混合加熱器（混合加熱器）

概述

混合加熱器噴射式混合加熱器是射流技術(shù)在傳熱領(lǐng)域的應(yīng)用，噴射式混合加熱器是通過汽、水兩相流體的直接混合來生產(chǎn)熱水的設(shè)備。西門熱水機(jī)械生產(chǎn)的噴射式混合加熱器具有傳換效率高，噪音低（可達(dá)到65dB以下），體積小，安裝簡單，運(yùn)行可靠，投資少（在相同供熱能力的條件下，噴射式混合加熱器的造價僅為管式換熱器的1/5）等優(yōu)點(diǎn)。大量實踐證明，混合加熱器的使用性能在多方面超過傳統(tǒng)的表面式換熱器。噴射式混合加熱器除上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有節(jié)能的作用。

混合加熱器

CLP噴射式混合加熱器

應(yīng)用與用途

應(yīng)用

加熱采暖循環(huán)水

噴射式混合加熱器特別適合于在供熱面積不超過6萬平方米的中小型供暖系統(tǒng)中使用，取代表面式加熱器的功能。根據(jù)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，也可以采用兩級噴射式混合加熱器串聯(lián)布置使用。

直接供熱式采暖系統(tǒng)

用蒸汽加熱采暖循環(huán)水后直接向用戶供熱，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，這種方式適用于供熱面積較小的采暖系統(tǒng)。

間接供熱式采暖系統(tǒng)

間接供熱式采暖系統(tǒng)是將供熱系統(tǒng)分為兩個循環(huán)回路，分別稱為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，通過換熱站內(nèi)的表面式換熱器將兩個循環(huán)回路聯(lián)系在一起。高溫水在一次網(wǎng)中循環(huán)，低溫水在二次網(wǎng)中循環(huán)，高溫水通過表面式換熱器加熱低溫水。噴射式混合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(jié)水回收系統(tǒng)，而且占用空間小，不需要維護(hù)，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(yōu)勢。3.2 回收凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸汽

在需要蒸汽加熱的工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會產(chǎn)生大量的凝結(jié)水，凝結(jié)水在冷卻過程中，又會產(chǎn)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(jīng)常是放散，浪費(fèi)了大量的能源。在能源日益短缺的形勢下，節(jié)能越來越受到企業(yè)的重視。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，節(jié)流比開源更重要，節(jié)能就是創(chuàng)造效益，采用噴射式汽水混合加熱器技術(shù)可以回收這部分廢蒸汽。盡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，應(yīng)用比較廣泛。此方法是用廢蒸汽來加熱水，然后供給工業(yè)生產(chǎn)或生活使用。采用噴射式混合加熱器回收廢蒸汽的熱力系統(tǒng)。

利用定排、連排水產(chǎn)生的二次蒸汽加熱除氧水

在熱力發(fā)電廠或生產(chǎn)蒸汽的工業(yè)鍋爐房熱力系統(tǒng)中，連續(xù)排污擴(kuò)容器和定期排污擴(kuò)容器是必不可少的熱力設(shè)備。連續(xù)排污的作用是排除鍋水中的鹽分雜質(zhì)，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松散沉淀物。排污水量因鍋爐的噸位而異，一般連續(xù)排污水量不超過鍋爐蒸發(fā)量的5%，定期排污水量不超過鍋爐蒸發(fā)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(dāng)排污水進(jìn)入排污擴(kuò)容器后，由于擴(kuò)容降壓作用，會產(chǎn)生大量的二次蒸汽，這部分蒸汽是純凈的，可以回收利用。采用噴射式混合加熱器技術(shù)可以回收這部分蒸汽。通過計算可知，回收這部分蒸汽的節(jié)能效益還是十分可觀的。

用途

A:凡需要利用蒸汽提溫的場合，都可以利用噴射式混合加熱器。例如：

1. 采暖熱水的制備。

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(yè)回收低壓乏汽，用于制取熱水。

4. 醫(yī)院、賓館、浴池及居民等生活用熱水的制熱水。

B: 噴射式混合加熱器特殊用途

1.回收低壓放散汽

⑴、低于大氣壓的放散汽

⑵、高于大氣壓的放散汽

2.回收料液揮發(fā)的酸氣、霧氣等放散氣

3.電廠的高低壓加熱系統(tǒng)

4.可制造重油和蒸汽的理想混合物以供燃燒使用

5.蒸發(fā)系統(tǒng)的抽低壓

6.液態(tài)物料加熱

在石油、化工、紡織、冶金等行業(yè)中，經(jīng)常需要對有腐蝕性、易結(jié)垢、結(jié)疤的液態(tài)物料進(jìn)行加熱提溫。傳統(tǒng)的加熱方法大多都是采用表面式加熱器或采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(xù)性的，但由于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(jié)疤更嚴(yán)重。而后一種加熱方式只能是間斷性的，系統(tǒng)復(fù)雜、熱效率低、生產(chǎn)效率低。而且系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的帶腐蝕性物質(zhì)和刺激性氣味的放散汽嚴(yán)重污染了周邊環(huán)境，系統(tǒng)震動、噪音極大。由于以上兩種加熱方式的不科學(xué)性，導(dǎo)致設(shè)備時運(yùn)時停，增加了維護(hù)檢修工作量及費(fèi)用，降低了熱效率，增加了生產(chǎn)成本，從而影響了企業(yè)的總體經(jīng)濟(jì)效益。

噴射式混合加熱器能夠代替以上兩種加熱方式，由于它先進(jìn)的設(shè)計和工作原理，決定其具有耐腐蝕、耐沖刷、不結(jié)垢、不結(jié)疤的優(yōu)點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)

1.蒸汽與液體瞬間混合均勻，加熱迅速，熱效率高達(dá)100%,節(jié)能。

2.加熱蒸汽壓力低于，高于被加熱液體壓力均可使用，而不受蒸汽壓力必須高于液體壓力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(dá)70℃以上。

6.結(jié)構(gòu)簡單，不易結(jié)垢，免維護(hù)，使用壽命長。

7.可利用工業(yè)低壓乏汽作熱源制熱水，節(jié)約了能源，保護(hù)了環(huán)境。

8.由于針對用戶參數(shù)選用型號或?qū)ｉT設(shè)計，對用戶有極強(qiáng)的適用性，運(yùn)行平穩(wěn)，能滿足用戶各項要求。

分類

射汽帶水式

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(tǒng)中采用射汽帶水式噴射式混合加熱器，可以代替表面式汽水加熱器和循環(huán)水泵，起到節(jié)煤、節(jié)電、節(jié)省設(shè)備投資的作用。但是其使用條件較嚴(yán)，要求蒸汽達(dá)到一定壓力，而且流量必須穩(wěn)定，使這種加熱器的應(yīng)用受到一定的限制。在蒸汽壓力高于水壓力0.3MPa以上時，可以考慮采用射汽帶水式噴射式混合加熱器。

射水帶汽式

射水帶汽式噴射式混合加熱器不受蒸汽壓力和流量的限制，使用的范圍較寬，只是不能取代系統(tǒng)中循環(huán)水泵的作用。下面以射水帶汽式噴射式混合加熱器為例，介紹其工作原理與應(yīng)用。

工作原理

當(dāng)被加熱水通過噴射式混合加熱器的噴嘴時，壓力降低，流速增加，在噴嘴的出口處形成低壓區(qū)，蒸汽在此區(qū)域進(jìn)入加熱器內(nèi)，與被加熱水進(jìn)行混合，蒸汽在水中凝結(jié)放熱，汽、水之間進(jìn)行能量、動量和質(zhì)量的交換，然后汽水混合物進(jìn)入混合室進(jìn)一步均勻混合，最后進(jìn)入擴(kuò)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(zhì)的蒸汽，可以使用新蒸汽，也可以使用回收的廢蒸汽，進(jìn)入噴射式混合加熱器的蒸汽壓力可以高于進(jìn)口水的壓力，也可以低于進(jìn)口水的壓力。如果采用凝結(jié)水產(chǎn)生的二次蒸汽或回收的廢蒸汽作為加熱熱源，節(jié)能效益更為顯著。

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式混合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(jié)水全部回收利用，則：

（3）噴射式混合加熱器的熱能利用率

由于在噴射式混合加熱器內(nèi)汽水直接混合，噴射式混合加熱器的散熱損失很小，可以忽略不計，故可以認(rèn)為：熱能利用率=100%

噴射式混合加熱器的熱效率之所以高于表面式加熱器，根本原因是兩種換熱器的換熱機(jī)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?zhèn)鳠?，蒸汽凝結(jié)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。而噴射式混合加熱器與表面式加熱器的換熱過程不同之處在于蒸汽與水直接混合，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，所以噴射式混合加熱器熱能利用率高。

安裝與調(diào)試

噴射式混合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?？梢圆贾贸赏剖桨惭b，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式混合加熱器前，即低溫水先經(jīng)過水泵加壓，然后再進(jìn)入加熱器加熱。拉式安裝方式是指水泵布置在噴射式混合加熱器后，低溫水先經(jīng)過加熱器加熱，然后再進(jìn)入水泵加壓。對于射水帶汽式噴射式混合加熱器，在進(jìn)汽壓力低于進(jìn)水壓力時，采用拉式安裝方式布置；在進(jìn)汽壓力不低于進(jìn)水壓力0.2MPa時，也可以采用推式安裝方式布置。而對于射汽帶水式噴射式混合加熱器，因為噴射式混合加熱器本身具有增壓效果，建議采用拉式安裝方式布置。

噴射式混合加熱器的阻力損失一般不超過0.15MPa，具體數(shù)值與進(jìn)入加熱器的蒸汽和水之間的壓差有關(guān)。壓差越大，阻力損失就越小。但是，其前提是必須保證噴射式混合加熱器的正常工作。

安裝使用注意問題

（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(jìn)入蒸汽管道。

（2）在噴射式混合加熱器的冷水入口前和熱水出口后均應(yīng)保證有10倍管徑長度的直管段。

（3）與噴射式混合加熱器相連接的供水管道應(yīng)安裝旁通閥。

（4）在噴射式混合加熱器啟動時，要先開出口水閥，再開入口水閥，最后緩慢開啟蒸汽入口閥。

（5）關(guān)閉噴射式混合加熱器時的操作程序與開啟時相反。

工程實例

某供熱有限公司有一采暖面積為4000m2的熱用戶，距離供熱公司較遠(yuǎn)，而且周圍暫時沒有其他的熱用戶，如果從廠區(qū)向熱用戶敷設(shè)熱水管網(wǎng)明顯不經(jīng)濟(jì)。但在熱用戶附近有現(xiàn)成的途經(jīng)蒸汽管線，蒸汽參數(shù)為P=0.7MPa，t=200℃。該公司經(jīng)過研究決定，采用湖南西門機(jī)電的噴射式混合加熱器技術(shù)進(jìn)行供熱，熱力系統(tǒng)采用直接供熱式系統(tǒng)。從蒸汽管線上引出一部分蒸汽作為噴射式混合加熱器的熱源，通過減壓閥將蒸汽壓力由0.7MPa減至0.3MPa，用于加熱采暖循環(huán)水，進(jìn)水壓力為0.4MPa。該系統(tǒng)于2003年11月投入使用，運(yùn)行后工作性能穩(wěn)定，從未出現(xiàn)過任何故障，而且無需專人維護(hù)，工程總投資為3.5萬元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。對于同等條件，如果采用表面式換熱器，工程投資至少需要10萬元。

某熱電有限公司有3臺75t/h 蒸汽鍋爐，在鍋爐運(yùn)行時定期排污和連續(xù)排污系統(tǒng)有大約2t/h 的乏汽排放，即污染環(huán)境又浪費(fèi)能源。為了深入挖潛，向節(jié)能要效益，該公司采用了湖南西門機(jī)電的噴射式混合加熱器技術(shù)回收這部分廢蒸汽。冬季用于加熱采暖循環(huán)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℃的采暖循環(huán)水加熱到60℃。夏季用于加熱洗浴用水，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(yùn)行7200小時，節(jié)能效益為72萬元。設(shè)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?？梢?，節(jié)能效益是十分顯著的。