汽水混合加热器的选型对比

陈强峰 马超 方文峰 马伟伟

摘要：针对某电厂3×660 MW亚临界机组运行时定排扩容器排放大量乏汽的现状，对比分析了浸没式、QSH型、引射式3种汽水混合加热器的结构原理。基于该电厂现场实际情况，评价了各汽水混合加热器作为该机组定排、连排高效余热回收系统的适用性，对今后亚临界机组余热回收项目选择合适的混合加热器具有良好的借鉴意义。

关键词：余热回收;浸没式汽水混合加热器;QSH型汽水混合加热器;引射式汽水混合加热器

0 引言

目前许多工业锅炉、亚临界锅炉系统配套的定排扩容器等设备在运行时存在大量对空排放的低位热能蒸汽，造成能源的严重浪费。电厂使用汽水混合加热器回收这些低位热能蒸汽，可以大大节省煤、电、油等资源，对企业的热平衡、水平衡起到重要的集约优化作用[1-2]。

1 电厂锅炉情况

某电厂3×660 MW机组配套自然循环、单汽包型的亚临界压力煤粉炉，型号为IHI-FWSK。锅炉连排工作压力、温度分别为9.5 MPa、175 ℃;定排工作压力、温度分别为0.05 MPa、110 ℃;连排设计流量为40 t/h;连排正常排放时流量为20 t/h;吹灰系统疏水至定排的流量、压力、温度分别为2 t/h、3.2 MPa、230 ℃;定排扩容器容积为14.7 m3;定排扩容器乏汽量为5～15 t/h;乏汽温度约为110 ℃。锅炉使用常温的除盐水一起通入汽水混合加热器，再次利用充分换热冷凝后产生的热水，并且保证定排乏汽100%回收，无明显白烟。

2 汽水混合加热器

目前市场上主要有浸没式和引射式两种汽水混合加热器，针对不同的应用条件，电厂需采用合适的加热器。喷射式汽水混合器形式较多，但原理基本类似，为保证振动小、噪声低、生产及调节能力大，人们对其内部结构及进汽方式等进行了调整。下面将简单介绍对比几种目前使用较多的汽水混合加热器。

2.1    浸没式汽水混合加热器

浸没式汽水混合加热器为圆柱体型，由外部圆柱形壳体和内部圆柱形的芯体两部分组成，外壳的上表面和下表面都布满大孔和小孔，孔洞由外而内依次变小，外壳和芯体之间是汽水高效混合加热区，芯体为空心圆柱体，且芯体表面布满细小斜孔的喷嘴，浸没式汽水混合加热器内部如图1所示，需将整个加热器安装在储水罐内部，蒸汽通过上口高速进入浸没式混合加热器芯体内部，通过喷嘴进入混合加热区，高溫蒸汽在加热区与壳体下部进来的冷水进行旋转混合，形成旋转水汽，生成热水并盘旋上升使得热水从加热器上部的孔洞中不断排出，下部孔一直补充冷水，带动浸没式汽水混合加热器周围的水流动，最终加热整个水箱内的水。

浸没式汽水混合加热器采用消声且加热区旋流混合结构，噪声低，无振动，但该电厂乏汽量较大，需设置许多储水罐，投资成本大，且要求较大占地面积，因此该加热器不适用于该电厂。

2.2    QSH型汽水混合加热器

QSH型汽水混合加热器的安装方式为直接与管道对接，核心部件为拉法尔喷管，水从喉口喷入，低温水在喷管内高速流动，蒸汽从上边的法兰口进入加热器，从侧边小斜孔高速压入喷管中与低温水混合生成热水，壳体内涂有金属填料。该汽水混合加热器具有安装简单、噪声小等特点。QSH型汽水混合加热器内部结构如图2所示。

蒸汽压入冷水中，故要求蒸汽压力比水压力高0.05 MPa以上，而目前定排扩容器的乏汽压力为0.04 MPa，无法满足要求，不适用该电厂。

2.3    引射式汽水混合加热器

引射式汽水混合加热器（图3）与管道直接连接，当低温引射水或液态物料进入加热器本体后，经特制的拉法尔喷嘴时，在其喉口处形成一定的低压区，从而将加热或者回收蒸汽抽吸进来，两种流体介质经混合室进一步充分混合，并迅速在扩展相介面之间发生热交换，进而达到瞬时加热效果。

该换热器内部结构简单，运行稳定且安装方便，占地面积小，可水平或垂直安装。此外，流体在加热器内流速高，混合充分，因流体中无其他杂质，运行过程中不易结水垢。加热器内部采用内收圆弧设计，在设备停运时不积液，停运时无结疤、结垢现象[2]。该电厂乏汽压力低，引射式汽水混合加热器对蒸汽的入口压力无一定要求，较其他混合加热器更适合该电厂。

3 结语

本文介绍了浸没式、QSH型、引射式3种汽水混合加热器，其中浸没式汽水混合加热器因占地面积较大、成本高，QSH型汽水混合加热器需要较高压力的蒸汽而无法满足该电厂需求，而引射式汽水混合加热器结构简单、成本低廉，各方面均符合电厂改造要求。

[参考文献]

[1] 杨彬.包头第二热电厂300 MW机组高背压供热改造研究[D].北京：华北电力大学，2017.

[2] 王静.热电系统乏汽回收节能减排项目应用[J].山东工业技术，2015（15）：141.