水換熱器。它是利用等離子體改性爐對黃銅換熱管注入一定量的鉻、鈦、氬、氮等離子,使換熱器表面形成凸凹點,從而在凝結(jié)換熱中,蒸汽以這些凸凹點為核心迅速凝結(jié),形成水珠,成為珠狀冷凝,達到強化換熱的效果。它比一般換熱器具有以下優(yōu)點:
    （1）換熱效率高,傳熱系數(shù)在4200W/m2·oC以上,是同體積其他換熱器換熱量的2倍以上。高市場競爭力,并使參與放養(yǎng)雞生產(chǎn)經(jīng)營的孵化戶、育雛育養(yǎng)戶、放養(yǎng)戶和經(jīng)銷戶有計劃地協(xié)調(diào)生產(chǎn),我們成立了渭源縣南山放養(yǎng)蟲草雞協(xié)會,并以黃香溝牧場為中心,建立了南山放養(yǎng)蟲草雞示范基地,目前在示范基地內(nèi)新發(fā)展育雛戶100戶,放養(yǎng)戶500戶,飼養(yǎng)蟲草雞150萬只。并通過項目帶動,全縣規(guī)模育雛育養(yǎng)戶達到260戶,規(guī)模放養(yǎng)戶達到1500戶,放養(yǎng)雞飼養(yǎng)量將達到320多萬只。同時建立定點屠宰點2個,銷售戶5戶,建成20m3的速凍庫1座、50m3的恒溫庫1座,購買冷藏運輸車1輛,為南山放養(yǎng)蟲草雞的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展奠定了一定的基礎。
    （2）設備結(jié)構緊湊,占地面積和占用空間小,安裝使用方便。
    （3）由于換熱管經(jīng)過等離子體改性處理,換熱管表面不易結(jié)垢,換熱效率穩(wěn)定。
    （4）金屬耗量低,比普通產(chǎn)品節(jié)約三分之一以上。通過考察和分析比較,筆者認為等離子體改性強化換熱器在性能上具有優(yōu)勢,另外,由于其金屬耗量低,價格也相對較低,符合本設計中造價控制的要求。因此,在設計中選用了該設備。該設備在系統(tǒng)安裝完畢后,進行了連續(xù)試運轉(zhuǎn)。運轉(zhuǎn)結(jié)果證明了該設備傳熱效率高,加熱快,運行簡單的特點,適用于定時熱水供應系統(tǒng)。另外,智能型等離子體改性強化熱力站機組,不僅具有節(jié)能,結(jié)構緊湊,性能可靠的特點,而且可實現(xiàn)無人值守。是集中供熱、空調(diào)和生活熱水系統(tǒng)選用的較理想的產(chǎn)品。所以,在集中供熱、空調(diào)、和生活熱水系統(tǒng)中選用換熱器時,推薦選用該設備。